CIGS需在成本、轉換率等積極改善 拉大與矽晶競爭距離

轉寄朋友轉寄 列印 大 中 小 意見反應意見反應 CIGS、矽晶太陽能電池市場競爭激烈 2013/10/30-DIGITIMES企劃 各國太陽能發電補貼政策相繼進行修正措施,使得發展不同材料、製程的太陽能電池製造商,無法再仰賴政策補貼維持營收,必須自產品優化逆轉虧損處境。在2013年1Q~2Q多晶矽太陽能電池售價已逐步止住跌勢、相關產品報價逐步走向緩步回升狀態,太陽能電池廠亦積極開發BIPV(Building Integrated Photovoltaic)與太陽能電廠布建市場擴增營收方向… 太陽能電池板關鍵材料,目前有銅銦鎵硒(Copper Indium Gallium Diselenide;CIGS)、矽晶太陽能材料等,一般來說若非特殊導光或聚光設計條件,銅銦鎵硒的太陽能的光電轉換效率表現不俗,但隨著採矽晶太陽能材料電池的光電轉換效率持續改善,令銅銦鎵硒應用市場滲透率逐步受到壓縮。 放大 [放大圖片] 傳統矽晶太陽能電池,需設置在平整空地或是建物屋頂,部署彈性有限。Cromasolar 放大 [放大圖片] CIGS太陽能電池模組若搭配可撓性基材,將可發展可撓曲之電池模組。Global Solar Energy 更多> 為了CIGS本身的產能利用率,CIGS供應鏈的相關廠商亦積極開發與建物結合的Building Integrated Photovoltaic應用方案,或是較大用量的太陽能發電電廠布建應用需求。 CIGS薄膜式太陽能電池優勢 不同於矽晶基礎的太陽能電池產品,硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Diselenide,簡稱為CIGS)為薄膜式太陽能電池中的一種製作型態,基本上CIGS可以說是目前眾多薄膜太陽能電池中在光電轉換效率表現最佳的一種技術,CIGS可應用於軟性基板、硬式基板,製造彈性相當大,若與矽晶為基礎的太陽能電池比較,CIGS僅需小部份的矽材料即可製成光電轉換效率高達20%的太陽能電池模組,加上生產CIGS薄膜產品可用更低的能耗進行量產,生產所需能源僅矽晶型式太陽能電池一半,成本架構也相對更具優勢。 至於CIGS使用的材料的化合物半導體,基本上會隨著銦鎵含量差異,對日照光吸收範圍可自1.02ev~1.68ev不整,經實驗測試其光電轉換率達19.5%,如果搭配高性能聚光輔助措施,還可再將光電轉換率額外增加10%達到近30%的轉換效率,若是太陽能電池採用軟性塑料基板進行製作,則光電轉換率表現會因為基材使用限制,光電轉換效率仍可達14%~15%。 CIGS薄膜式太陽能電池在光電層與導電玻璃結構間設有緩衝層(buffer layer),基材可使用具可撓性的材料,因此可利用更具量產效率的roll-to-roll捲對捲型式進行生產,自然生產成本可以大幅壓低。 CIGS商業化製程關鍵在鍍膜技術 CIGS的商業化製程關鍵在鍍膜技術,若以真空製程技術來檢視,可以Sputtering(濺鍍)、Co-evaporation(共蒸鍍)與Selenization(硒化),在非真空製程技術方面,則有Coating Process(塗佈製程)、Electrodeposition(電沉積)、Chemical spray Pyrolysis(化學噴灑熱解)等生產方式進行製作。 CIGS薄膜太陽能電池最底層基板可應用玻璃或金屬(例如鋁合金、銅等金屬材料),或搭配Polyimide(PI)材料,製作時會於基板預先鍍上一層背電極,用以應用於電傳導之用,至於由基板往上塗佈或是蒸鍍CIGS日照吸收層,再搭配半導體CdS與相關表面處理改善元件的運行效能,最後再鍍上金屬鋁導線即製作完成。 CIGS使用上優勢相當多,如CIGS日照太陽光的光譜吸收範圍較廣、對於日到的照射強度/角度彈性較大,由於可用可撓基板進行製作,電池模組亦可做可撓曲設計,佈建發電電池板的施工彈性更大,而產製可採低成本的捲對捲生產,亦可產製大面積化的電池板設計方案,成本亦可因此大幅降低,製程能耗與材料用量也可相對較節省。