太阳能在原料应用上可区分为热能的「太阳能热水器」及将光直接转换电的「太阳能电池」，也就是说太阳能在分类上可分为热能的应用与光电的应用，在本文中，笔者专以光电部分来叙述。

太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的P、N极半导体薄片，它只要一照到光，瞬间就可输出电压及电流。而此种太阳能光电池(Solar Cell)简称为太阳能电池，或太阳电池(在台湾的早期翻译书籍上直接引用日文中的汉字，其实不是Battery而是Cell)，又可称为太阳能晶片；而在中国大陆则称为硅晶片，因为中文「硅」是矽的古字，矽为现代译音字；在物理学上称为光生伏打(Photovoltaic)，简称PV(photo=light光线；voltaics=electricity电力) 。

在多种制造太阳能电池的原料中，「矽」(Silicon)为目前通用的太阳能电池主要原料之代表，而在市场上又区分为：1.单结晶矽(Single Crystal)；2.多结晶矽( Poly Crystal)；3.非结晶矽(Amorphous)等三种。而目前市场应用上大多为单晶矽及非晶矽两大类，原因是：1.单晶效率最高；2.非晶价格最便宜，且无需封装，生产也最快；3.多晶的切割及下游再加工较不易；而前述两种都较易于再切割及加工。

太阳能电池发电原理

太阳能电池的发电能源来自于光的波长；太阳光是一种全域波长，而白炽灯的波长与日光灯的波长不同，太阳能电池以阳光或白炽灯的波长(红、黄波长区域)为较适用，而太阳能电子计算机上的太阳能电池是属于「室内型的非晶」，如果长期拿到户外曝晒，且串并联为较大电压及电流时，将导致其内部连结组织烧断而损坏，这是过去有人因错用材料(以为太阳能电池只有计算机上那一种)，却误以为所有的太阳能电池都不实用的原因。

太阳能制造厂商将太阳能电池称为Cell，国内业者则惯称晶片，把晶片(或依设计所需要的电流进行晶片切割后)焊上箔条导线，再将许多焊好的晶片用箔条串联成一组，再和EVA、Tedlar与低铁质强化玻璃层层叠叠，一同放入层压机(Laminate)的机台上做真空封装，制成Module(plane)，称之为模组或太阳能板。将若干太阳能板组成方阵(列阵Array)，接配上过充放保护控制(Controller)及深(循环)放电蓄电池(铅钙)，以及逆转变流器(Inverter直流转变为交流)则合称为太阳能电力系统，又称太阳能发电站。

太阳能电池效率越高越贵

太阳能电池的功能是以其转换效率做为分等，以单结晶矽来说，商业级(印刷式)晶片从11%~15%，特殊定制品从15%~17%，太空级(蒸镀式)晶片从16%~24%。当然效率愈高其价格就愈贵，较高效率的晶片要预付款排队订购，但不一定买得到。在澳洲1996年世界太阳能车竞赛前，Honda就将效率达24%的晶片全部契约买断，而21%~23%也被其他集团高价包下；目前地面用太空级晶片只有效率17%~19 %的晶片较有机会买得到，但要预约排到6~10个月之后。单晶太阳能电池生产流程参考(表一)。

《表一 单晶太阳能电池的生产简介》

值得一提的是，经过几年来世界太阳能车3000公里竞赛的经验，发现唯有太空式晶片才能经得起长途跋涉的颠簸震动(焊接点不易脱落)。这就是以焊接上来说，蒸镀式晶片与印刷式晶片在移动环境(车用)使用下的效果差异；换句话说，固定式(静止)的太阳能电池模组，可以采用较便宜的印刷式晶片。但以当今现有的焊接科技而言，在移动(震动)的环境下使用太阳能电池时，目前还是以太空级(蒸镀式)的太阳能电池较为可靠。

应用市场的发展

根据美国能源部的调查，在美国市场上1991年销售了7千5百万瓦的太阳能电池，到1995年销售了1亿7千5百万瓦，估计在公元2000年可销售4到6亿瓦的太阳能电池。而在1991年每瓦约10~20美元，到了1995年降至7~15美元，在公元2000年则会降为每瓦3~6美元。由于封装技术、焊接材料与加工方法及晶片上的改良，在1991年太阳能系统的寿命约5到10年，到了1995年则增加到10~20年，而到公元2000千年更可延长使用年限至25年以上。1995年仅美国市场的太阳能电池销售额为35亿美元，由于石油及环保(全球温室效应)的问题，以及外交上对落后地区的援助，使得在公元2000年后全球的太阳能电池销售额与1995年相比，将成数倍的成长。

