胡書華從 IXO 的低溫製程,談到透明電極一路延伸到材料循環的取捨
柔性太陽能電池希望把元件做在更薄、更輕、甚至可以彎曲的基板上。透明電極卻同時要讓光穿過、把電流導出,承受後續製程,變形之後還得維持導電性。
光洋應用材料胡書華在論壇介紹 IXO 靶材時,先從製程溫度談起。傳統透明導電膜經過鍍膜後,常以退火改善結晶與光電性。這對玻璃未必是問題,放到塑膠基板、有機材料或低熱預算的元件堆疊上,選擇就會變少。胡書華在演講中把這裡的「常溫成膜」說得很具體:約 50°C 以下。
光洋把 IXO 做成 IXO-01 到 IXO-35 的系列靶材,公開主張是濺鍍後不需高溫退火,也能兼顧導電與透光。產品頁所列的 100 nm 薄膜資料中,IXO 的片電阻為 37.9 Ω/sq,ITO 為 58.3 Ω/sq;在 550 nm 波長下,透光率分別為 90.9% 與 85.0%。換成其他膜厚或波長,數字與差距也會跟著改變。
有客戶拿到免退火材料,仍習慣照原來的流程做退火。胡書華在台上提醒:「我們現在做的是太陽能,不是顯示器。」對疊層電池而言,可見光穿過上層鈣鈦礦之後,還有一部分光要繼續抵達下方的矽電池。原本為顯示器建立的退火習慣,未必會保留太陽能需要的長波段穿透。
這也說明,若把產品表格縮成一個通用的改善百分比,真正有用的條件反而會消失。膜厚、片電阻、波長與熱處理條件要放在一起,那組優勢才有可能留在自己的元件上。
演講接著談到靶材表面的結瘤(nodule)與草酸蝕刻殘留。光洋的產品主張,是 IXO 濺鍍後不產生結瘤,蝕刻後也不留下殘留物。前者關係到靶材能否持續穩定濺鍍,後者關係到透明電極能否乾淨完成圖案化。兩者不會直接寫進電池效率,卻可能先在產線上變成維護或缺陷。
彎折問題還有一段比較少見的來回。胡書華回憶,客戶先告訴他 ITO 用在柔性元件上會裂,他起初並不相信;回到實驗室測試後,才看到肉眼不容易察覺的裂紋,以及裂紋在溫度變化下繼續擴大的風險。
光洋產品資料列出 IXO 在 R3 彎折 20 萬次後仍維持材料性質;胡書華在現場說明,R3 指的是 3 mm 彎折半徑。這個測試對象是 IXO 薄膜;完整鈣鈦礦元件還會同時受到吸收層、接點與封裝的影響。因而它回答的是透明電極能否反覆承受彎折;整片電池的壽命還取決於其餘元件層。它也把前面那個裂紋問題變成可以重複施加的測試條件。
如果單層薄膜仍無法同時滿足導電、透光與機械性,還可以從結構下手。胡書華介紹的 IXO/金屬/IXO 多層設計,便是讓薄金屬層分擔導電,兩側氧化物保留光學與表面功能。
講完薄膜,客戶的問題還沒有結束。胡書華說,過去介紹靶材,談完光電特性、導電率與穿透率,產品說明大致就完成了;現在還得繼續交代原料從哪裡來,客戶才會放心。
他用顯示器製程解釋了回收為何會成為同一個問題。一批 ITO 進入濺鍍後,有一部分留在殘靶,有一部分沉積在腔體;真正鍍到玻璃或基板上的材料,後面還可能在圖案化時被蝕刻掉。回收的起點就在靶材使用與鍍膜製程中,遠早於產品報廢。
這個追問也有外部背景。USGS 的 2026 年礦物摘要估計,2025 年中國精煉銦產量約 760 公噸,全球約 1,100 公噸,依此口徑接近七成。銦通常也不是由專門的銦礦供應,而是在鋅礦加工中作為副產品回收。它的供應因而同時連著鋅產業、精煉布局與回收能力。
USGS 描述的是精煉產量與副產物來源;胡書華在論壇談的需求與回收,還涉及元件用量、製程損耗與回收率。兩者放在一起,能看見客戶為什麼會從薄膜規格一路問到原料來源。IXO 降低了元件製程的熱負荷,沒有消除對銦的依賴。光洋同時經營靶材與貴稀金屬回收,胡書華才會把這兩件事放在同一場演講裡。
性能表上的低溫、透光與彎折,已經回答了 IXO 為什麼值得被測試。它能不能成為長期選項,答案還留在靶材用過之後:那些銦去了哪裡,又有多少能回到下一輪製造。
資料來源與補充
演講與主辦單位資料
- TPRIA:IXO 透明導電材料串起低溫製程與銦循環:主辦單位對常溫成膜、光電特性、彎折與銦循環的逐場會後整理,並記錄 3.6%、85% 與每年 150 噸等演講數字。
公司產品與循環資料
- 光洋應用材料:濺鍍靶材與 IXO:IXO 系列、條件化的片電阻/透光率、結瘤、蝕刻及 R3 彎折資料;測試對象與條件以頁面所列薄膜規格為準。
- 光洋應用材料:永續營運:公司公開的貴稀金屬回收業務與永續營運脈絡。
官方礦物資料
- USGS, Mineral Commodity Summaries 2026:2025 年精煉銦產量估計,以及銦作為鋅加工副產物的供應背景。