2008年4月7日 星期一

Cheaper, More Efficient Solar Cells-A new type of material could allow solar cells to harvest far more light.

簡評:
這是去年的文章,專講"光子晶體概念在太陽電池上的應用".去年三月發表的.這裡重新貼上,已和之前那一中一英兩篇講"鎖光太陽電池"文章做個對照.
前年這個時候,誰把光子晶體技術和太陽電池放在一起提出,就被嗤之以鼻以為是天方夜譚或科幻題材;去年這個時候,提出光子晶體太陽電池的人雖然已經被認同技術有可行性,但是卻是旁門左道的方法;今年,就在上個月,MIT的另個教授提出所謂"鎖光"概念,卻被財團認可,再也沒有人會認為這是天方夜譚或是旁門左道--我們的世界迫切需要高效率的太陽電池.
只要是可行的技術,就會被認可;只要提升總轉換效率3%,所能造成的效應等於傳統製造程序上所有的cost down可行性加總.因此,我們該好好思考如何方能把我們多年前far-seeing的光晶太陽電池專利實踐出來.
太陽電池和LED在設計上是相反的概念.在LED上,我們的需求是把P-N Junction創造出的光盡可能放出,而在太陽電池我們不能放過任何一道可能進入元件的光線.在LED中我們需要在極小的面積中創造足夠的面積增加電子電洞的結合率,在太陽電池中我們要盡量減少電子電洞的再結合率.由此發想,太陽電池的PN結要非常平整,以減少recombination rate,而LED的PN結要粗糙來增加combination rate.
在外型方面,兩者都要有粗糙面以減少光子在高低不同折射率介質傳遞時發生的全反射角損失以及折射損失;另外我們都要在元件的其中一端增加反射面,就LED來說是要確保光能穩穩地射往照明方向,就太陽電池來說是要確保光子能在元件中不斷地反射與折射,而不會直接穿透元件.採用光子晶體,可以輕易地在LED或太陽電池元件上造成這種效果.
當然,我們所提出的光晶太陽電池還有另外一種特性,是MIT的教授沒有注意到的部分,就先賣個關子.日後有機會再說.
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Much more efficient solar cells may soon be possible as a result of technology that more efficiently captures and uses light. StarSolar, a startup based in Cambridge, MA, aims to capture and use photons that ordinarily pass through solar cells without generating electricity. The company, which is licensing technology developed at MIT, claims that its designs could make it possible to cut the cost of solar cells in half while maintaining high efficiency. This would make solar power about as cheap as electricity from the electric grid.


The effort uses a type of material called a photonic crystal that makes it possible to "do things with light that have never been done before," says John Joannopoulos, a professor of physics at MIT who heads the lab where the new designs for solar applications were developed. Photonic crystals, which can be engineered to reflect and diffract all the photons in specific wavelengths of light, have long been attractive for optical communications, in which the materials can be used to direct and sort light-borne data. Now new manufacturing processes could make the photonic crystals practical for much-larger-scale applications such as photovoltaics.

StarSolar's approach addresses a long-standing challenge in photovoltaics. Silicon, the active material that is used in most solar cells today, has to do double duty. It both absorbs incoming light and converts it into electricity. Solar cells could be cheaper if they used less silicon. If the silicon is made thinner than it is now, it may still retain its ability to convert the photons it absorbs into electricity. But fewer photons will be absorbed, decreasing the efficiency of the cell.

MIT researchers developed sophisticated computer simulations to understand how thin layers of photonic crystal could be engineered to capture and recycle the photons that slip through thin layers of silicon. Silicon easily absorbs blue light, but not red and infrared light. The researchers found that by creating a specific pattern of microscopic spheres of glass within a precisely designed photonic crystal, and then applying this pattern in a thin layer at the back of a solar cell, they could redirect unabsorbed photons back into the silicon.

Today's solar cells already reflect some of the light that passes through the silicon. But the photonic crystal has distinct advantages. Conventional solar cells are backed with a sheet of aluminum. The photonic crystal reflects more light than the aluminum does, especially once the aluminum oxidizes. And the photonic crystal diffracts the light so that it reenters the silicon at a low angle. The low angle prevents the light from escaping the silicon. Instead, it bounces around inside; this increases the chances of the light being absorbed and converted into electricity.


>Better solar: In conventional solar cells (a), light (dashed line) enters an antireflective layer (yellow) and then a layer of silicon (green) in which much of the light is converted into electricity. But some of the light (solid arrows) reflects off an aluminum backing, returns through the silicon, and exits without generating electricity. A new material (represented by the dots in [b]) makes it possible to convert more of this light into electricity. Instead of reflecting back out of the solar cell, the light is diffracted by one layer of the material (larger dots). This causes the light to reenter the silicon at a low angle, at which point it bounces around until it is absorbed. The light that makes it through the first layer is reflected by the second layer of material (smaller dots) before being diffracted into the silicon.
Credit: Peter Bermel

As a result, the photonic crystal can increase the efficiency of solar cells by up to 37 percent, says Peter Bermel, CTO and a cofounder of StarSolar. This makes it possible to use many times less silicon, he says, cutting costs enough to compete with electricity from the grid in many markets. The savings would be especially large now, since a current shortage in refined silicon is keeping solar-cell prices high and slowing the growth of solar-cell production.

