在国际油价不断上涨的压力下,近来替代能源的议题持续发烧,其中太阳能电池产业便跟着这股趋势迅速窜红。为了尽早跨入太阳能电池领域,许多厂商都已经动作频频,而台湾厂商目前更是积极进行卡位与布局。据报导,台湾的面板大厂友达光电与奇美电子,已开始针对旧有的3.5代、4代生产线转型规划做好准备。其中以奇美的态度最为积极,目前正委由集团旗下的奇菱科技进行投资评估,未来产能规划预计超过100MW(百万瓦)。太阳能电池设备业者指出,近期确实接获来自面板厂的洽询,种种迹象显示,未来TFT LCD业者跨足太阳能电池产业的趋势已经隐约成形。

太阳能电池产业迅速窜红。
太阳能电池产业迅速窜红。

目前太阳能电池的主要供货商,多以硅晶圆材料为太阳能电池的开发基础,也由于硅晶圆材料的需求量节节高升,目前缺货的问题也开始浮现,随着更多厂商相继投入太阳能电池开发的行列,预估2010年之前硅材料都将供不应求,并可能导致硅基太阳能电池厂商的获利能力减弱,硅材料的供不应求将限缩硅基太阳电池产业的成长力道,但这正好给了被称为第二代太阳电池技术之薄膜型(Thin Film)太阳电池一个很好的发挥舞台。太阳能产业的相关设备商评估,建置一条以玻璃基板为主的百万瓦产能薄膜型太阳能电池生产线,投资金额仅需2.5亿美元左右,对于面板厂动辄超过币千亿元新台币的投资规模来说,其投资金额相当节省。因此这也吸引了面板厂转换制程投入发展。

以友达来看,目前友达正将部份3.5代厂转换至低温多晶硅TFT面板制程,除可避开非晶硅中小尺寸面板市场的价格战之外,并同时洽询设备商,基于前段TFT制程设备与太阳能电池可通用的考虑之下,开始进行太阳能电池产业的投资评估。至于奇美态度则更为积极,透过子公司奇菱科技的协助,多方收集太阳能产业投资信息,一方面透过修改TFT LCD前段设备转入太阳能领域,另一方面,亦透过与其他海外技术来源合作,迅速扩充太阳能电池的产业实力。

薄膜型太阳电池技术依材料类型主要可分为:薄膜硅及非晶硅(amorphous Silicon;a-Si)、二六族化合物半导体材料CdTe,及CuInSe2(CIS)等。目前商业化的薄膜型太阳光电模块效率仍较主流的结晶硅型效率(15~17%)为低,约低于10%以下。另外,薄膜型太阳电池之主动面积(Active Area)包括半导体层及接触层之厚度约为1~10mm,而传统厚膜型之厚度约为100~300mm,因此不需使用量大且价格昂贵之半导体材料,可节省材料成本。但由于薄膜型太阳电池相较于硅基型太阳能电池之转换效率差、单位面积发电量小,因此在相同输出功率下,薄膜型电池模块需要更大面积。此外,尽管材料成本较为节省,但薄膜型太阳能电池的生产设备却比硅基型生产设备贵上三倍,使得薄膜型太阳电池的价格优势被明显冲淡,因此虽然薄膜型太阳能电池市场将逐渐成长,但短期内却难明显扩大普及率。

尽管如此,薄膜型太阳电池较易吸收漫射光源、适合大面积生产、可挠性、易与建材整合之BIPV模块,以及可应用于消费性电子产品等多项优势依然令人看好其前景。将来配合厂商提供标准化的镀膜设备、自动化生产线,都会使薄膜型太阳能电池产品之制造成本大幅降低,这也是目前许多TFT LCD厂商积极跨足此一领域的原因。LCD面板制程使用了非晶硅镀膜技术,若能将该制程中的Sputtering、PECVD等设备移转至薄膜型太阳能电池的生产,则更有助于降低薄膜型太阳能电池生产线之投资成本与风险,以及未来薄膜型太阳能电池市场的扩张。

未来几年内由于全球硅材料供应量仍低于市场需求,薄膜型太阳能电池正好可弥补硅基型太阳能电池上游材料之不足,并藉此机会扩充产能与市占率。未来配合生产规模的扩大与制造成本的下降,可吸引更多厂商将开发资源投入此领域,除可进一步提升量产技术、推动制程设备的标准化,并可正面协助未来薄膜型太阳能电池产业之成长茁壮。台湾目前在TFT LCD产业链已打下稳固的基础,未来运用这些既有之优势进军薄膜型太阳能电池之生产,势必更有助于提升台湾于全球市场之能见度与领导地位。