在台湾于2000年由政府所支出的太阳能应用预算约新台币5亿元以上(含卫星用)，其中光是推广费即达1亿元，因此在公元2001年后，台湾的太阳能电力应用市场约达新台币10亿元以上，其中主要应用在照明与建筑物自备电力上。目前台湾结晶型(单晶、多晶)太阳能板50W以上层压机(Laminate)封装品均为进口，每瓦零售价约台币300元，20W~50W每瓦零售价约台币360元，20W以下每瓦零售价约台币400~450元；愈小的模组制造成本愈高，所以愈小型层压的太阳能板反而售价较贵。

太阳能电池与建筑材料的结合应用，在欧美以遮阳(雨)棚为主；然而，日本住友金属公司在中国大陆设厂采用泡沫水泥板与太阳能电池的结合做为一家工厂的轻质外墙板建材，待测试完成后，将于2000年上半年度正式量产上市，供应中国大陆的建筑业。

太阳能电力系统的种类

国外大型太阳能电力系统的设置,一般多由能源公司(电力公司或石油公司)出资及装置,以相应环保回馈社会,在系统种类上可区分为:

1.独立蓄电系统：

即白天将太阳光产生的电力经由控制电路，储存到联结蓄电池组内，再视需要经由逆转变流器，将蓄电池内的直流电，变更为交流电，供一般电器使用。

2.反馈式电力系统:

即用电负载较大时，太阳能电力不足就向电力公司(市电)购买电力，而负载较小或不使用电器时，就可以将多余的电力卖回给市电。

3.市电并联系统：

直接将太阳能电力经由市电并联转换器(与Inverter不尽相同)转为交流电，供一般电器使用，一旦太阳能电力不足时，瞬间即跳接到市电，不影响一般电器的正常使用，而达到节约用市电的目的。 (本系统为不使用多数蓄电池的二次电源)

了解商业太阳能电池

了解商业太阳能电池要知道哪些事情呢？如欲投资进入太阳能商业市场，必须对以下范围有一定程度的了解，才比较能有成功的胜算。

太阳能电池的封装

传统电子制造业如欲转型进入太阳能商业市场，初期以小型封装代工来切入为佳。台湾目前的小型封装代工业约有三~五家，可惜其技术及规模都不理想，属于家庭式手工灌胶，目前加工时较缺乏专业器材如：专业级封装用的层压机(Laminate)或小型加工级用的滴胶机。因为缺少这两种专业机具，所以产品会有气泡(放大镜检视)及灌胶厚薄不均等现象，造成影响晶片效率与寿命的因素。但也因为如此，一般传统的电子制造业如想转型，此时只要取得正确封装技术，是一个很好投资转型的时机。 (其他太阳能光电相关资讯，可参阅网站「太阳能科技岛」：www.solar-i.com.tw)

太阳能电池发展两岸比较

台湾在太阳能电池的发展尚在开发中，其中最大的关键在于制造技术尚不足。原因是商业Know-how取得不易，如仅有学术Know-how是不足以保证赚得到钱的，因为商业Know-how中还包括了许多「失败」及「踩地雷」的经验与情报，而学术性Know-how仅有正面的知识，而负面的情报较欠缺，无法避免业者踩地雷。在得到全套多元的太阳能电池商业Know-how后，才能逐步跨过障碍降低风险，顺利迈向成功。此外，完整的商业Know-how，尚包括了研发中高效率太阳能电池的动向，及国际业界动态的展望与发展评估，如果不放大以宏观，仅闭门造车，上市不久就会发现「上错花轿」，悔不当初。

在彼岸，因为中国大陆在数十年前即引进太空级太阳能电池的技术，约十几年前即有能力自制人造卫星用的太阳能电池，目前不但成为美国休斯等公司的卫星用太阳能电池代工，并且在此一生产基础架构下转移做商业级太阳能电池十余载，其市场影响力常让世界上其他国家同业侧目。但大陆业者良莠不齐，生产设备落后，品管差的小厂很多，为了拼价钱，市场上商誉好的厂商不多，只有少数老字号的大厂会爱惜羽毛，有颇好的产品。

结语

回头再看目前台湾的业者，大致分为商品制造及系统安装两种厂商。前者为了商业机密，多属闭门造车，生产技术上尚有瓶颈，产品售价也多偏高；而后者，因为碰到发包单位专业知识不足，采购上难免有误，形成不懂的管懂的，外行领导内行，往往因为低价抢标或认知不足，形成外行得标再打折转包(如宜兰某太阳能工程标价数百万的工程，实际上太阳能光电末稍承包商领不到一百万元)，造成国内难见良好品质的太阳能工程。系统业者因此中途转行的很多，这也是大型太阳能工程在台湾发展受到障碍的主要因素。

其原因在于国内太阳能光电专业行政人员培养不足，(国内大学中没这种科系，也不易找到师资)，如果政府成立专责的单位，正确导引出「较科学」的品质，相信台湾的太阳能光电发展会迅速扩展，也能更加普及。 (本文作者为中华太阳能联谊会会长)