國內外 pv 發展概況 資料來源 : 戴明鳳教授
國內外結晶矽太陽電池公司比較 ․ 大廠都在日本 / 德國,其國內系統市場大,都是從上游做到下游。早期廠商有投入 Wafer ,但現在不再擴張,陸續有許多太陽電池級 Wafer 廠成立,新太陽電池廠大部分不做 Wafer ,傾向專業分工。 ․ PV 用量多的國家都有許多 Module 封裝廠成立,其 Cell 向大廠拿的機會少 ( 大廠 Cell 品質較好,但量少價高 ) ,而中小廠之 Cell 品質參差不齊 。 14~ 15% 14~ 15% 15.3% 15% -- 14% -- -- 14~15% 14~15% -- 16 % mc-Cell Eff. 16~ 17% 13~ 14% -- -- -- 14~ 15% -- 14~15% 15~ 15.5% 15~ 16.5% -- 16% 17.5% sc-Cell Eff. ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ System ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ Module ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ Cell ★ (mc) ★ (sc) ★ (sc) ★ (sc) ★ (mc) ★ (sc) ★ (mc) Wafer ITRI 益通 茂迪 Q- Cell Mitsubishi RWE Photo- watt Isofoton Shell BP Kyocera Sanyo Sharp
IEA PVPS 20 個參加國 合計累計裝置  1,312MW 日本  637MW 德國  277MW 美國  212MW 637 277 212 39.1 26.3 21.99 17.2 16.1 9.99 9 6.38 5.4 國際太陽光電發電系統導入量比較 -主要市場分佈-
各國 PV 系統裝置費用比較 備註: * 為 GDP 資料 http://2K3dmz2.moea.gov.tw/gnweb/main.aspx?Page=J 2003 年主要國家生產毛額比較
太陽光電的應用市場與當地電力價格比較 - 3% 消費性電子產品 2 - 5 倍 60% 市電併網型 0.2 - 0.8 倍 25% 偏遠地區住宅用 0.1 - 0.5 倍 12% 偏遠地區工業用 PV 發電與當地電力價格的比較 市佔率 太陽電池應用領域
太陽電池主要生產廠商動態 ( 擴廠計畫 ) 10 50 100 150 200 300 (220MW 2005 年 ) (158MW 2005 年 ) 茂迪 RWE BP Solar Q-Cell 三菱電機 三洋電機 Kyocera Sharp 生產能力 (MW/2003-2004 年間 ) 公司
註:台灣 2020 年設置目標為 1,000MW 資料來源:工研院材料所整理 1992 年  買賣電制度成立 ( 以一度賣電抵一度用電計算 ) 1993 年  New Sunshine 計畫前期  ( 研發與推廣計畫 ) 1994 年 決定新能源導入目標  (2000 年 40 萬 kW , 2010 年 460 萬 kW) 1995 年  New Sunshine 計畫後期  ( 研發與推廣計畫 ) 2000 年 潔淨能源購入法制定,電力基金設立 2001 年  調整 2010 年太陽光發電導入目標為 482 萬 kW 2002 年 新能源利用促進法 (RPS:Renewable Portfolio Standard) 成立 德國 2004 年推動十萬戶計畫 買賣電制度 :  以 3 倍電價收購 各省自訂配套措施 ( 無息貸款、租稅優惠等 ) 全球太陽光電發電發展目標量 21 3000 (2010 年 ) 300 (2004 年十萬戶 ) 見歐盟未來設置目標量 3205 4820 2010 年設置目標 (MW) 0.3 - 113.8 - 12.8 1.95 38.8 317.5 2000 年設置容量 (MW) 台灣 歐盟 德國 比利時 荷蘭 英國 美國 日本
美日德太陽光發電系統設置目標與狀況 日本 : 於 1992 年即推動公共設施用太陽能發電系統補助, 1994~2002 年七萬戶計畫, 1998 年開始推動 10kW 以上產業用系統補助, 平均每戶裝置容量:公共設施用 28.8kW/ 戶、住宅用 3.7kW/ 戶、產業用 22.2kW/ 戶, 2001 年設置 21,000 戶,累計設置五萬多戶, 2010 年目標 5,000MW 。 德國 :自 1990 年開始千屋計畫, 1999~2004 年十萬戶計畫 (300MW) ,  2001 年設置 22,000 戶。 2000 年 4 月實施再生能源法,收購之太陽光電電價為 0.99DM/kWh 。  美國 :自 1999~2010 年“百萬太陽能屋頂計畫” ,  2010 年總安裝量將達到 3,025MWp ,  2001 年設置 4000 戶。 歐盟 : 推行於 2010 年完成 100 萬個系統 。  義大利 :   1998 年開始實行“全國太陽能屋頂計畫”,將於 2002 年完成,總投入 5,500 億里拉,總容量 50MW 。  印度 : 於 1997 年宣布在 2002 年前推廣 150 萬套太陽能屋頂系統。 中國大陸: 2000 年和 2020 年太陽光電總容量分別達到 66MW 和 300MW 。
日本推動 PV 手法 1. “1997 京都議定書”的壓力, 2005 年 2 月開始實施,日本政府持續投入研發經費  ( 每年約 80 億日元以上 ) 2.  推動補助措施  ( 中央補助 4.5 萬日元 /kW ,地方補助 4-5 萬日元 /kW) 3.  提高民眾裝設意願  ( 免稅、低利貸款、環保意識 ) 4.  建築、電力相關法規配合修改 5.  產、官、學、研合組研發聯盟,推動效率提昇,系統裝置成本降低 6.  在亞洲地區擴大與中國、東南亞、韓國等國的國際合作、交流  ( 日本自己難達成二氧化碳減量目標,藉援外達成 )
日本住宅設置太陽光發電系統狀況 資料來源: Steca GmbH, July 2004
德國政府支持太陽光發電設置 資料來源: Federal Association of German Solar Industry, Burkhard Holder, 2003
各國政府推廣太陽能發電的主要計畫  國   別 計畫案 內容 美   國 Million Roofs 1997 年提出,預計在在國內設置一百萬戶太陽能發電系統 德   國 100,000 Roofs 在自家屋頂裝設 1~5kW 太陽能發電系統,政府補助 70% 費用, 2000 年秋實施   日   本   4,820MW 在自家屋頂裝設太陽能發電系統者,由政府補助 30% 費用, 2000 年總裝置量達 400 百萬瓦,預計 2010 年達 4,820 百萬瓦 ( 約兩座核四廠 )  瑞   士 PV Homes 在 2000 年以前裝置 50 百萬瓦之太陽能發電系統政府同時大力宣導與教育民眾太陽能源 荷蘭 Solar City 在首都阿姆斯特丹的特區建立 100 棟有太陽能發電系統的新住宅以作為推廣之用,預計於 2010 年達到 250 百萬瓦之發電量以上的規模   大   陸 光明工程計畫 至 2000 年共設置 60 百萬瓦,預計五年投入 100 億人民 印   尼 由世界銀行支援推行每戶裝置 50 瓦,共安裝 100 萬戶太陽能發電系統於偏遠島嶼
日本 2003 年國家太陽光發電 R&D 費用 實證階段投入研發經費 資料來源:平成 15 年度エネルギーに關する年次報告 ( エネルギー白書 ) のポインド /  平成 16 年 5 月 (2004)  經濟產業省