The company plans to work with existing solar-cell makers, applying its photonic crystals with a machine added to the solar-cell makers' assembly lines, Bermel says. But StarSolar needs to choose a large-scale manufacturing technique that will allow it to produce the photon crystals inexpensively. What's needed is a way to cheaply arrange two materials in an orderly three-dimensional pattern. For example, microscopic spheres of glass would be arranged in rows and columns inside silicon. Currently, techniques such as e-beam lithography can be used, but that's too slow for large-scale manufacturing.

Shawn-Yu Lin, professor of physics at Rensselaer Polytechnic Institute, has developed a method for manufacturing eight-inch disks of photonic crystal--a measurement considerably larger than what can be done with conventional techniques. The method, which employs optical lithography similar to that used in the semiconductor industry, works best for a type of solar cell that concentrates light onto a small chunk of expensive semiconductor material. Such a device would require a relatively small amount of photonic crystal compared with conventional solar cells. Lin says the technique could be applied for more-conventional solar panels, although it would be expensive.

Another potentially less-expensive method, called interference lithography, creates orderly patterns in the photonic-crystal materials. The method is fast and uses machines that are far less expensive than those used for conventional optical lithography. It also requires fewer steps than Lin's existing process, so he says it could be far cheaper. Such methods have been developed by Henry Smith, professor of electrical engineering at MIT, who was not involved with the StarSolar-related work. Smith says his interference-lithography method could be used to build templates for imprinting photonic-crystal patterns on large areas.

Another promising technique is self-assembly, in which the chemical and physical properties of material building blocks are engineered so that they arrange themselves in orderly patterns on a surface. For example, Chekesha Liddell, professor of materials science and engineering at Cornell University, has engineered building blocks in the shape of peanuts and the caps of mushrooms that line up in rows because of the way they fit together and the tug of short-range forces between them. She says this could be useful for assembling photonic crystals for solar cells.

With such approaches available, Bermel says that StarSolar hopes to have a prototype solar cell within a year and a pilot manufacturing line operating in 2008.

2008年4月4日 星期五

師事「太陽能電池之父」 黃惠良學優則商 要讓樂福發光

鉅亨網記者黃彥翔‧台北2008 / 03 / 29 星期六 16:20
「Solar cell, keep on.」,太陽能之父Joseph. J.Loferski 生前的一句話,讓門下弟子樂福太陽能董事長黃惠良謹記在心,從學界跨入商界,在太陽能領域上將永遠兢兢業業。
3 周前,樂福太陽能電池公司在竹科設廠,除了隨即推出的彩色太陽能電池讓人眼睛一亮之外,董事長黃惠良的身份,也成為眾人注意的焦點;今年62歲的黃惠良是清大電機系的創辦人,他是由於長年投身於學術界,黃惠良身上沒有太多商場習氣,言談中反而讓人感覺到學術研究者的單純與質樸。
他的生命會和太陽能電池連在一起,還有一段故事。1969年,當他在成大電機系念大學時,當年阿姆斯壯登陸月球,也讓他決定在研究所階段鑽研系統控制,隨後再到美國布朗大學攻讀博士。不過在這段期間,黃惠良修了太陽能電池發明人J. J. Loferski一門固態物理的課,反而修出興趣來,從此便投入太陽能電池的研究領域。
在Loferski 40年的教職生涯裡,他出版了超過150 篇科技論文,其中大部分的文章都聚焦在太陽能電池,被尊稱為「太陽能電池之父」;後來他也成為黃惠良的博士論文指導教授,兩人相差20歲,有著深厚的師徒情誼。
1976年,黃惠良回到台灣,先後協助清華大學與中興大學成立電機系,也創辦了清大奈米與微系統研究中心;30多年下來,他發表超過 400篇論文,在三元化合物半導體與氫化矽高效率薄膜太陽能電池的研究馳名國際,所建立的CuInS2規格,已成世界最高效率薄膜太陽電池主流。黃惠良去年獲頒東元獎時,太太曾經這麼形容他:「從18歲到61歲,他年年都像念高三一樣用功」。
儘管忙碌,然而他和Loferski的聯繫一直沒有間斷,Loferski也先後來過台灣次。
1997年,71歲的Loferski因為罹患癌症,身體情況逐漸惡化。他知道自己已經不久於人世,因此邀了許多學生到他的紐約家裡,辦了一個送別派對。晚餐結束後,他躺在沙發上,黃惠良坐在一旁。Loferski握住黃惠良的手,對他說了一句:「Solar cell, keep on.」(要繼續在太陽能電池上堅持下去。) 2個月後, Loferski離開了人世。
黃惠良對於太陽能的投入,除了因為自己的興趣使然,也來自於Loferski長久以來給他的啟發與勉勵。除了投身學術之外,在產業上,黃惠良1994年創辦劍度公司 (明基入主後改名為達虹) ,做液晶顯示器的彩色濾光片,公司規模從 600萬元做到59億元;2003年又和茂德籌組劍陽公司,從事光電整合設計,表現也不錯。去年底,黃惠良把劍揚的太陽能電池事業處分割出來,成立樂福太陽能。而樂福的名字 「Lof Solar」,就是以恩師Loferski的前3個英文單字命名的。
Loferkski曾說過:「Sunshine is the last frontier of mankind.」(陽光是人類最後一個尚未開發的領域。) 這句話也一直在黃惠良的心上,督促著他要為人類的福祉盡份心力。

