反思台灣能源計畫！太陽能環保賺錢術

印度欲增建25座太陽能發電園區 估5年內完工

印度計畫將大規模升級國內太陽能基礎設施，並於短期間公開招標太陽能發電園區的開發案。

《華爾街日報》報導，印度能源部部長Tarun Kapoor表示，新德里與另外5個一級行政區將共同建設25個太陽能園區，可望增加全國近10倍的太陽能儲備電力，達2萬百萬瓦(megawatts)。

Kapoor預期，明年將會有10座園區工程開始動工，另外15座則將於4、5年後完工。

印度自古以來日照豐沛，自新任總理莫迪(Narendra Modi)上任後，太陽能相關計畫的執行開始加速，莫迪曾監督過該國目前最成功的太陽能建設計畫之一，位於古茶拉底(Gujarat)省。

政府數據顯示，太陽能僅佔印度綜合能源的1%，因必須面對土地取得的困難挑戰，儘管太陽能發電過去3年來價格不斷下跌，但是成本仍是超出燃煤發電。

印度政府發展太陽能園區的計畫，是希望能夠減少投資人購置土地的花費，增進投資太陽能產業的意願。

印度大部分的作為開發太陽能發電的土地皆由政府、地方行政區擁有，但是，在太陽能發電園區的部分土地，將提供給公司、企業營運使用。

目前太陽能發電園區的土地收購皆已完成。

第一階段的工程將由印度最大的國營電力公司NTPC與旗下子公司NTPC Vinyut Vyapar Nigam執行，預期將建設2座發電量為1000MW的太陽能電廠。

知情人士表示，NTPC將於1個月內向國際廠商公開招標，尋求部分建設設施，而NTPC Vinyut Vyapar Nigam則負責開發商的標案。

NTPC執行長證實國際招標案確實有可能會實行。

Kapoor也表示，印度政府正計畫將於明年2月與全球國際投資者會面，共同商討再生能源的開發案。

印度安德拉邦將成太陽能發電樞紐？預2019年裝機量達5GW

未來數周，印度安德拉邦政府或將推出內容廣泛的新可再生能源政策，推動可再生能源產業的發展，計畫2019年太陽能裝機量與風力裝機量分別達到5吉瓦與4吉瓦。

安德拉邦能源部長Ajay Jain表示，安德拉邦政府正急於通過即將公佈的新政策提供所有必要的支持，將安德拉邦轉型為“太陽能發電樞紐”。

中科光電100MW生態太陽能電站定位山西 擬投73.2億

近日，中科光電集團100兆瓦生態太陽能電站專案已簽約落戶山西省交城縣，計畫投資約73.2億新臺幣，初步選址在交城縣城以西約5公里處，將新建3500畝生態農業大棚及100兆瓦生態太陽能電站和配套工程。

而古特金公司投資約4.9億新臺幣，建設10兆瓦分散式光伏電站，因此總投資共計約78.1億新臺幣。

投資42.5億 順風光電將在內蒙古建100MW太陽能專案

近日，江蘇順風光電與巴彥淖爾市簽訂了100MW太陽能發電專案投資協定。該專案位於巴彥淖爾市烏拉特前旗光伏發電聚集區內，占地面積3500畝。

據悉總投資約為42.5億新臺幣，規劃裝機容量為100MW，其中一期50MW。

鈣鈦礦電池：太陽能產業的新星

導言：美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）發佈了截止2014年初各類太陽能電池轉換效率的最高紀錄。目前轉換效率的最高記錄是由夏普生產的聚光型三結太陽能電池創造的，高達44.4%。而本文要介紹的鈣鈦礦太陽能電池在統計時是17.9%，但實際上目前鈣鈦礦太陽能電池轉換效率已被提高到了19.3%。

從2009年到2014年的短短5年間，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率從3.8%一下子躍升至19.3%，提高了5倍。其效率進步之快，成本之便宜，生產之容易，以至於被《科學》期刊評為2013年的10大科學突破之一。

那麼鈣鈦礦電池到底是什麼？為何能產生如此大的研究影響力呢？它真的是太陽能電池產業中的黑馬嗎？

1、鈣鈦礦是什麼？

(在俄羅斯庫薩發現的鈣鈦礦礦石，藏于哈佛自然歷史博物館Credit:La2O3(CCBY-SA3.0license))

鈣鈦礦，英文名perovskite，是一種普通的金屬有機化合物晶體，主要成分是鈦酸鈣（CaTiO3）。1839年德國礦物雪茄古斯塔夫•羅斯（GustavRose）在俄羅斯中部境內的烏拉爾山脈上發現了一塊特殊的岩石樣本，於是決定以他心中所崇拜的偉大地質學家Lev Perovsk 來明明這個礦石。

