太陽能在原料應用上可區分為熱能的「太陽能熱水器」及將光直接轉換電的「太陽能電池」，也就是說太陽能在分類上可分為熱能的應用與光電的應用，在本文中，筆者專以光電部分來敘述。

太陽能電池是一種利用太陽光直接發電的P、N極半導體薄片，它只要一照到光，瞬間就可輸出電壓及電流。而此種太陽能光電池(Solar Cell)簡稱為太陽能電池，或太陽電池(在台灣的早期翻譯書籍上直接引用日文中的漢字，其實不是Battery而是Cell)，又可稱為太陽能晶片；而在中國大陸則稱為硅晶片，因為中文「硅」是矽的古字，矽為現代譯音字；在物理學上稱為光生伏打(Photovoltaic)，簡稱PV(photo=light光線；voltaics=electricity電力)。

在多種製造太陽能電池的原料中，「矽」(Silicon)為目前通用的太陽能電池主要原料之代表，而在市場上又區分為：1.單結晶矽(Single Crystal)；2.多結晶矽(Poly Crystal)；3.非結晶矽(Amorphous)等三種。而目前市場應用上大多為單晶矽及非晶矽兩大類，原因是：1.單晶效率最高；2.非晶價格最便宜，且無需封裝，生產也最快；3.多晶的切割及下游再加工較不易；而前述兩種都較易於再切割及加工。

太陽能電池發電原理

太陽能電池的發電能源來自於光的波長；太陽光是一種全域波長，而白熾燈的波長與日光燈的波長不同，太陽能電池以陽光或白熾燈的波長(紅、黃波長區域)為較適用，而太陽能電子計算機上的太陽能電池是屬於「室內型的非晶」，如果長期拿到戶外曝曬，且串並聯為較大電壓及電流時，將導致其內部連結組織燒斷而損壞，這是過去有人因錯用材料(以為太陽能電池只有計算機上那一種)，卻誤以為所有的太陽能電池都不實用的原因。

太陽能製造廠商將太陽能電池稱為Cell，國內業者則慣稱晶片，把晶片(或依設計所需要的電流進行晶片切割後)焊上箔條導線，再將許多焊好的晶片用箔條串聯成一組，再和EVA、Tedlar與低鐵質強化玻璃層層疊疊，一同放入層壓機(Laminate)的機台上做真空封裝，製成Module(plane)，稱之為模組或太陽能板。將若干太陽能板組成方陣(列陣Array)，接配上過充放保護控制(Controller)及深(循環)放電蓄電池(鉛鈣)，以及逆轉變流器(Inverter直流轉變為交流)則合稱為太陽能電力系統，又稱太陽能發電站。

太陽能電池效率越高越貴

太陽能電池的功能是以其轉換效率做為分等，以單結晶矽來說，商業級(印刷式)晶片從11%~15%，特殊定製品從15%~17%，太空級(蒸鍍式)晶片從16%~24%。當然效率愈高其價格就愈貴，較高效率的晶片要預付款排隊訂購，但不一定買得到。在澳洲1996年世界太陽能車競賽前，Honda就將效率達24%的晶片全部契約買斷，而21%~23%也被其他集團高價包下；目前地面用太空級晶片只有效率17%~19%的晶片較有機會買得到，但要預約排到6~10個月之後。單晶太陽能電池生產流程參考(表一)。

《表一　單晶太陽能電池的生產簡介》

值得一提的是，經過幾年來世界太陽能車3000公里競賽的經驗，發現唯有太空式晶片才能經得起長途跋涉的顛簸震動(焊接點不易脫落)。這就是以焊接上來說，蒸鍍式晶片與印刷式晶片在移動環境(車用)使用下的效果差異；換句話說，固定式(靜止)的太陽能電池模組，可以採用較便宜的印刷式晶片。但以當今現有的焊接科技而言，在移動(震動)的環境下使用太陽能電池時，目前還是以太空級(蒸鍍式)的太陽能電池較為可靠。

應用市場的發展

根據美國能源部的調查，在美國市場上1991年銷售了7千5百萬瓦的太陽能電池，到1995年銷售了1億7千5百萬瓦，估計在公元2000年可銷售4到6億瓦的太陽能電池。而在1991年每瓦約10~20美元，到了1995年降至7~15美元，在公元2000年則會降為每瓦3~6美元。由於封裝技術、焊接材料與加工方法及晶片上的改良，在1991年太陽能系統的壽命約5到10年，到了1995年則增加到10~20年，而到公元2000千年更可延長使用年限至25年以上。1995年僅美國市場的太陽能電池銷售額為35億美元，由於石油及環保(全球溫室效應)的問題，以及外交上對落後地區的援助，使得在公元2000年後全球的太陽能電池銷售額與1995年相比，將成數倍的成長。

