薄膜太陽光電面板因具備可撓性和高透光的應用特性,且不受日照、濕度和遮蔽效應影響,在BIPV市場頗有競爭優勢。其中,具備低成本和高轉換效率潛力的銅銦鎵硒(CIGS)製程,更成為薄膜太陽光電領域備受矚目的焦點。台積電、友達、錸寶和綠陽光電等,正積極參與CIGS薄膜太陽能的開發作業。
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綠陽光電董事長李適維。 BigPic:365x500 |
其中目前擁有CIGS自主製程能力、且已經實際進入量產階段的綠陽光電(AxunTek),已經完備屏東新廠25MW的產線建置,預計在2011年將繼續完成第二階段擴廠計畫,屆時產能可進一步擴充到100MW。值得注意的是,今年綠陽光電在CIGS的轉換效率已經可達11%,預計明年將可突破12%,預計3年內可達到13%的轉換效能。當到達12%時,年總發電量便將等於晶矽15~16%的年總發電量。綠陽光電預估,未來3至5年,CIGS的總產能可突破2GW以上。
由於CIGS對於溫度係數較不敏感,可吸收漫射光,因此可吸收的光譜較寬,光吸收的角度沒有單/多晶矽太陽能來的狹窄,因此總發電量較高。另外,不同於其他非晶矽(A-Si)和非微晶堆疊(Micromorph)採用氣體沈積的製程方式,CIGS製程主要可分為真空製程和非真空製程,前者須經過共蒸鍍和濺鍍製程,後者則採用化學電鍍和奈米印刷。真空濺鍍製程可滿足大量量產的需求,成本頗具競爭優勢,目前是綠陽光電主要採用的製程技術。
綠陽光電藉由自主選擇最佳化的材料及設備,已經建立起一套完整的CIGS製程技術。綠陽光電董事長李適維指出,綠陽光電目前能夠穩定的掌握大尺寸量產的製程技術,主因在於3年前就投資了一條超過40公分尺寸的批量試產線,將學理上的基礎轉換成實際的量產經驗,並將該製程與機台廠商協同發展專屬機台,能夠順利地穩定大尺寸量產。在這裡,綠陽光電掌握了提高膜層均勻與均溫性的關鍵技術,並且能有效控制材料甚至機台稼動率與良率。這些基礎研究與製程機台整合的經驗,是綠陽光電能夠在最短時間內導入量產的關鍵。
現在綠陽光電也已經取得TUV大雅實驗室的認證,預計明年第1季也將取得UL認證,屆時綠陽光電的CIGS薄膜太陽能產品便擁有雙認證的資格。
目前CIGS製程主流分成幾大類,也沒有標準產線可以購買,幾乎所有的廠商都是客製化機台,因此產能與產線放大,勢必要考量到機台供應的速度。最關鍵的是,模組面積放大,薄膜太陽能模組均一性控制難度也隨之增加,轉換效率就會跟著模組面積增加而下降,CIGS製程也會面臨相同的問題。
李適維進一步表示,CIGS的技術應用從1975年開始,整體理論已經非常完整與穩固,小尺寸實驗室的轉換效率已可突破20%以上,可是大尺寸的商業化量產仍然無法有效落實,主要關鍵在於製程與量產的整合。因此廠商除了需繼續強化大尺寸玻璃基板轉換效率外,在機台與靶材的整合能力也必須快速跟進,而持續擴充新產能更是不可或缺。
面對競爭日益激烈的薄膜太陽能市場,李適維指出,第一階段除了取得雙認證之外,同時也要爭取不同區域不同市場的系統實績裝設,凸顯CIGS在系統端與發電量與傳統技術的差異性。下一階段則配合相關實績數據,爭取歐洲系統客戶與美國市場的認同,銷售目標則以一般系統建案、路燈運用並配合開發BIPV應用為主。
對於政府如何更積極地推動太陽能產業政策,李適維認為,太陽能產業具備三種正向的驅動力,替代能源、市電同價與區域發展三個議題,太陽能市場要成為真正的產業,其實是必須逐步從政府補助中走到真正商業化的應用。要能夠商業化的關鍵在於降低每瓦成本並達成市電同價。
李適維表示,長遠來看,太陽能產業並非狹義以補助為討論主軸,而是應該思索未來10年後台灣如何在新能源的全球競爭中擁有一席之地。補助是必要的手段,但如何引導資源以更有效率的方式,輔導與投資國內業者建立未來面對國際競爭的能力,需要主政者更多的智慧與思索。
李適維進一步強調,台灣雖然具備頂尖的製程與機台整合能力,但一直處於代工的產業鏈結構,如果能夠及早投入資源在前段的研發,一定有機會在CIGS領域中取得一定的關鍵影響力。對於綠陽光電而言,產業政策的明確與否僅是企業長期發展的一項影響力,關注尋找未來關鍵的技術、投入資源建立競爭門檻並朝向產業龍頭的地位前進,仍然是綠陽光電從創業以來最主要的經營主軸。