鈣鈦礦太陽能模組開發進展

台灣中油公司從2016年開始致力於鈣鈦礦太陽能模組（Perovskite solar module）自主研發，至今歷時五年，目標是希望將該模組確實導入生活應用，並增加商品化的可能性。目前公司已能一手包辦整個模組製程運作，主要採用半自動化、單次多片產出作業方式，其中技術特色包括，適用於大面積（≧ 5 cm × 5 cm）、完全真空鍍膜（Vacuum deposition）、雷射切割（Laser scribing）、金屬遮罩（Metal mask）導入以及封裝製程（Encapsulation）。現階段所製得之模組（結構組成：玻璃（Glass）／氧化銦錫（ITO）／非化學計量比氧化鎳（NiO_x）／鈣鈦礦（FAPbI_3）／富勒烯（C_(60)）／鋁（Al），面積：5 cm × 5 cm）於AM1.5G條件進行量測，可獲得最大輸出功率（P_(max)）及光電轉換效率（PCE）分別約為37.5 mW及4.01%結果，相關製程所使用的基板溫度為110 °C，而FAPbI_3薄膜的厚度為500 nm。在面積10cm × 10 cm模組方面，目前如此尺寸的模組於大氣環境下已能提供約142.1 mW（P_(max)）及3.24％（PCE）（AM1.5G量測條件）之性能表現，並藉由UV膠水的封裝效力，該模組P_(max)可以在大氣環境下維持穩定不遞減長達至少一週時間。

關鍵字

鈣鈦礦太陽能模組；真空鍍膜；封裝

並列摘要

A perovskite solar module has been developed for practical use and commercialization in CPC Corporation, Taiwan since 2016. The processes of the module, featuring production of large-area (≧ 5 cm × 5 cm) device, totally vacuum deposition, laser scribing, mediation of metal mask, and encapsulation, are accomplished using semi-automation and mass production techniques. The module with 5 cm × 5 cm in surface area, consisting of glass, ITO, NiO_x, perovskite FAPbI_3, C_(60), and Al, can deliver the best maximum output power (P_(max)) of 37.5 mW and power-conversion efficiency (PCE) of 4.01% under AM1.5G illumination so far. The substrate temperature and the FAPbI3 thickness are controlled to be 110 °C and 500 nm, respectively, for the relevant processes. Moreover, 142.1 mW (P_(max)) and 3.24% (PCE) can be generated by a module having surface area of 10 cm × 10 cm at AM1.5G in the atmosphere. Such a module is encapsulated by UV encapsulant and placed in the atmosphere for stability evaluation. The performance in P_(max) of the encapsulated module shows a steady trend at least in a duration of one week.