日本太陽電池發展  Roadmap 資料來源:「 PV Status Report 2003 」 , Amulf Jager-Waldau, European Commission, DG JRC (2003/09)
AIST 太陽光發電研究中心技術開發 Roadmap 2002 2020 2030 2010 2007 發電價格 約 50 日元 /kWh 30 日元 /kWh 23 日元 /kWh 14 日元 /kWh 7 日元 /kWh 增加 bulk 結晶矽 之薄膜 ( 矽 , 化合物 ) 太陽電池登場 << 電池技術 >> 由於新技術的出現 實現低價化 付蓄電池的系統 開始研發 高自律度系統 使用超薄及多層結構 ,  來達到高性能化 新材料 ( 色素等 ), 新構造太陽電池 系統大型化 BOS 長壽命化 Acitve network 控制 矽以外的新材料登場 << 系統技術 >> 無需負擔系統 由單獨型轉變為統合型系統 [ 參考 :  太陽光發電展開 Image] 傳統型系統併聯系統 區域通訊 PV 系統 大區域併聯 PV 系統 新能源網路 場內高壓電併聯自家消費系統 SHS(Solar Home System) VLSPV 氫氣製造
Solar System, Winter No.95, 2003 報導 韓國在 1999 年再生能源的利用,一次能源僅佔不到 1.3% ( 大規模水力除外 ) ,政府的目標是在 2006 年提升至 2% 。 韓國能源產業省製訂的普及政策,訂出 3,000m 2 以上的 公共建物,需設置太陽能利用設備。 此外,為了讓國民 有可信賴的機器及系統可選擇, 2003 年 10 月開始了認證制度。 Republic of Korea Photovoltaic technology status and prospects/2003 http://www. oja-services.nl/iea-pvps/countries/korea/index.htm Future Work 韓國 PV 的規劃目標
韓國太陽光發電階段技術開發目標 2010 世界市場佔有率 7%(30 億美元 ) , 5 萬個工作機會。 提昇太陽電池效率: 2003/12% 、 2006/15% 、 2010/18% 資料來源 : NEDO  海外報告  2004 年 No. 9 ,韓國新能源實況調查
2004 年 11 月 11 日 中國時報   西班牙新建築 需裝太陽能源板 潘勛 / 綜合報導 西班牙工業部長孟提拉宣布,自明 (2005) 年起打算在西班牙境內,建造新住宅或翻新住家者,有義務裝設太陽能源板,此一政策目的在節省燃料費用,以及改善環境。   2005 年起西班牙新建築需裝太陽能源板
Silicon  &  Materials   Wafer  Solar Cell  PV Module  PV System & Installation  Solar Grade Silicon PV Ingot Wafers Wafer-based Solar Cell - 單晶矽、多晶矽、 GaAs Thin Flm Solar Cell - SiGe, SiC, CdS, CdTe, CIS 、微晶矽、低溫多晶 矽、色素增感、有機系、 Carbon 系… PV Modules   PV System - Inverter…… PV Installation PV Product 中美矽晶、 綠能科技 光華 、 茂迪 、 益通光能 、 威士通奈米科技 、 旺能光電  …  興達科技 永炬光電 日光能 中國電器 系統電子 、伸浦、飛瑞、華城、碩升、茂迪、 光華 、 冠宇宙 、 中國電器 、東城科技、 興達科技 、 永炬光電 、中興電工、太陽動力、夏普光電、京瓷、鼎鼎、強而青、能率、永旭能源… . 產 業 鏈 國內相關廠商 週邊設備 / 原料供應商 士林電機、卡旺科技、台灣杜邦、台灣福祿、宥誠科技、台灣通創、美祈、 慶康科技、肯昇、寅發企業、旭玻璃、華立企業… . 建 築 業 * 紅色 表示與材料所合作或技轉 國內太陽光電產業分佈
太陽電池國家標準與認證 制度尚未建立 無法取得系統廠商信任 產品驗証期長 大陸劣質應用產品充斥市場 上游週邊產業尚未建構完整 Solar Grade Silicon /PV Ingot 國內欠缺 Wafer 僅中美矽晶 ( 為 n-type 矽晶錠 )  上游成本太高 ( 包括材料成本與設備攤提 ) 上中下游產業整合度不足 系統標準與施工規範認證制度尚未建立 太陽電池廠與系統應用廠商重疊高,但 技術領域與專業人才並不相同,無法設 計高效率系統及開拓產品優勢 國內太陽光電 產業 先進技術能力與人才不足 傳統能源系 統的優勢競爭 材料進口 併聯與回售電 機制未建立 建築相關法規 我國太陽光電產業面臨之關鍵問題
我國太陽電池產業發展願景 太陽電池製造業 政府措施:示範補助、陽光電城、 369 鄉鎮區中小學計畫、偏遠離島地區防災型系統補助 計畫、 2010 年目標容量 21 MWp 、  2020 年高達 1,000MWp 、再生能源發展條例、綠校園、綠廳舍及城鄉風貌計畫 材料所藉由太陽電池產業聯盟,加強技術移轉、產業技術輔導及人才培訓,以強化產業整體競爭力 2010 年我國太陽電池年產量 280MW ,產值達 140 億,佔全球產量 10% 2010 年國內太陽電池設置量 28MW 國產佔有率 80% ,約 11.7 億,佔國內 PV 總產值 8% 生產技術整合 ( 高效率 、 低成本 ) 應用技術整合 2003 年我國太陽電 池 年產值約 10 億,佔全球產量 1.2% 2003 年國內累計太陽電 池 裝置容量 >900 kWp 2004 年茂迪、益通擴大產能 大同公司轉投資綠能科技,生產多晶矽 Wafer 工研院 Spin-off 技術團隊,成立旺能光電公司 強化產業技術競爭力 擴大外銷佔有率 推動 PV 與建築結合應用 (BIPV) 能源效益 2020 年再生能源配比達 12% CO 2 減量 (PV 較火力發電 ) : 2010 年達 913 萬噸; 2020 年達 1 億 8,260 萬噸 燃料節約量: 2010 年達 1,337 萬公升; 2020 年達  2 億 6757 萬公升 發電量: 2010 年達 5,500 萬 kWh ; 2020 年達 11 億 kWh 材料所 / 產業聯盟 太陽電池產業
Set Up Goals (Accumulative capacity) ˙ 2004     1MWp ˙ 2010     21MWp ˙ 2020     1,000MWp 我國 PV 累計目標安裝容量
材料所太陽光電技術研發歷程 2004 年 11 月旺能光電成立 ( 台達電子轉投資 ) 材料所 6 位同仁 Spin-off 非晶矽太陽電池研製 1980 高效率非晶矽太陽電池 低溫  ploy  薄膜太陽電池 1985 1990 1995 2000 建材一體化模板研製 商品化非晶矽太陽電池 可撓式非晶矽太陽電池 結晶矽太陽電池 結晶矽太陽電池模板 量產非晶矽太陽電池  ( 光華科技 , 1988 年 ) 架設獨立型太陽光發電系統 太陽光發電示範系統設置 (2000-) 結晶矽太陽電池量產 ( 技轉于士林電機 , 2000 年 ) 架設實驗型與市電併聯型太陽光發電系統及監測分析 2005 示範推廣獎勵補助辦法實施 (2000-  ) 晶矽太陽電池研製 ( 與核研所合作 ) 奈米 (Nano) 太陽電池
