【產業趨勢】迎戰太空新賽道！美國能源部（DOE）砸 1200 萬美元，為何將「鈣鈦礦」列為國家級戰略技術？

Allen Li

7分钟前

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近期美國能源部（DOE）旗下關鍵礦物與能源創新辦公室（Office of Critical Minerals and Energy Innovation）正式宣佈推出一項高達 1,200 萬美元（約新台幣 3.8 億元） 的專案資助計畫。這項專案看似金額不大，但其傳遞出的政策訊號極為明確：美國正加速將鈣鈦礦（Perovskite）技術納入國家級太空能量發展戰略，全力防堵關鍵供應鏈斷鏈，並奠定下一代光電技術的領先地位。

💡 為什麼是「太空」？為什麼是「鈣鈦礦」？

傳統地面太陽能會受限於晝夜交替與天氣變化，但在太空中，太陽能板幾乎可以提供 近乎不間斷（Near-constant）的極高功率輸出。

美國能源部助理部長 Audrey Robertson 直言：

「太陽能發電的下一個前沿就在太空。隨著太空級光電需求暴增，這項投資將確立美國在次世代太空光電的領導地位，強化國家安全並提升經濟競爭力。」

而在眾多材料中，鈣鈦礦（Perovskite） 憑藉高效率、極高功重比（High Specific Power，即單位重量發出的電量）以及低成本的特性，成為太空應用的最佳候選者。更重要的是—它能幫助美國擺脫傳統矽晶或化合物半導體對「關鍵礦物」過度依賴的供應鏈風險。

🎯 兩大核心資助方向：從實驗室到太空實測

本次專案由 DOE 與合作夥伴 TechWerx 共同推動，分為兩個戰略重點：

1. 次世代電池創新（Topic 1: Next-generation Cell Innovation）

單案最高資助：150 萬美元。
重點：聚焦於實驗室階段的高性能、低成本且耐久的太空級光電電池研發。特別針對雙結與多結鈣鈦礦（Perovskite Tandem / Multijunction） 技術，追求在極端環境下的高能量轉換效率。

2. 快速量產與太空示範（Topic 2: Rapid Production and Demonstration）

單案最高資助：200 萬美元。
重點：不只停留在學術研究，更要求能對接大規模製造製程（High-volume manufacturing），並將模組原型送入太空或近太空環境（Near-space）進行第三方驗證飛測。

🔬 政策指引下的技術攻防要點

從 DOE 的招標細節中，我們可以看出政策端對鈣鈦礦商業化落地的具體要求：

克服太空衰減（Degradation）：針對標準太空任務中的極端輻射與溫差，優化鈣鈦礦模組的封裝與耐久度。
主打「疊層技術（Tandem）」：雖然接受單結鈣鈦礦（Single-junction）的研究，但官方政策重點擺在全鈣鈦礦疊層或鈣鈦礦/異質疊層，以最大化空間發電效益。
加速度測試與驗證：開發能預測太空實際衰減的地面加速老化測試（Accelerated Stress Testing）模型。

📈 觀點總結：美政策加碼下的鈣鈦礦產業訊號

這項計畫其實只是美國整體鈣鈦礦戰略的一環。先前 DOE 才剛撥款 1,400 萬美元給桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）成立專門的鈣鈦礦壽命測試中心。

從這一連串的政策動向可以看出：

從陸地走向極端場域：鈣鈦礦輕薄、可彎曲、高效率的特性，正被政策拉動至「建築光電（BIPV）」與「太空國防」等高附加價值戰場。
注重供應鏈安全：減少對特定關鍵礦物的依賴，利用鈣鈦礦實現國產化量產，是美國能源安全政策的核心一環。
官產學研加速閉環：政策不再只給學校做基礎研究，而是強制要求與產線（High-volume manufacturing）及實際飛測場域（In-space testing）對接，加速商業化時程。

對於全球光電與新材料產業來說，美國政府將鈣鈦礦推向太空戰略高地，無疑為這項次世代技術的商業化注入了一劑強心針！