More-Powerful Solar Cells-- A new solar cell is 27 percent more efficient without being more expensive to make

簡評:因為上一篇文章實在太重要了(重要到會嚴重危害到我們發展的權益),所以我把原文貼在這裡給大家做個參考.為何說這會嚴重危害到我們發展的權益--因為這個教授的研究根本就和我們手中擁有的太陽電池結構專利一樣,運用到一樣的鎖光技術,我們不得不小心在意!!

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Thursday, March 27, 2008 By Kevin Bullis

An MIT researcher has found a way to significantly improve the efficiently of an important type of silicon solar cells while keeping costs about the same. The technology is being commercialized by a startup in Lexington, MA, called 1366 Technologies, which today announced its first round of funding. Venture capitalists invested $12.4 million in the company.
1366 Technologies claims that it improves the efficiency--a measure of the electricity generated from a given amount of light--of multicrystalline silicon solar cells by 27 percent compared with conventional ones. The company's efficiency and cost claims are based on results from small solar cells (about two centimeters across) made in the lab of Emanuel Sachs, a professor of mechanical engineering at MIT, who is one of the company's founders. 1366 Technologies is building a pilot-scale manufacturing plant that will make full-sized solar cells (about 15 centimeters across). Within a year, the company will decide whether its pilot-plant results justify building a factory for commercial production, Sachs says.
Commercial solar cells made from multicrystalline silicon are normally far less efficient than more expensive ones made from single-crystal silicon, but they're cheaper. The 27 percent improvement will bring multicrystalline cells to efficiencies about the same as single-crystal cells--around 19.5 percent--at the lower costs. So, if the technology successfully scales up, Sachs says, it could significantly bring down the cost of solar electricity. Sachs says that today, solar cells cost about $2.10 per watt generated. When manufactured at a commercial scale, the first cells incorporating his new technology will cost $1.65 per watt. Planned improvements will bring down this cost to about $1.30 a watt, he says. To compete with coal, the cost will need to come down to about $1 a watt, something that Sachs predicts can be achieved by 2012 with further improvements in antireflection coatings and other anticipated advances.
The company's first prototype solar cells include three key innovations to improve efficiency. The first is a method for adding texture to the surface of the cells that allows the silicon to absorb more light, a trick that's been used before with single-crystalline devices but has been difficult to implement with multicrystalline silicon. The rough surface causes light to bend as it enters the cell so that when it encounters the back of the cell, it doesn't reflect right back out; rather, it bounces off at a low angle and remains inside the slab of silicon. The longer the light remains within the silicon, the greater the chance that it will be absorbed and converted into electricity.

Capturing light: Ordinarily, the flat wires on the surface of solar cells that are used to collect electrical current prevent light from reaching the active material in a cell, reducing efficiency. A new design traps much of the light that would have been reflected. In the picture, some of the red light from a laser is redirected from the wire to areas on the cell where the light can be absorbed. The new approach dramatically helps improve the performance of solar cells without increasing costs. Credit: 1366 Technologies


Groovy solar: Facets etched into the surface of wires redirect incoming light so that it is absorbed by a solar cell rather than reflected away. The wires serve to collect current generated by a solar cell. Credit: 1366 Technologies

The second innovation involves the silver wires that harvest electrical current generated by the silicon. Sachs has developed a method for making these wires as small as one-fifth the width of the wires that are typically used, while improving their conductivity. The thinner wires use less silver, which cuts down costs. Also, because the wires are thinner, they can be spaced closer together and still block less light than ordinary wires can. The closer spacing makes the wires more efficient at collecting electrical current generated in the silicon.
The final improvement has to do with a set of wide, flat wires used to collect current from the thin silver wires. These bars typically block light entering the cell, reducing efficiency. But Sachs has etched their surfaces so that they act as faceted mirrors. This achieves an effect similar to the texturing of the silicon surface. While the improvements add costs in some ways, the increases are offset by savings elsewhere, such as from using less silver, Sachs says.
While 1366 Technologies plans to manufacture its own cells, Sachs says that it is also open to licensing the technology to other solar-cell makers. Ultimately, Sachs hopes that his technology will speed the adoption of solar power to meet global energy requirements. "We need an exponential growth curve now," he says. "Not 15 years from now--that's too late."

