在國際油價不斷上漲的壓力下,近來替代能源的議題持續發燒,其中太陽能電池產業便跟著這股趨勢迅速竄紅。為了盡早跨入太陽能電池領域,許多廠商都已經動作頻頻,而台灣廠商目前更是積極進行卡位與佈局。據報導,台灣的面板大廠友達光電與奇美電子,已開始針對舊有的3.5代、4代生產線轉型規劃做好準備。其中以奇美的態度最為積極,目前正委由集團旗下的奇菱科技進行投資評估,未來產能規劃預計超過100MW(百萬瓦)。太陽能電池設備業者指出,近期確實接獲來自面板廠的洽詢,種種跡象顯示,未來TFT LCD業者跨足太陽能電池產業的趨勢已經隱約成形。

太陽能電池產業迅速竄紅。
太陽能電池產業迅速竄紅。

目前太陽能電池的主要供應商,多以矽晶圓材料為太陽能電池的開發基礎,也由於矽晶圓材料的需求量節節高升,目前缺貨的問題也開始浮現,隨著更多廠商相繼投入太陽能電池開發的行列,預估2010年之前矽材料都將供不應求,並可能導致矽基太陽能電池廠商的獲利能力減弱,矽材料的供不應求將限縮矽基太陽電池產業的成長力道,但這正好給了被稱為第二代太陽電池技術之薄膜型(Thin Film)太陽電池一個很好的發揮舞台。太陽能產業的相關設備商評估,建置一條以玻璃基板為主的百萬瓦產能薄膜型太陽能電池生產線,投資金額僅需2.5億美元左右,對於面板廠動輒超過幣千億元新台幣的投資規模來說,其投資金額相當節省。因此這也吸引了面板廠轉換製程投入發展。

以友達來看,目前友達正將部份3.5代廠轉換至低溫多晶矽TFT面板製程,除可避開非晶矽中小尺寸面板市場的價格戰之外,並同時洽詢設備商,基於前段TFT製程設備與太陽能電池可通用的考量之下,開始進行太陽能電池產業的投資評估。至於奇美態度則更為積極,透過子公司奇菱科技的協助,多方收集太陽能產業投資資訊,一方面透過修改TFT LCD前段設備轉入太陽能領域,另一方面,亦透過與其他海外技術來源合作,迅速擴充太陽能電池的產業實力。

薄膜型太陽電池技術依材料類型主要可分為:薄膜矽及非晶矽(amorphous Silicon;a-Si)、二六族化合物半導體材料CdTe,及CuInSe2(CIS)等。目前商業化的薄膜型太陽光電模組效率仍較主流的結晶矽型效率(15~17%)為低,約低於10%以下。另外,薄膜型太陽電池之主動面積(Active Area)包括半導體層及接觸層之厚度約為1~10mm,而傳統厚膜型之厚度約為100~300mm,因此不需使用量大且價格昂貴之半導體材料,可節省材料成本。但由於薄膜型太陽電池相較於矽基型太陽能電池之轉換效率差、單位面積發電量小,因此在相同輸出功率下,薄膜型電池模組需要更大面積。此外,儘管材料成本較為節省,但薄膜型太陽能電池的生產設備卻比矽基型生產設備貴上三倍,使得薄膜型太陽電池的價格優勢被明顯沖淡,因此雖然薄膜型太陽能電池市場將逐漸成長,但短期內卻難明顯擴大普及率。

儘管如此,薄膜型太陽電池較易吸收漫射光源、適合大面積生產、可撓性、易與建材整合之BIPV模組,以及可應用於消費性電子產品等多項優勢依然令人看好其前景。將來配合廠商提供標準化的鍍膜設備、自動化生產線,都會使薄膜型太陽能電池產品之製造成本大幅降低,這也是目前許多TFT LCD廠商積極跨足此一領域的原因。LCD面板製程使用了非晶矽鍍膜技術,若能將該製程中的Sputtering、PECVD等設備移轉至薄膜型太陽能電池的生產,則更有助於降低薄膜型太陽能電池生產線之投資成本與風險,以及未來薄膜型太陽能電池市場的擴張。

未來幾年內由於全球矽材料供應量仍低於市場需求,薄膜型太陽能電池正好可彌補矽基型太陽能電池上游材料之不足,並藉此機會擴充產能與市佔率。未來配合生產規模的擴大與製造成本的下降,可吸引更多廠商將開發資源投入此領域,除可進一步提升量產技術、推動製程設備的標準化,並可正面協助未來薄膜型太陽能電池產業之成長茁壯。台灣目前在TFT LCD產業鏈已打下穩固的基礎,未來運用這些既有之優勢進軍薄膜型太陽能電池之生產,勢必更有助於提升台灣於全球市場之能見度與領導地位。