一、可撓式太陽能的發展

隨著全球加速淨零轉型，各國擴大太陽能部署規模。根據國際能源署（IEA）統計，2024 年全球太陽能（PV）累計裝置容量已達到 1.6 太瓦（TW），預計在 2027 年前將超越煤炭成為全球最大的電力來源。然而，雖然傳統的剛性晶矽太陽能在公用事業規模的部署中占據主導地位，卻受限於固定式玻璃封裝的形式，難以適用於未來新興應用（如移動設備、彎曲建築表面及穿戴式裝置）。因此，可撓式太陽能（Flexible Solar Cells）具備輕量、可彎曲、可印刷，以及可於低照度環境下運作等特性，逐漸引發市場高度關注。

面對全球可撓式太陽能的競爭，各國政府與國際組織正透過技術研發與政策激勵措施，加速產業布局，以降低對傳統晶矽供應鏈的依賴並提升能源韌性。歐盟透過如UPSCALE等計畫，重點支持鈣鈦礦建材整合太陽能（BIPV）的研發與有機太陽能的應用；日本經產省（METI）則與企業合作加速大規模商用化生產鈣鈦礦太陽能。印度則透過2025年預算分配1.8億美元用於先進太陽能研發，並藉由生產連結激勵計畫（Production Linked Incentive, PLI）鼓勵國內生產高效零組件；而中國則在2022年至2024年間於可撓式太陽能相關專利申請量上居全球領先地位，占比約62.2%。

在此發展趨勢下，本文摘錄Frost & Sullivan 報告內容，簡述可撓式太陽能關鍵技術之發展現況與挑戰、產業創新案例，以及未來五年最具發展潛力的應用領域。

二、關鍵技術分析

(一) 非晶矽太陽能（Amorphous Silicon, a-Si）

非晶矽太陽能是一種成熟的薄膜技術，長期以來廣泛應用於輕巧和適應性需求強的場域，如建築整合太陽能（Building-integrated photovoltaics, BIPV）。非晶矽太陽能具備穩定性高、製程成本低且在弱光環境下表現良好等優點。儘管目前經認證之光電轉換效率（Power Conversion Efficiency, PCE）約為11.9%，仍低於晶矽太陽能，但透過氫化非晶矽（Hydrogenated amorphous silicon, a-Si:H）及微晶矽堆疊設計，其潛在效率可望突破 19%。

然而，非晶矽太陽能在光照下容易發生光衰效應（Staebler-Wronski effect），降低導電率，以及功率密度較低限制其在空間受限場域的發展。近年研究重點聚焦於強化光捕獲結構、多結非晶矽/微晶矽堆疊與超薄撓性基材，以擴展該技術在穿戴式裝置及物聯網的應用。

(二) 鈣鈦礦太陽能（Perovskite Solar Cells, PSCs）

鈣鈦礦太陽能發展快速，其光電轉換效率高達25%，是目前可撓式太陽能中最具競爭力的技術。其材料結構為ABX₃型鈣鈦礦晶體架構，其中A和B為陽離子，X為陰離子，可調節光學與電子特性。此外，其原材料豐富、成本低，且能溶解於溶劑中，透過塗佈、印刷等方式備製薄膜，與低溫捲對捲（Roll-to-Roll, R2R）製程技術高度兼容。然而，長期運行穩定性、對水氣與紫外線的敏感度，以及含鉛量帶來的監管問題仍是商業化發展瓶頸。

(三) 有機太陽能（Organic Solar Cells, OSCs）

有機太陽能電池採用π共軛聚合物或小分子作為活性層，可製成超輕、可摺疊、半透明與可調色的太陽能模組，且在低照度、漫射光線與室內環境具有優異表現，目前市場已有多款可撓式OSCs產品（如可攜式充電器、建築薄膜、物聯網電源）。然而，其光電轉換效率僅18%至20%，仍低於鈣鈦礦與部分非晶矽太陽能，且易受氧氣和水分降解的影響，仍需進一步優化基本材料與封裝技術。

三、2026年至2030年的市場驅動力與挑戰

(一) 市場驅動力

1. 跨領域的整合與高價值應用

極薄與可彎折特性，讓可撓式太陽能能穩固貼附曲面、紋理表面、可動或充氣結構，擴大過去矽晶無法覆蓋的可用面積。從車身、無人機表層、可穿戴到基礎設施曲面等材料與結構之中採集光能，使太陽能由傳統的「獨立零組件」轉型為可整合於結構體內的「功能性材料」。

2.低碳製造趨勢

相較於傳統晶矽太陽能，超薄結構的可撓式太陽能採用捲對捲塗佈、溶液加工、噴墨列印和低溫沉積等製程，可大幅降低生產過程中的材料需求和能資源損耗，並可支援在地化、模組化產線與分散式製造。此外，該技術的製造方式符合全球對產品碳足跡揭露及生命週期評估（LCA）的日益嚴格的監管要求。

