NTU researchers develop ultra-thin transparent solar cells

•南洋理工大學 (NTU) 的研究採用鈣鈦礦材料，其超薄太陽能電池的厚度約為人類頭髮的萬分之一，比傳統鈣鈦礦太陽能電池薄約50倍，並在超薄鈣鈦礦太陽能電池中實現了最高的功率轉換效率之一。
•這些電池是透過熱蒸發（一種工業兼容的真空製程）製造的，該方法能夠在大面積上均勻沉積鈣鈦礦層，同時避免使用有毒溶劑，有助於未來的工業化生產。
•半透明的鈣鈦礦太陽能電池（具有60奈米厚的鈣鈦礦層）在允許約41%可見光穿透的同時，實現了7.6%的功率轉換效率，並且即使在間接或散射光條件下也能有效發電。
•NTU在鈣鈦礦太陽能電池領域持續取得進展，包括在2020年為21平方公分模組實現18.1%的功率轉換效率，以及在2025年為倒置鈣鈦礦太陽能電池實現25.1%的效率和高穩定性。

📊 競品分析▸ Show

特性/實體	材料類型	透明度 (可見光穿透率)	功率轉換效率 (PCE)	備註
NTU (最新研究)	鈣鈦礦	41%	7.6%	超薄半透明電池 (60奈米鈣鈦礦層)
NTU (2020年研究)	鈣鈦礦	不適用 (模組)	18.1%	21平方公分迷你模組，非透明
NTU (2025年研究)	鈣鈦礦	不適用 (倒置電池)	25.1%	1平方公分倒置鈣鈦礦太陽能電池，高穩定性
Heliatek (德國)	有機薄膜	60%	7.2%	半透明有機太陽能薄膜
密西根州立大學 (2014/2020)	有機鹽 (TLSC)	86%	高達10%	全透明，吸收UV和IR，有機材料降解快
韓國能源研究院	鈣鈦礦	未詳述	22.02%	實驗室測試半透明鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦-有機串聯設計	鈣鈦礦-有機	30%	12.3%	創新串聯設計

材料構成： NTU的超薄透明太陽能電池主要採用鈣鈦礦作為核心半導體材料，其吸收層由多個薄層組成，負責吸收陽光並將其轉化為電能。
極致薄度： 鈣鈦礦太陽能電池的厚度約為人類頭髮的10,000分之一，比傳統鈣鈦礦太陽能電池薄約50倍。鈣鈦礦吸收層可薄至10奈米。
製造工藝： 採用熱蒸發技術進行製造，這是一種工業兼容的真空製程。此方法涉及在真空室中加熱源材料使其蒸發，然後蒸氣沉積在表面形成均勻的薄膜。這種製程有助於在大面積上沉積非常薄且均勻的鈣鈦礦層，並避免使用有毒溶劑。
光電性能：
- 不透明裝置： 鈣鈦礦層厚度為10奈米、30奈米和60奈米時，功率轉換效率分別約為7%、11%和12%。
- 半透明裝置： 採用60奈米厚的鈣鈦礦層時，可實現7.6%的功率轉換效率，同時允許約41%的可見光穿透。
環境適應性： 這些鈣鈦礦太陽能電池即使在間接陽光和散射光條件下也能有效發電，使其特別適用於新加坡等城市環境，在這些環境中，建築物的垂直表面和頻繁的雲層可能限制直接的太陽光照射。
可調諧性： 鈣鈦礦太陽能電池可以調整以吸收特定波長的光線，同時保持透明度。

建築物和車輛的玻璃表面將成為重要的發電資產。

NTU的超薄透明太陽能電池可無縫整合到窗戶和車輛中，在不影響美觀的情況下將其轉變為能源採集表面，有助於城市環境的能源自給自足。

穿戴式電子設備將實現更長的電池續航力或更小的電池尺寸。

該技術的高透明度和超薄特性使其非常適合整合到智慧眼鏡等穿戴設備中，使其能夠透過環境光發電。

鈣鈦礦太陽能電池的商業化進程將加速，尤其是在建築整合光伏 (BIPV) 市場。

NTU採用的熱蒸發製程具有工業兼容性，且能夠在大面積上製造，解決了鈣鈦礦技術擴展性的主要障礙，推動其從實驗室走向產業應用。

2013-10

NTU開發出基於鈣鈦礦的新型混合材料太陽能電池，具有成本效益和柔性應用潛力。

2017-06

NTU團隊展示了可透過絲網印刷在塑料或玻璃片上的柔性鈣鈦礦太陽能電池原型。

2020-07

NTU研究人員創造了鈣鈦礦太陽能迷你模組，面積大於10平方公分，功率轉換效率達到18.1%，創下當時可擴展鈣鈦礦太陽能電池的最高紀錄。

2025-11

NTU研究人員展示了一種製造倒置鈣鈦礦太陽能電池的方法，實現了25.1%的功率轉換效率和高穩定性。

2026-05

NTU研究人員開發出超薄、透明的鈣鈦礦太陽能電池，半透明裝置達到7.6%效率和41%可見光穿透率。

NTU 研究人員開發超薄透明太陽能電池