MRL’s R&D Activities : Approaches to  Advanced Crystalline Silicon Solar Cells Approaches: 1. Fine Grid Conductor Line Photo Process, Electro/Electroless Plating, Screen Printing 2. High Quality Si Wafer   Fz (Float Zone), MCZ (Magnetic Cz), Cz (Ga-doped), Multi-crystalline Si 3. Structure Selective Emitter    Buried Contact Back Contact Light Trapping    Reactive Ion Etching (RIE), V-Groove,… 4. Surface Passivation Rear Local BSF (Photo/Laser Firing Contact /   c-boron Doped Si Film)
我國太陽光電產業佈局策略 中 程 工 作 長 程 工 作 近 程 工 作 ● 強化補助誘因 ﹙ 系統補助、租稅獎勵、低利貸款、  投資抵減、優惠購電﹚ ● 健全 PV 發展環境機制 ﹙ 併聯、買電 / 賣電、產品測試檢 驗標準、 廠商評鑑﹚ ● 藉由政府行政機關、公共場所或 民間機構設置,帶動示範宣導效果 ● 加強住宅設置之優惠獎勵措施  擴大國內市場規模 ● 積極輔導廠商設計、安裝、施工 ● 尋找具競爭力且性能佳的 Cell ● 建立各式模板之封裝技術 ● 搭配性能佳之 Inverter ﹙ 線路最佳設計﹚  ● 建立標準化系統規格 ( 分析現有系統之發電資料及規格搭配 ) ● 開發模板與各式建材接合應用技術  與建商、建築師結盟,推動建材一體  應用﹚ ● 建立施工廠商評鑑制度 建立國內完整供應鏈  萬戶光電擴散應用計畫 三十萬戶普及應用計劃 普及化擴大應用 創新技術應用示範 達產業效益以推動相關產業 達能源效益及環保效益
台灣規劃太陽光電推動措施 目前太陽光電系統補助計畫設置目標量 再生能源發展條例推動規劃 ( 三十萬戶計畫 ) 五年規劃
我國 PV 產業 發展策略
歐盟 PV 工業要達到 2010 年市場需投資的規模 資料來源:德國 RWE Schott Solar , 2003 800MWp     € 1.5/Wp =  € 1.2   10 9  =  €  1.2 Billion
PV 產業現況 上游原材料的掌握及太陽電池用矽原料的低成本量產化  技術開發才有助於太陽電池成本的下降 ( 此部份技術掌握  在日本及 Elkem 等大廠,不可能外放,國內應由產官研共  同開發建立此技術) PV 近五年年成長率: 30% 、 42.9% 、 35.8% 、 43.8% 、 32.1% 太陽電池的主要應用市場: (1) 日本; (2) 德國; (3) 美國; (4)  澳大利亞; (5) 荷蘭; (6) 義大利; (7) 中國; (8) 泰國 前十大產量佔全球總需求量 83% ,前十大全為日本及歐洲  的廠商(產業與市場的關聯度極高) 全球僅茂迪、益通光能二家採代工型式專業生產太陽電池 近幾年太陽電池都呈現供不應求的狀況 由於太陽電池模板體型大,較笨重,多數廠商都在接近最  終市場地設模板封裝廠 台灣年裝置量僅 300kW ,總市場規模不到1億台幣  若欲跨入太陽光電且能於三年內達損益平衡,建議採用茂迪的模式,成為太陽電池專業生產廠
太陽光電的產業特色 產品的生命週期很長,新技術的取代至少 10~20 年 目前投入屬萌芽期,但已快步入成長期 部份新材料技術不確定性仍高,但結晶矽太陽電池已屬成熟的生產技術,傳統式生產技術並沒有專利的限制 經驗曲線效果大,單位成本隨著累積生產量的擴增降幅大,規模經濟效益高 在設廠初期應積極改善生產規模、工廠佈置、工作熟練度以提高生力、追求銷售量及大力降低單位成本 易引起政府的補貼,但也因補貼措施也賦予產業極端的不穩定,但由於環境與能源的議題,獎勵政策將蔚為各國風潮,此將更有助於市場的擴大與成本的下降,依日本預估 2020 年日本國內普及率將達 20%( 發電成本約 3-5 元 / kWh) , 2030 年普及率將達 45%( 發電成本 2 元 /kWh)
近 2 年國內廠商投資太陽光電狀況 資料來源:工研院材料所, 93 年 12 月整理
美國 GT Solar 與綠能科技公司簽約 (1) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
美國 GT Solar 與綠能科技公司簽約 (2) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
美國 GT Solar 與綠能科技公司簽約 (3) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
太陽光電示範補助推動規劃 防災與教育合而為一 各鄉鎮中小學教育示範 太陽光電示範社區/ 陽光主要幹道 / 太陽光電代表建築 政府機關示範應用 全額補助 (91~93) 偏遠離島緊急系統 全額補助 (94~95~) 一般民眾應用 半額補助 (89~) 經典示範 陽光電城 (93~99) 經典示範 太陽光電代表建築 (93~99) 一般示範應用 BIPV 經典示範 道路交通設施應用 太陽光電示範島嶼   近 中 程 階 段 目 標
Industry Status Down-stream More than 15 companies invested in system design and installation of PV Systems.  A complete PV infrastructure will be established Up-stream Sino-American Silicon Products Inc.  (mono-Si ingot and wafers).   Green Energy Technology  (multi-Si ingot and wafers).  Motech, EverBright, E-TON Solar Tech, Sinonar, and DelSolar  (solar cells). Mid-stream China Electric Mfg Co. and Photonic Energy Semiconductor Co., Ltd.  (Module assembly)
Solar Cell Industry of Taiwan  Sino-American Silicon Products Inc.   (mono-Si ingot and wafers). Green Energy Technology   (multi-Si ingot and wafers) Production capacity will be 25 MWp per annum starting in 2005. Equipment is provided form GT Solar, USA.   Motech Solar   -- Located in the Tainan Science  Industrial Park, was founded in 2000. The production capacity will be 50 MWp per annum by end of 2004. E-TON Solar Tech -- was founded in 2001. The current capacity is 8 MWp per annum and will reach 20MW after expansion is completed in 2005. DelSolar  --Located in the Science-based Industrial Park in Hsinchu, was founded at Nov. 16, 2004. The capacity is 6 MWp per annum by end of 2005.
