太陽能朝不保"矽" 替代材料風潮興起薄膜太陽能百家爭鳴(2008/09/28)
矽晶原料價格居高不下，為避免過度依賴矽晶材料產生的風險，薄膜太陽能使用的材料五花八門，也因此發展出與矽晶太陽能截然不同的多面向，大致上可分為矽薄膜(a-Si/mc-Si)、化合物半導體薄膜((CdTe/CIS/ CIGS)和其他等3大類，其中的矽薄膜由於材料取得容易，且相對環保安全，為目前台灣薄膜太陽能的主流，投入廠商包括綠能 (3519-TW)、聯相、宇通、旭能、奇美能源、富陽、大億光能等。
據了解，矽薄膜太陽能電池最早商業化，又分為非晶矽和微晶矽，由於採玻璃基板，沒有矽晶缺料問題，同時兼具模組成本和耗能都較低的優點，加上大尺寸的應用以及高透光性，能直接應用在建築物上；缺點則是效率低。
相較矽晶太陽能電池平均 15%的量產轉換效率，以綠能投入的8.5代非晶矽薄膜電池目前只有6%，將以 7% 為目標，轉換效率只有矽晶太陽能電池一半左右，不過，更新的堆疊式 (tandem junction)矽薄膜將能使轉換效率提高到 8.5-11%，同時長時間的衰減問題較小，或釵瓞{到堆疊式矽薄膜的發展，綠能在矽薄膜產能的擴充腳步相對保守。 看好矽薄膜太陽能電池發展，要夠快夠大，台灣薄膜太陽能廠多採取先量產搶市的策略，產品朝透光、外型等多樣性發展，再積極切入堆疊式矽薄膜；聯相光電總經理王修銘就曾指出，聯相的薄膜產品除追求更好的透光性，在搭配建築物的應用上也講究美觀，而益通 (3452-TW)轉投資的宇通光能，則是直接投入堆疊式微晶矽薄膜量產技術，第一條60MW產線轉換效率達8.5%。
因為轉換效率問題的考慮，化合物半導體型的碲化鎘(CdTe)和銅銦硒(CIS/CIGS)成為太陽能業者著墨的材料族群，轉換效率約在10-18%之間，接近矽晶太陽能電池的轉換效率水準，同時完全替代矽材料，成本相對較低。
美國第一太陽能 (FSLR-US)是最為人熟知的碲化鎘薄膜太陽能電池廠商，目前轉換效率約 9-10%，最高可達16%，成本約每瓦1.1美元，由於最早實現量產和低成本，股價上也相對其他太陽能廠擁有較高的評價，以26 日周五收盤價207.13美元，就比矽晶太陽能電池廠如 SunPower(SPWR-US)83.16美元高出近1.5倍。
不過，碲化鎘薄膜電池如果快速規模發展，同樣會面臨材料短缺的疑慮，畢竟碲元素相當貧乏；此外，這種電池大量使用劇毒元素鎘，也會成為未來發展的限制因素，據了解，儘管碲化鎘化學性質相對穩定，若遭受劇烈撞擊、焚燒、雷擊等特殊情況，仍有安全疑慮，台灣業者也不予青睞。
更高轉換效率的銅銦硒化物(CIS/CIGS)成為台灣薄膜太陽能電池業者的考慮方向，包括亞化 (1715-TW)、川飛 (1516-TW)和新能光電都選擇投入CIGS薄膜太陽能電池；新能光電董事長張錦龍表示，目前新能的CIGS薄膜電池轉換效率8%，預計 7個月後可達10%，1年半後達 12%。
據了解，CIS/CIGS(銅銦硒化物)吸光範圍廣，且穩定性高，轉換效率若利用聚光裝置的輔助，實驗室可達 30%，標準環境測試下也可達到19.5%，媲美單晶太陽能電池，採軟性塑膠基板的大面積製程，最佳轉換效率也能達到 14%以上，不過，產品良率較低，使得成本相較其他薄膜電池高，所以發展較慢。已知投入大廠如德國 Wurth Solar、美國NanoSolar、日本Honda等。
除了矽薄膜和化合物半導體薄膜，太陽能業者也持續發展其他材料薄膜電池，例如色素敏化染料薄膜電池以及有機導電高分子等。據工研院資料顯示，染料敏化太陽能電池成本約矽晶太陽能電池的10-20%，結合染料和奈米結構電極，不但可作為室內光源發電，也不受日照角度影響，缺點則是轉換效率低，約4-8%。
台灣目前已有永光(1711-TW)和福盈(1787-TW)投入染料敏化薄膜電池的材料生產，不過目前尚未進入商業生產階段，以工研院目前研發的染料敏化薄膜電池，轉換效率約6%，預估3-5年內就可商業化。
※薄膜太陽能電池類型和台灣廠商一覽表 ---- 材料類型 台灣投入廠商
矽薄膜： 綠能、聯相、宇通、旭能、奇美能源、富陽、大億光能
碲化鎘 ：(none)
銅銦硒： 亞化、川飛、新能光電
染料敏化： 永光、福盈
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