EnergyOMNI * 2025能源週 |「讓每一扇窗都會發電」 鈣鈦礦:從學研界走出來的下一代太陽能

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EnergyOMNI * 2025能源週 |「讓每一扇窗都會發電」 鈣鈦礦:從學研界走出來的下一代太陽能

發布時間: 2025-10-29
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台灣鈣鈦礦科技股份有限公司 辛健智處長

在全球淨零轉型浪潮下,太陽能技術正站在世代交替的門檻上。成立於 2021 年的「台灣鈣鈦礦科技」,今年邁入第五年,帶著「讓太陽能走進日常場域」的野心,把實驗室裡的鈣鈦礦(Perovskite)推向建築、農業與消費電子等新應用。從創業契機、技術路線到法規與生態系,台灣鈣鈦礦科技這家新創如何在短時間內完成場域落地、建廠試量產,並為臺灣的能源與產業轉型補上關鍵拼圖?

從學研界到產業:一個「看見窗口」的創業契機
「我們公司很新,但做的是已經酝釀十數年的題目。」現為台灣鈣鈦礦科技股份有限公司處長辛健智笑說。台灣鈣鈦礦科技的誕生,起點是創辦人陳來助董事長與清華大學化工系衛子健教授的攜手合作。衛教授長年專注鈣鈦礦研究,其學脈可上溯至日本桐蔭橫濱大學的宮坂力(Tsutomu Miyasaka)教授——「鈣鈦礦太陽能」的發明者。辛健智回憶:「學界成果亮眼,但當時臺灣產業界幾乎沒有人專注把它變成可商轉的產品。這就是我們看見的『窗口』。」

公司初創的前兩年,團隊在清華大學自建一條「水星一號線」,完成材料、製程、設備的第一輪疊代;隨後於去年五月正式進駐新竹香山「景觀科技園區」,升級為「水星二號線」,產線、環控與量測系統全面拉升,進入穩定運營。「從學校場域移入自有廠房,代表我們不只是做研究,而是要把技術穩穩放進產線,開始面對良率、效率、壽命與可靠度的全套工程挑戰。」

鈣鈦礦為何值得?辛健智的答案很直接:「效率潛力與應用創新。」他指出,矽晶太陽能現階段模組效率大致平均在 22% 上下,進步幅度逐年放緩;而鈣鈦礦近年的世界紀錄「幾乎以每年 1% 到 2%」的速度攀升,單結電池的實驗室效率已衝上 26.9%。更關鍵的是鈣鈦礦「可穿透、頻譜可調」,能與矽晶疊層,把理論天花板再往上推。「現在疊層世界紀錄已到 34% 以上。對矽晶既有產線來說,這是把效率一次拉高兩位數的可能。」 然而,台灣鈣鈦礦科技並未急著投入矽晶疊層的量產競跑,而是明確選擇「先把單結鈣鈦礦產品做深、做穩」;尤其在建築與農業兩大場域發展應用,建立從材料、模組到系統整合的全鏈條能力。「疊層是未來,我們也在參與;但就公司策略而言,先讓『單結』在多元場域證明價值,會走得更扎實。」辛健智指出。

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技術×場域:把太陽能從「屋頂」帶到「立面」與「溫室」
「建築業是全產業溫室氣體排放的第一名,將近占 40%。其中 75% 來自『使用碳排(Operational Carbon, OC)』。」辛健智直言,若要達成 2030、2040、2050 的分階段建築淨零目標,節能之外,勢必得引進再生能源。但傳統矽晶受限於不透光、重量與外觀,主要仍在屋頂鋪設,能覆蓋的面積對高樓而言十分有限。「鈣鈦礦可以做成可透光、顏色可設計的『發電玻璃』,它不是貼上去的太陽能板,而是從採光、隔熱到發電一次整合的『建材』。」

去年,團隊與台灣知名鋁門窗品牌 AIW 成立合資公司『AIZ 風光淨零』,把鈣鈦礦整合入窗系統,「把窗變成發電介面」。辛健智補充:「我們不是只賣一塊板,而是提供建築等級的系統:中空結構、建材玻璃、封裝、配線、儲能系統,甚至與能源管理系統(EMS)的整合。」目前公司在北中南累積約十個落地場域,涵蓋政府與大型科技製造業者,主軸路線是「自發自用+綠電憑證」,而非單純走躉購制度(FIT)。「電價已經走到後FIT時代,自發自用與時間電價、儲能管理的耦合,對企業更具經濟性。」

在美學與法規之間,公司也走在前線溝通。辛健智說:「很多建築師第一眼看的是外觀比例與光學表現。鈣鈦礦的好處,是我們能保有光線穿透感,同時把不需要的光譜拿去發電。」不過,現行國內法規對「立面發電」尚未清楚定義與納管。「屋頂有,立面沒有。這造成設計與審查的模糊地帶。我們這兩年持續與公部門與多家建築事務所協作,希望把立面發電納入明確規範,才能真正打開高樓大面積發電的可能。」