歐盟對 PV 發展的願景 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 願景:  EPIA + EUREC 的初步觀點: 歐洲為全球性的 PV 領導群 1.  強大的 R&D 地位  極大的市場  ->強大的工業地位 2.  歐盟技術內涵  >  ->RTD 的支持  >  政府 % > 3. PV 策略引領 PV 計畫,包含短期、中期及長期里程碑、  優先性並具有專業優良之設施 4.  善於運用公家預算增進組織 ( 及 PV) 福址 ﹝ 註﹞ EPIA : European Photovoltaic Industry Association EUREC : European Renewable Energy Research Centres RTD : Research and Technological Development
歐盟對 PV 發展應做之事 摘要 提供透明公開的歐盟 RTD 里程碑 由 PV 業界及 R&D 團體提供支援 設定 RTD 之優先順序 短期 (ST)  2010  產業必須“ Ready”  中期 (MT)  2020 長期 (LT)  2030  創造一個歐盟 PV 研究環境 與“歐洲 PV 技術平台”進行合作 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
歐盟對 PV 發展應做之事 ( 續 ) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 高學習率 (Learning Rate ,簡稱 LR) 可降低投資成本、提高收益 假設 PV 在 1  歐元 /Wp 具競爭力 2004 年  系統價格 5  歐元 /Wp 學習投資金額 (  10 9 歐元 ) 2010 年  2020 年  2030 年 GR  25%  20%  15% LR=10%  33  240  910 15%  30  175  500 20%  27  120  190 25%  25  78  -35 LR>15%  必需具備策略性的 R&D ,示範推廣  +  市場
歐盟對 PV 的研發目標 RTD 總目標-> 20% 學習速率 (Learning rate,LR) 模組價格  <  2  歐元 /Wp  2010  短期 (ST)  < 0.9  歐元 /Wp  2020  中期 (MT) < 0.5  歐元 /Wp  2030  長期 (LT) 材料成本  <  效率  >  製造成本  <  [ 產率 ( Throughput ) 、良率 ( Yield ) 、設備成本 ] 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 ) RTD 總目標-> 20%LR (kWh) 系統價格  <  3  歐元 /Wp  2010  短期 (ST)  5kWp < 1.5  歐元 /Wp  2020  中期 (MT) < 1  歐元 /Wp  2030  長期 (LT) 可靠度,壽命  >  人工、組件成本  <  價值  > ( 可應用性  >  、環境衝擊  <) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
RTD 目標規格: 結晶矽 太陽電池等級矽 (SGS)   20 歐元 / 公斤  短期 (ST) 矽晶片 :降低矽含量  16 -> 10 克 /Wp  短期 (ST) 10 -> 7 克 /Wp  中期 (MT) 太陽電池 電池效率 > +4%  絕對值  20 - 22%  單晶  18 – 20%  多晶  短期 (ST) +6%  絕對值  22 - 24%  單晶  20 – 22%  多晶  中期 (MT) 模組 壽命期望值  35 年  短期 (ST)  連結及封裝技術  短期 (ST)   資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
RTD 目標規格: 薄膜太陽電池模組 量產放大 :  良率 (Yield) ,產率 (Throughput) ( 面積成本 )  模組效率 :  >  8 – 10%  短期 (ST) (1 m 2 )  14%  中期 (MT) 20%  長期 (LT) TCO 成本   < 低成本基板 ( 例如: flexible) 模組 壽命期望值  25 年  短期 (ST)  35 年  中期 (MT) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
RTD 目標規格: 新型太陽電池觀念 染料敏化太陽電池 :  商業化可行性觀念  短期 (ST)  高分子 / 有機太陽電池 :  商業化可行性觀念  中期 (MT) 壽命期望值  5 – 10 年  短期 (ST)  10 – 20 年  中期 (MT)  模組效率  >  4 – 6%  短期 (ST)  ( > 0.1m 2 )  10%  中期 (MT)  15%  長期 (LT)  市場: 消費性  短期 (ST)  電力  長期 (LT)  資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
RTD 目標規格: 新型太陽電池觀念 高效率觀念 : 電池效率  >  40%  短期 (ST)  模組效率  > 30%  短期 (ST)  > 35%   中期 (MT)  >  40%  長期 (LT)  開發狀況與聚光型 (Concentrator) 發展類似  資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
RTD 目標規格: 系統 一般性 :  標準化 儲存  符合成本效益 環境保護 ( 例如少用鉛酸電池、開發燃料電池及 H 2 系統 )  On-grid Inverter (kW)  壽命期望值  20 年  短期 (ST)  價格  <0.35 歐元 /Wp  短期 (ST)  BIPV  模組為標準建構元素  短期 (ST)  Off-grid  0.20 歐元 /kWh ( 不含電池 )  短期 (ST)  0.15 歐元 /kWh  中期 (MT) 聚光型太陽電池  低成本透鏡及循跡系統  中期 (MT) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
歐盟 PV 景觀的改變 PV 景觀的改變 歐盟 PV RTD 策略的要件 歐盟 PV 計畫 歐盟的一致性 產業的日趨成熟 “ 計畫性”計畫  +  伙伴 構想←->原則的證實←->製造技術 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
歐盟對 PV 發展的省思 討論: 結晶矽是否為 PV 長期的選擇? 高分子模組在 2030 年是否適合電力系統的應用? 歐盟是否需要有管轄權的中心? 歐盟是否能夠維持 20% 的學習曲線? 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004

國內外Pv發展概況

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    國內外 pv 發展概況資料來源 : 戴明鳳教授
  • 2.