不過後來我們普遍指的鈣鈦礦電池（全稱：鈣鈦礦型甲胺鉛碘薄膜太陽能電池）並不是用這個礦石材料製成的，而是使用了與鈣鈦礦晶體結構相似的化合物。

2、鈣鈦礦的晶體結構：

(鈣鈦礦晶體結構示意圖)

鈣鈦礦的結構是ABX3的形式。這種結構在每個角共用一個BX6正八面體，其中B是金屬陽離子（Sn2+或Pb2+），X是一價陰離子（Cl-，Br-或I-）。鈣鈦礦中的陽離子A被用來抵消電荷使材料達到電中性，它可以是半徑較大鹼金屬離子等，甚至可以是一個分子。

這種奇特的晶體結構讓它具備了很多獨特的理化性質，比如吸光性、電催化性等等，在化學、物理領域有不小的應用。鈣鈦礦大家族裡現已包括了數百種物質，從導體、半導體到絕緣體，範圍極為廣泛，其中很多是人工合成的。太陽能電池中用到的鈣鈦礦（CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3和CH3NH3PbCl3等）屬於半導體，有良好的吸光性。

3、鈣鈦礦的發展簡程：5年——從3.8%到19.3%

2009年——桐蔭橫浜大學的宮阪力（Tsutomu Miyasaka）通過將薄薄的一層鈣鈦礦（CH3NH3PbI3和CH3NH3PbBr3）當做吸光層應用於染料敏化太陽能電池，製造出了鈣鈦礦太陽能電池。當時的光電轉換率為3.8%。後來研究者對電池進行了改進，轉換效率一下翻了一倍。雖然轉換效率提高了，但還要面對一個致命問題，即鈣鈦礦中的金屬鹵化物容易在電池的液體電解質發生水解，導致電池穩定性低，壽命短。

2012年8月——由格拉茲爾（Grätzel）領導的韓國成均館大學與洛桑理工學院實驗室將一種固態的空穴傳輸材料（holetransportmaterials，HTM）引入太陽能電池，電池效率一下提高到了10%，也解決了電池不穩定的問題，也比以前更容易封裝。

2013年——牛津大學的亨利˙司奈斯（HenrySnaith）將電池中的TiO2用鋁材（Al2O3）代替，鈣鈦礦不僅成為了光的吸收層，也同時是傳輸電荷的半導體材料。鈣鈦礦電池的轉換效率一下攀升到15％。

2014年8月——加州大學洛杉磯分校的華裔科學家楊陽領導的研究團隊，在《科學》期刊上發表最新研究論文稱，他們通過改進鈣鈦礦結構層，選擇更適合傳輸電荷的材料，讓電池兩端的電極能收集更多的電，其轉換效率最高達到了19.3％，成為該領域之最。

4、鈣鈦礦電池的優勢：

轉換效率進步快——5年時間從3.8%升到19.3%，而2013年11月美國科學家在最新研究中發現，新式鈣鈦礦（CaTiO3）太陽能電池的轉化效率或可高達50%，為目前市場上太陽能電池轉化效率的2倍，這說明瞭它還有很大的潛力值得挖掘；

製作工藝簡單——實驗室中常採用液相沉積、氣相沉積工藝、液相/氣相混合沉積工藝；

發電成本低——甚至有可能會比火力發電還低。

建築一體化潛力——鈣鈦礦型電池屬於薄膜電池，目前主要就是沉積在玻璃上，還可以通過控制各層材料的厚度和材質來實現不同程度的透明度，當然效率也會降低，不過這類應用是值得嘗試的。例如牛津大學的實驗室已經可以做出半透光（灰褐色）的電池。如果將採光與發電融為一體的太陽能電池開發順利，有望成為高樓大廈幕牆裝飾、車輛有色玻璃貼膜等的替代品。

5、鈣鈦礦電池的難題：

有毒——鈣鈦礦電池材料含有鉛，不過鉛跟其他類型電池含有的砷、鎵、碲、鎘相比，簡直就是小巫見大巫。而美國西北大學也已研發出一種用錫代替鉛的鈣鈦礦太陽能電池，不過這種電池的轉換效率還只有6％，目前處於研發初級階段，效率還有提升空間；

不穩定——鈣鈦礦中的鉛容易氧化揮發，而當晶體遇水時則易分解。如果我們使用鈣鈦礦電池發電，它很有可能滲出流到屋頂或土壤中；

壽命不長——目前，壽命最長的鈣鈦礦太陽能電池可達到1000小時，由華中科技大學和洛桑聯邦理工學院合作研發。而傳統晶矽電池壽命一般可達到25年，比鈣鈦礦電池長得多。