3.全天候捕獲光能

在散射光、陰影與室內照度的環境下，可撓式太陽能仍具有對光的高度敏感性。此優勢使太陽能從「僅限戶外」擴展到「無處不在的採集環境光」，加速擴展新興領域的應用。

(二) 市場挑戰

1.性能差距與耐久性

儘管效率快速提升，但在面積受限的應用（如電動車頂、無人機和小型電子產品）中，可撓式技術與高效單晶矽之間的效率差距限制了其競爭力。此外，可撓式太陽能目前的營運壽命普遍短於剛性晶矽模組，且高降解率導致增加能源均化成本（LCOE），性能穩定性與長期可靠性，已成為該技術擴大商業部署的關鍵門檻。

2.材料永續性

鈣鈦礦太陽能的鉛含量，在穿戴式設備及BIPV應用中面臨嚴格的監管審查；以及有機太陽能製造中使用鹵化物溶劑，大規模生產時可能引發安全及環保監管疑慮。此外，該技術由多層聚合物與黏合界面堆疊，增加報廢後的回收處理的困難。

四、產業創新案例

(一) 航太級抗輻射的微型晶矽太陽能

開發單位/廠商：美國mPower Technology[1]

美國新創公司mPower Technology主要提供太空用太陽能模組的解決方案。其專利技術DragonSCALES源自桑迪亞國家實驗室，又被稱為「太陽能亮片 （Solar Glitter）」。該技術採用微型晶矽太陽能（寬度僅約人類髮絲）構成互聯的網狀結構，即便其中一顆微小電池損壞，其餘電池仍能繼續運作，消除了單點故障風險。DragonSCALES專為極端太空環境設計，具備極高的抗輻射性，任務壽命可達15年至20年。該技術亦可透過標準化大規模生產，預計2026年中前將自動化生產線產能提升至每年2 MW，以因應低軌衛星（LEO）、月球任務及太空棲息地等市場快速成長。

(二) 低成本微槽結構與雙面受光的鈣鈦礦太陽能

開發單位/廠商：英國Power Roll[2]

英國Power Roll公司開發基於新型微槽（Microgroove）的專利結構，採用非傳統的平面結構，而是在塑膠基材上印壓數十萬個V型結構，並在微槽表面塗覆鈣鈦礦材料，藉由微槽結構提高導電表面的解析度。同時，允許薄膜正面與背面同時吸收光線，大幅提升在農業溫室或建築百葉窗等場域的應用潛力。此外，該公司透過捲對捲的製程技術大規模量產，且無需昂貴的氧化銦錫 （ITO），顯著降低材料成本。目前該公司正透過知識產權（IP）授權模式，與全球製造夥伴（如印度Thermax或包裝巨頭Amcor）合作，實現快速全球擴張而無需負擔全額建廠成本。

(三) 提供低功耗物聯網設備永續動力的有機太陽能

開發單位/廠商：瑞典Epishine[3]

瑞典Epishine是一家提供永續電力解決方案的技術公司，旨在讓低功耗物聯網 （IoT）設備（如電子貨架標籤、無線傳感器、遙控器和智慧設備）實現自主供電無須維護。其開發的有機太陽能（OSC），特別針對室內環境與弱光條件進行優化，表現優於傳統晶矽太陽能。此外，該技術使用的有機化合物完全不含有毒物質、PFAS(永久性化學物質)和稀土元素，並採用可回收塑料基板，實現永續製造。其專利的捲對捲製造技術採低溫處理，製程碳排放強度僅每平方公分0.86克二氧化碳當量，是目前全球碳足跡最低的太陽能技術之一。該產品極易整合至電子貨架標籤、無線傳感器與醫療貼片等小型化、曲面設計的電子產品中，目標為每年生產數億個模組，取代每日數千萬顆廢棄電池。

五、未來五年最具發展潛力的領域

(一) 次世代消費性電子的自主供電生態系

隨著裝置微型化與低功耗設計趨勢，智慧手錶、健康監測器、智慧穿戴式裝置、醫療貼片等次世代消費電子，將從「需要充電」轉向「可自我供電」，為設備提供長期免維護的動力來源。可撓式太陽能能在室內或低照度環境下持續收集能量，使裝置減少對電池與充電介面的依賴，進而改變產品設計與使用模式，形成環境能源驅動的新型消費電子生態系。Frost & Sullivan預計至2030年內該市場規模將達到5億至10億美元。

(二) 高耐用性封裝系統

可撓式太陽能已從實驗室原型階段逐步拓展至商業化規模，關鍵挑戰在於濕氣滲透、紫外線老化與長期彎折下的穩定性問題。創新阻隔材料、奈米塗層與自修復特性的封裝技術，封裝材料從單純保護層轉變為具光學調控與機械強化功能的主動系統，延長產品使用壽命至10至20年，是未來在極端氣候或工業環境中大規模應用的關鍵之一。

(三) 精準農業與農光互補系統

現代農業倚賴分散式感測器監測土壤濕度、病蟲害、養分和微氣候。可撓式太陽能具備選擇性光譜傳輸特性，能與溫室或農業遮蔽設施無縫整合，在不影響作物光合作用下進行發電，提供精準農業所需電力，解決能源生產與糧食種植之間的土地利用衝突。