    國內外結晶矽太陽電池公司比較 ․ 大廠都在日本/ 德國,其國內系統市場大,都是從上游做到下游。早期廠商有投入 Wafer ,但現在不再擴張,陸續有許多太陽電池級 Wafer 廠成立,新太陽電池廠大部分不做 Wafer ,傾向專業分工。 ․ PV 用量多的國家都有許多 Module 封裝廠成立,其 Cell 向大廠拿的機會少 ( 大廠 Cell 品質較好,但量少價高 ) ,而中小廠之 Cell 品質參差不齊 。 14~ 15% 14~ 15% 15.3% 15% -- 14% -- -- 14~15% 14~15% -- 16 % mc-Cell Eff. 16~ 17% 13~ 14% -- -- -- 14~ 15% -- 14~15% 15~ 15.5% 15~ 16.5% -- 16% 17.5% sc-Cell Eff. ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ System ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ Module ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ Cell ★ (mc) ★ (sc) ★ (sc) ★ (sc) ★ (mc) ★ (sc) ★ (mc) Wafer ITRI 益通 茂迪 Q- Cell Mitsubishi RWE Photo- watt Isofoton Shell BP Kyocera Sanyo Sharp
  • 3.
    IEA PVPS 20個參加國 合計累計裝置 1,312MW 日本 637MW 德國 277MW 美國 212MW 637 277 212 39.1 26.3 21.99 17.2 16.1 9.99 9 6.38 5.4 國際太陽光電發電系統導入量比較 -主要市場分佈-
  • 4.
    各國 PV 系統裝置費用比較備註: * 為 GDP 資料 http://2K3dmz2.moea.gov.tw/gnweb/main.aspx?Page=J 2003 年主要國家生產毛額比較
  • 5.
    太陽光電的應用市場與當地電力價格比較 - 3%消費性電子產品 2 - 5 倍 60% 市電併網型 0.2 - 0.8 倍 25% 偏遠地區住宅用 0.1 - 0.5 倍 12% 偏遠地區工業用 PV 發電與當地電力價格的比較 市佔率 太陽電池應用領域
  • 6.
    太陽電池主要生產廠商動態 ( 擴廠計畫) 10 50 100 150 200 300 (220MW 2005 年 ) (158MW 2005 年 ) 茂迪 RWE BP Solar Q-Cell 三菱電機 三洋電機 Kyocera Sharp 生產能力 (MW/2003-2004 年間 ) 公司
  • 7.
    註:台灣 2020 年設置目標為1,000MW 資料來源:工研院材料所整理 1992 年 買賣電制度成立 ( 以一度賣電抵一度用電計算 ) 1993 年 New Sunshine 計畫前期 ( 研發與推廣計畫 ) 1994 年 決定新能源導入目標 (2000 年 40 萬 kW , 2010 年 460 萬 kW) 1995 年 New Sunshine 計畫後期 ( 研發與推廣計畫 ) 2000 年 潔淨能源購入法制定,電力基金設立 2001 年 調整 2010 年太陽光發電導入目標為 482 萬 kW 2002 年 新能源利用促進法 (RPS:Renewable Portfolio Standard) 成立 德國 2004 年推動十萬戶計畫 買賣電制度 : 以 3 倍電價收購 各省自訂配套措施 ( 無息貸款、租稅優惠等 ) 全球太陽光電發電發展目標量 21 3000 (2010 年 ) 300 (2004 年十萬戶 ) 見歐盟未來設置目標量 3205 4820 2010 年設置目標 (MW) 0.3 - 113.8 - 12.8 1.95 38.8 317.5 2000 年設置容量 (MW) 台灣 歐盟 德國 比利時 荷蘭 英國 美國 日本
  • 8.
    美日德太陽光發電系統設置目標與狀況 日本 :於 1992 年即推動公共設施用太陽能發電系統補助, 1994~2002 年七萬戶計畫, 1998 年開始推動 10kW 以上產業用系統補助, 平均每戶裝置容量:公共設施用 28.8kW/ 戶、住宅用 3.7kW/ 戶、產業用 22.2kW/ 戶, 2001 年設置 21,000 戶,累計設置五萬多戶, 2010 年目標 5,000MW 。 德國 :自 1990 年開始千屋計畫, 1999~2004 年十萬戶計畫 (300MW) , 2001 年設置 22,000 戶。 2000 年 4 月實施再生能源法,收購之太陽光電電價為 0.99DM/kWh 。 美國 :自 1999~2010 年“百萬太陽能屋頂計畫” , 2010 年總安裝量將達到 3,025MWp , 2001 年設置 4000 戶。 歐盟 : 推行於 2010 年完成 100 萬個系統 。 義大利 : 1998 年開始實行“全國太陽能屋頂計畫”,將於 2002 年完成,總投入 5,500 億里拉,總容量 50MW 。 印度 : 於 1997 年宣布在 2002 年前推廣 150 萬套太陽能屋頂系統。 中國大陸: 2000 年和 2020 年太陽光電總容量分別達到 66MW 和 300MW 。
  • 9.
    日本推動 PV 手法1. “1997 京都議定書”的壓力, 2005 年 2 月開始實施,日本政府持續投入研發經費 ( 每年約 80 億日元以上 ) 2. 推動補助措施 ( 中央補助 4.5 萬日元 /kW ,地方補助 4-5 萬日元 /kW) 3. 提高民眾裝設意願 ( 免稅、低利貸款、環保意識 ) 4. 建築、電力相關法規配合修改 5. 產、官、學、研合組研發聯盟,推動效率提昇,系統裝置成本降低 6. 在亞洲地區擴大與中國、東南亞、韓國等國的國際合作、交流 ( 日本自己難達成二氧化碳減量目標,藉援外達成 )
  • 10.
  • 11.
    德國政府支持太陽光發電設置 資料來源: FederalAssociation of German Solar Industry, Burkhard Holder, 2003
  • 12.
    各國政府推廣太陽能發電的主要計畫 國 別 計畫案 內容 美 國 Million Roofs 1997 年提出,預計在在國內設置一百萬戶太陽能發電系統 德 國 100,000 Roofs 在自家屋頂裝設 1~5kW 太陽能發電系統,政府補助 70% 費用, 2000 年秋實施 日 本 4,820MW 在自家屋頂裝設太陽能發電系統者,由政府補助 30% 費用, 2000 年總裝置量達 400 百萬瓦,預計 2010 年達 4,820 百萬瓦 ( 約兩座核四廠 ) 瑞 士 PV Homes 在 2000 年以前裝置 50 百萬瓦之太陽能發電系統政府同時大力宣導與教育民眾太陽能源 荷蘭 Solar City 在首都阿姆斯特丹的特區建立 100 棟有太陽能發電系統的新住宅以作為推廣之用,預計於 2010 年達到 250 百萬瓦之發電量以上的規模 大 陸 光明工程計畫 至 2000 年共設置 60 百萬瓦,預計五年投入 100 億人民 印 尼 由世界銀行支援推行每戶裝置 50 瓦,共安裝 100 萬戶太陽能發電系統於偏遠島嶼
  • 13.