在農業端,鈣鈦礦的優勢更能發揮。傳統「農電共生」在遮蔭、熱環境與光害上常與作物需求拉扯,法規要求「鋪設面積不超過 40%,且三年平均產量需達 70% 以上」,成為實務上難以跨越的關卡。辛健智提出另一種想像:「鈣鈦礦是透光的,而且我們能調『光譜』。作物需要的藍光、紅光比例不同,香菇幾乎不需高光照,小番茄、草莓則相反。我們把作物不需要的波段拿來發電,把需要的光『乾乾淨淨』透下去。」

兩年多前,公司便與國內上市電子業者及其基金會合作,在桃園展開鈣鈦礦溫室試驗,由低光需求葉菜類起步,逐步走向高光需求作物。「小番茄的關鍵是『由綠轉紅』時期的光量充足。成功之後,我們把規模拉大,第一輪就挑戰草莓,也順利收成。」今年在台南沙崙綠能場域,公司與工研院與合作夥伴共同建置鈣鈦礦頂棚,作物涵蓋咖啡豆、啤酒花;中部亦與中興大學合作。「我們不是要『說服』農民做犧牲,而是用光譜工程把『農』放在真正的主位。」辛健智口吻堅定,「理想上,應該可以 100% 覆蓋、農產量不減,讓『發電』服務『農業』。」

當然,落地還有現實面。鈣鈦礦仍在試產階段,產能與成本未及矽晶,對農民端投資負擔較大。「這就是為何我們積極與公部門討論,把既有農業設施補助與新型發電溫室的方案結合,讓創新可以更公平地競爭。」

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四能並進、生態系與法規:把一個新技術變成「產業」
「我們把策略概括為『四能並進』:創能、儲能、節能、智能。」辛健智解釋,創能不只在板上,還在建築介面;儲能讓發電曲線與用電曲線對齊;節能從玻璃光學、隔熱與室內用電同步優化;智能則是結合時間電價、需量反應,把能源當作資產管理。「我們不是只賣太陽能板,而是提供一套能在現場跑得動、算得清的系統。」

談到回收,辛健智點出產業的痛點:「早期FIT專案陸續到期,矽晶回收仍多偏向『報廢』的非正規處理。」,回收技術開發仍加速進行。鈣鈦礦的封裝結構是「兩片玻璃夾多層薄膜」,公司正開發「先拆玻璃、再化學還原」的路徑,目標是讓玻璃循環再製,材料回收再用。「理想狀態是把玻璃回到產線,做成下一代鈣鈦礦發電玻璃,讓產品生命週期閉環。」

要把全新材料體系扛到產線,單一公司不可能獨行。兩年多前,陳來助董事長牽頭成立「鈣鈦礦聯盟」,目前已有約 50 家成員,橫跨材料、設備、技術與應用端(包含建築、農業)。「這是一條全新供應鏈,我們靠聯盟把節點連起來,加速從實驗室規格到工程規格的轉換。」辛健智直言,正因跨域,才需要共同語言與共同行動——量測標準、可靠度測試、封裝與安裝規範、甚至是與土建與玻璃幕牆的介面定義。

「我們相信政策可以拉動真正的需求。」辛健智指出,日本已把鈣鈦礦視為平行於傳統太陽能的技術體系,討論差異化的收購與補助設計;國內則仍以屋頂與平面為主的思維評估太陽能。公司近年主動參與內政部建研所關於淨零建築的座談,推動把「立面發電」納入新建築的再生能源配置規範,並尋求示範場域,提供政府決策所需的系統性數據。「政策的清晰,能讓設計端、審查端、施工端與運維端一起對準。」

在商業化節奏上,公司先以國內場域累積長期運轉數據,再規劃海外輸出。「日本、美國、新加坡、印尼、泰國、菲律賓、沙烏地阿拉伯等都在接觸。我們相信帶著工程數據與營運模型出海,會比只帶產品更有競爭力。」

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當窗與田都開始發電,能源轉型才真正「進屋」
辛健智回到初衷:「鈣鈦礦不是為了取代矽晶,而是把太陽能帶到矽晶到不了的地方。」當立面能發電、當窗會呼吸、當溫室能為作物客製陽光,太陽能就從「屋頂的設備」變成「城市與農業的介面」。他略作停頓補上一句:「我們做的不是一塊板,是一個系統;更是一條從材料到應用的新產業鏈。當這條鏈在臺灣站穩了腳,下一步,就會是把臺灣的經驗輸出世界。」 ——這是台灣鈣鈦礦科技想要打開的那扇窗。當窗打開,陽光進來,能源也進來。真正的改變,從此刻開始。

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