隨著全球對可再生能源需求的增加，歐盟推出了一項雄心勃勃的計畫——PEARL計畫，旨在開發新一代的柔性鈣鈦礦太陽能電池。這項計畫的核心目標之一是將碳排放量降至低於0.01 kg CO2 eq/kWh，這一目標不僅在技術上具有挑戰性，更代表著一種對未來可持續能源技術的革新。
PEARL計畫的願景與目標
PEARL計畫由歐盟資助，旨在通過在鈣鈦礦太陽能電池中引入碳電極來實現太陽能技術的突破。此舉不僅有望降低材料成本，還能提高設備的穩定性，簡化製造過程，並顯著降低排放量。該計畫的目標是開發出效率超過25%、生產成本低於0.3歐元/Wp，且排放量低於0.01 kg CO2 eq/kWh的柔性鈣鈦礦太陽能電池。PEARL計畫的十個歐洲合作夥伴正在努力實現這一目標，這些夥伴包括研究機構、企業和大學等。計畫預計將持續36個月，並專注於開發可擴展且環保的方法，以實現工業應用的可行性。
現行矽基太陽能技術的碳排放現狀
相比之下，現行矽基太陽能電池的生命周期碳排放量相對較高，通常在13到41 g CO2 eq/kWh之間，具體數值取決於生產地點和技術水平。例如，在美國，矽基光伏系統的平均碳排放約為36 g CO2 eq/kWh，而在德國，這一數字則在16.1至21.4 g CO2 eq/kWh之間。這些數據顯示，矽基技術的碳排放量遠高於PEARL計畫的目標。
技術挑戰與創新
柔性鈣鈦礦太陽能電池在設計上面臨著多重挑戰，如機械穩定性、水和氧氣的抵抗力，以及透明電極的傳導性和平衡性。然而，透過創新技術和材料的應用，如稀土元素的摻雜和先進的封裝技術，可以顯著改善這些電池的性能和穩定性。PEARL計畫將探索平面、傳統的n-i-p和進一步的n-i-c設備架構，並利用低溫碳漿作為頂電極，這些技術將在建築和車輛集成光伏以及物聯網等新興市場中得到應用。
環保效益與未來展望
如果PEARL計畫能夠成功實現其目標，將會對全球能源市場產生深遠影響。首先，這將大幅降低太陽能發電的碳足跡，促進全球碳中和目標的實現。其次，這也將推動太陽能技術的進一步普及，尤其是在需要輕量化和可移動性的應用場景中，如建築一體化光伏系統和便攜式能源系統。總之，PEARL計畫的環保目標不僅是技術上的挑戰，更是對未來可持續能源技術的一次重大革新。通過將碳排放量降至0.01 kg CO2 eq/kWh以下，這一計畫有望在環保和經濟效益上超越現有的矽基太陽能技術，為全球能源轉型提供新的解決方案。
參考資料
活動資訊：第四屆台灣鈣鈦礦技術暨應用論壇
時間：2024年8月27日 上午9點至下午5點 (AM8:30開放入場)
地點：長庚大學國際會議廳
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