    日本 2003 年國家太陽光發電R&D 費用 實證階段投入研發經費 資料來源:平成 15 年度エネルギーに關する年次報告 ( エネルギー白書 ) のポインド / 平成 16 年 5 月 (2004) 經濟產業省
  • 14.
    日本太陽電池發展 Roadmap資料來源:「 PV Status Report 2003 」 , Amulf Jager-Waldau, European Commission, DG JRC (2003/09)
  • 15.
    AIST 太陽光發電研究中心技術開發 Roadmap2002 2020 2030 2010 2007 發電價格 約 50 日元 /kWh 30 日元 /kWh 23 日元 /kWh 14 日元 /kWh 7 日元 /kWh 增加 bulk 結晶矽 之薄膜 ( 矽 , 化合物 ) 太陽電池登場 << 電池技術 >> 由於新技術的出現 實現低價化 付蓄電池的系統 開始研發 高自律度系統 使用超薄及多層結構 , 來達到高性能化 新材料 ( 色素等 ), 新構造太陽電池 系統大型化 BOS 長壽命化 Acitve network 控制 矽以外的新材料登場 << 系統技術 >> 無需負擔系統 由單獨型轉變為統合型系統 [ 參考 : 太陽光發電展開 Image] 傳統型系統併聯系統 區域通訊 PV 系統 大區域併聯 PV 系統 新能源網路 場內高壓電併聯自家消費系統 SHS(Solar Home System) VLSPV 氫氣製造
  • 16.
    Solar System, WinterNo.95, 2003 報導 韓國在 1999 年再生能源的利用,一次能源僅佔不到 1.3% ( 大規模水力除外 ) ,政府的目標是在 2006 年提升至 2% 。 韓國能源產業省製訂的普及政策,訂出 3,000m 2 以上的 公共建物,需設置太陽能利用設備。 此外,為了讓國民 有可信賴的機器及系統可選擇, 2003 年 10 月開始了認證制度。 Republic of Korea Photovoltaic technology status and prospects/2003 http://www. oja-services.nl/iea-pvps/countries/korea/index.htm Future Work 韓國 PV 的規劃目標
  • 17.
    韓國太陽光發電階段技術開發目標 2010 世界市場佔有率7%(30 億美元 ) , 5 萬個工作機會。 提昇太陽電池效率: 2003/12% 、 2006/15% 、 2010/18% 資料來源 : NEDO 海外報告 2004 年 No. 9 ,韓國新能源實況調查
  • 18.
    2004 年 11月 11 日 中國時報 西班牙新建築 需裝太陽能源板 潘勛 / 綜合報導 西班牙工業部長孟提拉宣布,自明 (2005) 年起打算在西班牙境內,建造新住宅或翻新住家者,有義務裝設太陽能源板,此一政策目的在節省燃料費用,以及改善環境。 2005 年起西班牙新建築需裝太陽能源板
  • 19.
    Silicon & Materials Wafer Solar Cell PV Module PV System & Installation Solar Grade Silicon PV Ingot Wafers Wafer-based Solar Cell - 單晶矽、多晶矽、 GaAs Thin Flm Solar Cell - SiGe, SiC, CdS, CdTe, CIS 、微晶矽、低溫多晶 矽、色素增感、有機系、 Carbon 系… PV Modules PV System - Inverter…… PV Installation PV Product 中美矽晶、 綠能科技 光華 、 茂迪 、 益通光能 、 威士通奈米科技 、 旺能光電 … 興達科技 永炬光電 日光能 中國電器 系統電子 、伸浦、飛瑞、華城、碩升、茂迪、 光華 、 冠宇宙 、 中國電器 、東城科技、 興達科技 、 永炬光電 、中興電工、太陽動力、夏普光電、京瓷、鼎鼎、強而青、能率、永旭能源… . 產 業 鏈 國內相關廠商 週邊設備 / 原料供應商 士林電機、卡旺科技、台灣杜邦、台灣福祿、宥誠科技、台灣通創、美祈、 慶康科技、肯昇、寅發企業、旭玻璃、華立企業… . 建 築 業 * 紅色 表示與材料所合作或技轉 國內太陽光電產業分佈
  • 20.
    太陽電池國家標準與認證 制度尚未建立 無法取得系統廠商信任產品驗証期長 大陸劣質應用產品充斥市場 上游週邊產業尚未建構完整 Solar Grade Silicon /PV Ingot 國內欠缺 Wafer 僅中美矽晶 ( 為 n-type 矽晶錠 ) 上游成本太高 ( 包括材料成本與設備攤提 ) 上中下游產業整合度不足 系統標準與施工規範認證制度尚未建立 太陽電池廠與系統應用廠商重疊高,但 技術領域與專業人才並不相同,無法設 計高效率系統及開拓產品優勢 國內太陽光電 產業 先進技術能力與人才不足 傳統能源系 統的優勢競爭 材料進口 併聯與回售電 機制未建立 建築相關法規 我國太陽光電產業面臨之關鍵問題
  • 21.
    我國太陽電池產業發展願景 太陽電池製造業 政府措施:示範補助、陽光電城、369 鄉鎮區中小學計畫、偏遠離島地區防災型系統補助 計畫、 2010 年目標容量 21 MWp 、 2020 年高達 1,000MWp 、再生能源發展條例、綠校園、綠廳舍及城鄉風貌計畫 材料所藉由太陽電池產業聯盟,加強技術移轉、產業技術輔導及人才培訓,以強化產業整體競爭力 2010 年我國太陽電池年產量 280MW ,產值達 140 億,佔全球產量 10% 2010 年國內太陽電池設置量 28MW 國產佔有率 80% ,約 11.7 億,佔國內 PV 總產值 8% 生產技術整合 ( 高效率 、 低成本 ) 應用技術整合 2003 年我國太陽電 池 年產值約 10 億,佔全球產量 1.2% 2003 年國內累計太陽電 池 裝置容量 >900 kWp 2004 年茂迪、益通擴大產能 大同公司轉投資綠能科技,生產多晶矽 Wafer 工研院 Spin-off 技術團隊,成立旺能光電公司 強化產業技術競爭力 擴大外銷佔有率 推動 PV 與建築結合應用 (BIPV) 能源效益 2020 年再生能源配比達 12% CO 2 減量 (PV 較火力發電 ) : 2010 年達 913 萬噸; 2020 年達 1 億 8,260 萬噸 燃料節約量: 2010 年達 1,337 萬公升; 2020 年達 2 億 6757 萬公升 發電量: 2010 年達 5,500 萬 kWh ; 2020 年達 11 億 kWh 材料所 / 產業聯盟 太陽電池產業
  • 22.