相對於矽晶太陽能電池模組產品,CIGS的大面積化、可撓式基材優勢,對於建築整合PV的綠建築設計趨勢,正好可迎合市場需求投入相關產品開發。 CIGS需在成本、轉換率等積極改善 拉大與矽晶競爭距離 即便市場對CIGS抱持大量期待,但實際上CIGS相關技術成熟度畢竟無法與長時間發展的矽晶太陽能電池產品相抗衡,一方面矽晶太陽能電池在這幾年價格持續探底,CIGS太陽能電池即便預期大量生產可能在成本進一步優化,但實際上兩相比較仍以矽晶太陽能電池的單位成本較具優勢,而矽晶太陽能電池的光電轉換效率亦持續獲得新製程改善,CIGS太陽能電池仍需在量產成本、市場應用積極開發。 現有投入可撓曲CIGS技術研發的太陽能電池相關業者,部分業者嘗試鎖定高技術門檻的可撓曲CIGS技術,但實際上可撓曲的CIGS太陽能電池模組、與傳統CIGS太陽能電池的製造技術差異相當大,即便開發業者挾豐厚資金,透過收購商業手段納入可撓曲CIGS生產、開發技術能量,但短期內要將原有的太陽能電池模組轉換至可撓式設計方案,技術融合難度仍相當高,較能即時發揮合併綜效,加上單一業者若同時發展硬式與可撓式太陽能電池模組,也將因為研發技術經費分散,將導致兩種發展方向的技術累積發生投入資源分散的問題。可撓曲或傳統CIGS太陽能電池業者,都需面對尋求CIGS殺手級應用的市場開發困擾,否則該技術的應用市占率仍無法有效擴張。 http://mms.digitimes.com/imageCH_4.aspx?img=/NewsImg/2013/1030/355177-2-NCG9I.jpg&W=250 CIGS太陽能電池可發展綠建築整合發電應用 目前已有部分CIGS業者,嘗試將CIGS應用市場轉向Building Integrated Photovoltaic建物整合太陽能電池發電設計應用市場,但在CIGS太陽能電池模組仍有產能與成本需持續改善下,較無法與矽晶太陽能電池模組直接競爭,如何開發更多利基型市場應用已為首要之務。若可憑藉CIGS太陽能電池的高可適性部署優勢,用於綠色建築物可在不損及建物美觀設計前提下,可撓性太陽能電池模組可在外型、設計可以與建物有更高度的結合,將更有機會搶進綠能建物的整合應用市場。 若CIGS薄膜太陽能電池若採塑料基材,經過特殊製程也可將太陽能電池模組製成具可透光特性,可與綠色建物所使用的玻璃帷幕外牆整合成模組設計,讓綠建物可用的太陽能發電模組佈建面積最大化擴張,相較於一般矽晶太陽能模組僅能設置屋頂或平整空地的設置方式,可以在空間使用效率與設計美感達到一定程度的改善,或可搭配傳統太陽能電池模組搭配組合,建構更具效率的混合型太陽能系統技術方案。 CIGS太陽能電池技術 材料特性仍值得持續關注 而CIGS太陽能電池模組亦有溫度係數優於矽晶太陽能模組之特性,即當模組溫度上升,光電轉換效率衰減速度反應優於矽晶太陽模組,加上CIGS本身對日照光譜的吸收範圍相對廣,亦可吸收日照的漫射光源,用於弱光與可能會有陰影的建物狀態,設置彈性會較矽晶太陽能電池為佳,尤其適用在氣候多變化、高緯度特殊條件氣候設置環境。 CIGS太陽能電池模組雖然有可因應建物外型與更具彈性部署等諸多優點,但實際上,當前現況仍是矽晶太陽能電池在整體成本架構優於CIGS,若以目前主流的太陽能電廠、屋頂型太陽能發電設施部署型態,矽晶類型的太陽能電池產品仍具一定程度的競爭優勢,反而是CIGS太陽能電池產品仍需在提升轉換效率、生產良率、產品成本結構各方面進行產品優化,才能積極地面對矽晶太陽能電池的強勢競爭。 DIGITIMES中文網 原文網址: CIGS、矽晶太陽能電池市場競爭激烈 http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&id=0000355177_5PS0NE608CJG9H6NNCG9I&cat=65#ixzz2jFkxFc4Q

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