在台灣於2000年由政府所支出的太陽能應用預算約新台幣5億元以上(含衛星用)，其中光是推廣費即達1億元，因此在公元2001年後，台灣的太陽能電力應用市場約達新台幣10億元以上，其中主要應用在照明與建築物自備電力上。目前台灣結晶型(單晶、多晶)太陽能板50W以上層壓機(Laminate)封裝品均為進口，每瓦零售價約台幣300元，20W~50W每瓦零售價約台幣360元，20W以下每瓦零售價約台幣400~450元；愈小的模組製造成本愈高，所以愈小型層壓的太陽能板反而售價較貴。

太陽能電池與建築材料的結合應用，在歐美以遮陽(雨)棚為主；然而，日本住友金屬公司在中國大陸設廠採用泡沫水泥板與太陽能電池的結合做為一家工廠的輕質外牆板建材，待測試完成後，將於2000年上半年度正式量產上市，供應中國大陸的建築業。

太陽能電力系統的種類

國外大型太陽能電力系統的設立，一般多由能源公司(電力公司或石油公司)出資及裝置，以相應環保回饋社會，在系統種類上可區分為：

1.獨立蓄電系統：

即白天將太陽光產生的電力經由控制電路，儲存到聯結蓄電池組內，再視需要經由逆轉變流器，將蓄電池內的直流電，變更為交流電，供一般電器使用。

2.返饋式電力系統：

即用電負載較大時，太陽能電力不足就向電力公司(市電)購買電力，而負載較小或不使用電器時，就可以將多餘的電力賣回給市電。

3.市電併聯系統：

直接將太陽能電力經由市電並聯轉換器(與Inverter不盡相同)轉為交流電，供一般電器使用，一旦太陽能電力不足時，瞬間即跳接到市電，不影響一般電器的正常使用，而達到節約用市電的目的。(本系統為不使用多數蓄電池的二次電源)

了解商業太陽能電池

了解商業太陽能電池要知道哪些事情呢？如欲投資進入太陽能商業市場，必須對以下範圍有一定程度的了解，才比較能有成功的勝算。

太陽能電池的封裝

傳統電子製造業如欲轉型進入太陽能商業市場，初期以小型封裝代工來切入為佳。台灣目前的小型封裝代工業約有三~五家，可惜其技術及規模都不理想，屬於家庭式手工灌膠，目前加工時較缺乏專業器材如：專業級封裝用的層壓機(Laminate)或小型加工級用的滴膠機。因為缺少這兩種專業機具，所以產品會有氣泡(放大鏡檢視)及灌膠厚薄不均等現象，造成影響晶片效率與壽命的因素。但也因為如此，一般傳統的電子製造業如想轉型，此時只要取得正確封裝技術，是一個很好投資轉型的時機。(其他太陽能光電相關資訊，可參閱網站「太陽能科技島」：www.solar-i.com.tw)

太陽能電池發展兩岸比較

台灣在太陽能電池的發展尚在開發中，其中最大的關鍵在於製造技術尚不足。原因是商業Know-how取得不易，如僅有學術Know-how是不足以保證賺得到錢的，因為商業Know-how中還包括了許多「失敗」及「踩地雷」的經驗與情報，而學術性Know-how僅有正面的知識，而負面的情報較欠缺，無法避免業者踩地雷。在得到全套多元的太陽能電池商業Know-how後，才能逐步跨過障礙降低風險，順利邁向成功。此外，完整的商業Know-how，尚包括了研發中高效率太陽能電池的動向，及國際業界動態的展望與發展評估，如果不放大以宏觀，僅閉門造車，上市不久就會發現「上錯花轎」，悔不當初。

在彼岸，因為中國大陸在數十年前即引進太空級太陽能電池的技術，約十幾年前即有能力自製人造衛星用的太陽能電池，目前不但成為美國休斯等公司的衛星用太陽能電池代工，並且在此一生產基礎架構下轉移做商業級太陽能電池十餘載，其市場影響力常讓世界上其他國家同業側目。但大陸業者良莠不齊，生產設備落後，品管差的小廠很多，為了拼價錢，市場上商譽好的廠商不多，只有少數老字號的大廠會愛惜羽毛，有頗好的產品。

結語

回頭再看目前台灣的業者，大致分為商品製造及系統安裝兩種廠商。前者為了商業機密，多屬閉門造車，生產技術上尚有瓶頸，產品售價也多偏高；而後者，因為碰到發包單位專業知識不足，採購上難免有誤，形成不懂的管懂的，外行領導內行，往往因為低價搶標或認知不足，形成外行得標再打折轉包(如宜蘭某太陽能工程標價數百萬的工程，實際上太陽能光電末稍承包商領不到一百萬元)，造成國內難見良好品質的太陽能工程。系統業者因此中途轉行的很多，這也是大型太陽能工程在台灣發展受到障礙的主要因素。

其原因在於國內太陽能光電專業行政人員培養不足，(國內大學中沒這種科系，也不易找到師資)，如果政府成立專責的單位，正確導引出「較科學」的品質，相信台灣的太陽能光電發展會迅速擴展，也能更加普及。(本文作者為中華太陽能聯誼會會長)