    Set Up Goals(Accumulative capacity) ˙ 2004  1MWp ˙ 2010  21MWp ˙ 2020  1,000MWp 我國 PV 累計目標安裝容量
  • 23.
    材料所太陽光電技術研發歷程 2004 年11 月旺能光電成立 ( 台達電子轉投資 ) 材料所 6 位同仁 Spin-off 非晶矽太陽電池研製 1980 高效率非晶矽太陽電池 低溫 ploy 薄膜太陽電池 1985 1990 1995 2000 建材一體化模板研製 商品化非晶矽太陽電池 可撓式非晶矽太陽電池 結晶矽太陽電池 結晶矽太陽電池模板 量產非晶矽太陽電池 ( 光華科技 , 1988 年 ) 架設獨立型太陽光發電系統 太陽光發電示範系統設置 (2000-) 結晶矽太陽電池量產 ( 技轉于士林電機 , 2000 年 ) 架設實驗型與市電併聯型太陽光發電系統及監測分析 2005 示範推廣獎勵補助辦法實施 (2000- ) 晶矽太陽電池研製 ( 與核研所合作 ) 奈米 (Nano) 太陽電池
  • 24.
    MRL’s R&D Activities: Approaches to Advanced Crystalline Silicon Solar Cells Approaches: 1. Fine Grid Conductor Line Photo Process, Electro/Electroless Plating, Screen Printing 2. High Quality Si Wafer Fz (Float Zone), MCZ (Magnetic Cz), Cz (Ga-doped), Multi-crystalline Si 3. Structure Selective Emitter  Buried Contact Back Contact Light Trapping  Reactive Ion Etching (RIE), V-Groove,… 4. Surface Passivation Rear Local BSF (Photo/Laser Firing Contact /  c-boron Doped Si Film)
  • 25.
    我國太陽光電產業佈局策略 中 程工 作 長 程 工 作 近 程 工 作 ● 強化補助誘因 ﹙ 系統補助、租稅獎勵、低利貸款、 投資抵減、優惠購電﹚ ● 健全 PV 發展環境機制 ﹙ 併聯、買電 / 賣電、產品測試檢 驗標準、 廠商評鑑﹚ ● 藉由政府行政機關、公共場所或 民間機構設置,帶動示範宣導效果 ● 加強住宅設置之優惠獎勵措施 擴大國內市場規模 ● 積極輔導廠商設計、安裝、施工 ● 尋找具競爭力且性能佳的 Cell ● 建立各式模板之封裝技術 ● 搭配性能佳之 Inverter ﹙ 線路最佳設計﹚ ● 建立標準化系統規格 ( 分析現有系統之發電資料及規格搭配 ) ● 開發模板與各式建材接合應用技術 與建商、建築師結盟,推動建材一體 應用﹚ ● 建立施工廠商評鑑制度 建立國內完整供應鏈 萬戶光電擴散應用計畫 三十萬戶普及應用計劃 普及化擴大應用 創新技術應用示範 達產業效益以推動相關產業 達能源效益及環保效益
  • 26.
  • 27.
    我國 PV 產業發展策略
  • 28.
    歐盟 PV 工業要達到2010 年市場需投資的規模 資料來源:德國 RWE Schott Solar , 2003 800MWp  € 1.5/Wp = € 1.2  10 9 = € 1.2 Billion
  • 29.
    PV 產業現況 上游原材料的掌握及太陽電池用矽原料的低成本量產化 技術開發才有助於太陽電池成本的下降 ( 此部份技術掌握  在日本及 Elkem 等大廠,不可能外放,國內應由產官研共  同開發建立此技術) PV 近五年年成長率: 30% 、 42.9% 、 35.8% 、 43.8% 、 32.1% 太陽電池的主要應用市場: (1) 日本; (2) 德國; (3) 美國; (4)  澳大利亞; (5) 荷蘭; (6) 義大利; (7) 中國; (8) 泰國 前十大產量佔全球總需求量 83% ,前十大全為日本及歐洲  的廠商(產業與市場的關聯度極高) 全球僅茂迪、益通光能二家採代工型式專業生產太陽電池 近幾年太陽電池都呈現供不應求的狀況 由於太陽電池模板體型大,較笨重,多數廠商都在接近最  終市場地設模板封裝廠 台灣年裝置量僅 300kW ,總市場規模不到1億台幣 若欲跨入太陽光電且能於三年內達損益平衡,建議採用茂迪的模式,成為太陽電池專業生產廠
  • 30.
    太陽光電的產業特色 產品的生命週期很長,新技術的取代至少 10~20年 目前投入屬萌芽期,但已快步入成長期 部份新材料技術不確定性仍高,但結晶矽太陽電池已屬成熟的生產技術,傳統式生產技術並沒有專利的限制 經驗曲線效果大,單位成本隨著累積生產量的擴增降幅大,規模經濟效益高 在設廠初期應積極改善生產規模、工廠佈置、工作熟練度以提高生力、追求銷售量及大力降低單位成本 易引起政府的補貼,但也因補貼措施也賦予產業極端的不穩定,但由於環境與能源的議題,獎勵政策將蔚為各國風潮,此將更有助於市場的擴大與成本的下降,依日本預估 2020 年日本國內普及率將達 20%( 發電成本約 3-5 元 / kWh) , 2030 年普及率將達 45%( 發電成本 2 元 /kWh)
  • 31.
    近 2 年國內廠商投資太陽光電狀況資料來源:工研院材料所, 93 年 12 月整理
  • 32.
    美國 GT Solar與綠能科技公司簽約 (1) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
  • 33.
    美國 GT Solar與綠能科技公司簽約 (2) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
  • 34.
    美國 GT Solar與綠能科技公司簽約 (3) 資料來源: www.gtsolar.com , 93 年 09 月 08 日
  • 35.
    太陽光電示範補助推動規劃 防災與教育合而為一 各鄉鎮中小學教育示範太陽光電示範社區/ 陽光主要幹道 / 太陽光電代表建築 政府機關示範應用 全額補助 (91~93) 偏遠離島緊急系統 全額補助 (94~95~) 一般民眾應用 半額補助 (89~) 經典示範 陽光電城 (93~99) 經典示範 太陽光電代表建築 (93~99) 一般示範應用 BIPV 經典示範 道路交通設施應用 太陽光電示範島嶼   近 中 程 階 段 目 標
  • 36.
    Industry Status Down-streamMore than 15 companies invested in system design and installation of PV Systems.  A complete PV infrastructure will be established Up-stream Sino-American Silicon Products Inc. (mono-Si ingot and wafers). Green Energy Technology (multi-Si ingot and wafers). Motech, EverBright, E-TON Solar Tech, Sinonar, and DelSolar (solar cells). Mid-stream China Electric Mfg Co. and Photonic Energy Semiconductor Co., Ltd. (Module assembly)
  • 37.
    Solar Cell Industryof Taiwan Sino-American Silicon Products Inc. (mono-Si ingot and wafers). Green Energy Technology (multi-Si ingot and wafers) Production capacity will be 25 MWp per annum starting in 2005. Equipment is provided form GT Solar, USA. Motech Solar -- Located in the Tainan Science Industrial Park, was founded in 2000. The production capacity will be 50 MWp per annum by end of 2004. E-TON Solar Tech -- was founded in 2001. The current capacity is 8 MWp per annum and will reach 20MW after expansion is completed in 2005. DelSolar --Located in the Science-based Industrial Park in Hsinchu, was founded at Nov. 16, 2004. The capacity is 6 MWp per annum by end of 2005.
  • 38.
    歐盟對 PV 發展的願景資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 願景: EPIA + EUREC 的初步觀點: 歐洲為全球性的 PV 領導群 1. 強大的 R&D 地位 極大的市場 ->強大的工業地位 2. 歐盟技術內涵 > ->RTD 的支持 > 政府 % > 3. PV 策略引領 PV 計畫,包含短期、中期及長期里程碑、 優先性並具有專業優良之設施 4. 善於運用公家預算增進組織 ( 及 PV) 福址 ﹝ 註﹞ EPIA : European Photovoltaic Industry Association EUREC : European Renewable Energy Research Centres RTD : Research and Technological Development
  • 39.
    歐盟對 PV 發展應做之事摘要 提供透明公開的歐盟 RTD 里程碑 由 PV 業界及 R&D 團體提供支援 設定 RTD 之優先順序 短期 (ST) 2010 產業必須“ Ready” 中期 (MT) 2020 長期 (LT) 2030 創造一個歐盟 PV 研究環境 與“歐洲 PV 技術平台”進行合作 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
  • 40.
    歐盟對 PV 發展應做之事( 續 ) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 高學習率 (Learning Rate ,簡稱 LR) 可降低投資成本、提高收益 假設 PV 在 1 歐元 /Wp 具競爭力 2004 年 系統價格 5 歐元 /Wp 學習投資金額 (  10 9 歐元 ) 2010 年 2020 年 2030 年 GR 25% 20% 15% LR=10% 33 240 910 15% 30 175 500 20% 27 120 190 25% 25 78 -35 LR>15% 必需具備策略性的 R&D ,示範推廣 + 市場
  • 41.
    歐盟對 PV 的研發目標RTD 總目標-> 20% 學習速率 (Learning rate,LR) 模組價格 < 2 歐元 /Wp 2010 短期 (ST) < 0.9 歐元 /Wp 2020 中期 (MT) < 0.5 歐元 /Wp 2030 長期 (LT) 材料成本 < 效率 > 製造成本 < [ 產率 ( Throughput ) 、良率 ( Yield ) 、設備成本 ] 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
  • 42.
    歐盟對 PV 的研發目標( 續 ) RTD 總目標-> 20%LR (kWh) 系統價格 < 3 歐元 /Wp 2010 短期 (ST) 5kWp < 1.5 歐元 /Wp 2020 中期 (MT) < 1 歐元 /Wp 2030 長期 (LT) 可靠度,壽命 > 人工、組件成本 < 價值 > ( 可應用性 > 、環境衝擊 <) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
  • 43.
    RTD 目標規格: 結晶矽太陽電池等級矽 (SGS) 20 歐元 / 公斤 短期 (ST) 矽晶片 :降低矽含量 16 -> 10 克 /Wp 短期 (ST) 10 -> 7 克 /Wp 中期 (MT) 太陽電池 電池效率 > +4% 絕對值 20 - 22% 單晶 18 – 20% 多晶 短期 (ST) +6% 絕對值 22 - 24% 單晶 20 – 22% 多晶 中期 (MT) 模組 壽命期望值 35 年 短期 (ST) 連結及封裝技術 短期 (ST) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
  • 44.
    RTD 目標規格: 薄膜太陽電池模組量產放大 : 良率 (Yield) ,產率 (Throughput) ( 面積成本 ) 模組效率 : > 8 – 10% 短期 (ST) (1 m 2 ) 14% 中期 (MT) 20% 長期 (LT) TCO 成本 < 低成本基板 ( 例如: flexible) 模組 壽命期望值 25 年 短期 (ST) 35 年 中期 (MT) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
  • 45.
    RTD 目標規格: 新型太陽電池觀念染料敏化太陽電池 : 商業化可行性觀念 短期 (ST) 高分子 / 有機太陽電池 : 商業化可行性觀念 中期 (MT) 壽命期望值 5 – 10 年 短期 (ST) 10 – 20 年 中期 (MT) 模組效率 > 4 – 6% 短期 (ST) ( > 0.1m 2 ) 10% 中期 (MT) 15% 長期 (LT) 市場: 消費性 短期 (ST) 電力 長期 (LT) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
  • 46.
    RTD 目標規格: 新型太陽電池觀念高效率觀念 : 電池效率 > 40% 短期 (ST) 模組效率 > 30% 短期 (ST) > 35% 中期 (MT) > 40% 長期 (LT) 開發狀況與聚光型 (Concentrator) 發展類似 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
  • 47.
    RTD 目標規格: 系統一般性 : 標準化 儲存 符合成本效益 環境保護 ( 例如少用鉛酸電池、開發燃料電池及 H 2 系統 ) On-grid Inverter (kW) 壽命期望值 20 年 短期 (ST) 價格 <0.35 歐元 /Wp 短期 (ST) BIPV 模組為標準建構元素 短期 (ST) Off-grid 0.20 歐元 /kWh ( 不含電池 ) 短期 (ST) 0.15 歐元 /kWh 中期 (MT) 聚光型太陽電池 低成本透鏡及循跡系統 中期 (MT) 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004 歐盟對 PV 的研發目標 ( 續 )
  • 48.
    歐盟 PV 景觀的改變PV 景觀的改變 歐盟 PV RTD 策略的要件 歐盟 PV 計畫 歐盟的一致性 產業的日趨成熟 “ 計畫性”計畫 + 伙伴 構想←->原則的證實←->製造技術 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004
  • 49.
    歐盟對 PV 發展的省思討論: 結晶矽是否為 PV 長期的選擇? 高分子模組在 2030 年是否適合電力系統的應用? 歐盟是否需要有管轄權的中心? 歐盟是否能夠維持 20% 的學習曲線? 資料來源: Hugo de Moor, ECN, PV Catapult, 6th Framework Programme, 2004