2008年4月3日 星期四

多晶硅太陽能電池轉換效率大幅提高 光電轉換效率提高27%同時維持較低制造成本

本報訊(記者 李學華) 據美國“技術評論”網站報道,麻省理工學院(MIT)科學家最近發明了可大幅提高多晶硅太陽能電池效率,同時維持低成本的方法。他們同時成立了一家名為1366的技術公司以將這項技術商業化。
  伊曼紐爾.薩克斯是MIT機械工程學教授,也是1366公司的創辦人之一。他的實驗室研制出的大約2厘米寬的小型多晶硅太陽能電池,其光電轉換效率(將定量的光能轉換成電能的效率)比普通多晶硅太陽能電池提高了27%。
  薩克斯采用了3項關鍵的發明來提高太陽能電池模型的效率。首先,在太陽能電池表面增加紋理,使硅板能吸收更多的光。當光線進入電池時,粗糙的表面使得光線發生彎曲,當光線到達電池的背面時,它不會被直接反射出去,而是被小角度反彈回,從而駐留在硅太陽能板里。光線在硅板里停留的時間越長,它被吸收而轉換成電能的幾率就越大。這項技術曾在單晶硅太陽能電池上使用,但此前在多晶硅電池上還很難實現。
  第二項發明與采集硅板產生的電流的銀絲有關。薩克斯發明了一項技術,可以制備很細的銀絲———其直徑只有太陽能電池通常使用的銀絲的五分之一,而且提高了導電率。銀絲越細,制造成本就越低。同普通銀絲相比,細銀絲可以更緊密的排列,彼此的間隔更小,這使得銀絲采集電流的效率更高。
  最后一項發明是使用一套寬平的金屬條來匯集通過細銀絲傳來的電流。通常,這些金屬條會阻礙光線進入太陽能電池,從而使電池效率下降。但薩克斯通過蝕刻金屬條表面,使其變得像多面鏡一樣,從而獲得了與在硅板表面增加紋理一樣的效果。雖然這道工藝步驟會使生產成本增加,但銀的用量減少了,二者可以抵消。
  一般來說,多晶硅太陽能電池要比昂貴的單晶硅太陽能電池轉換效率低,但要便宜許多。27%的效率提升意味著可以較低的成本生產出與單晶硅太陽能電池效率相當的多晶硅太陽能電池。目前的太陽能電池每產生1瓦的電力,需要2.1美元。1366公司正在興建一座試驗工廠,以生產完全尺寸的太陽能電池(大約15厘米寬)。薩克斯說,如果公司的放大生產能夠成功,這項技術將使太陽能發電的成本大幅降低。他估計,第一批采用新技術生產的太陽能電池,其發電成本約為1.65美元/瓦,考慮到今后的技術改進,成本會降為1.30美元/瓦。但是要想和煤炭發電競爭,太陽能發電的成本必須降到1美元/瓦才行。薩克斯預測,通過改進減反射涂層和其它技術進展,在2012年左右,這個目標完全可以達到。

2008年4月1日 星期二

深耕電光前瞻新技術 開創台灣產業新契機

簡評:這項所謂交流電LED技術,工研院充其量只能說是有跟上國際大廠水平.早在兩年前,相同的技術已在世界主流展中被揭露出來.工研院近來發展有些失焦,說學界不如學界,說接近業界,但其閉門造車的態度使得他們的研究方向往往偏離市場.
話雖如此,AC-LED技術的是有用的.現在要考量的是工研院打算如何操作這些技術?是讓想購買的業界公司競標呢?還是想釋出這組技術已便宜的價格讓想切入的公司都能雨露均霑?還是讓那組人收受業界金主投資,躍上枝頭變鳳凰?如果是最後那種想法,那麼工研院現在的研發成果遲早會成為泡影.
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為了協助台灣廠商拓展佈局全球電子與光電產業的機會,經濟部技術處委託工研院以其成功開發的半導體和顯示器技術為基礎,全力發展軟性電子、3D立體影像與顯示、LED照明、下世代記憶體等技術,以提升台灣的電光產業新應用,並開創新興產業。
行政院科技顧問組日前即已提出軟性電子技術應用與發展為未來開發的三項「便利新科技」之一,並選定「全印式智慧型標籤」、「便利性全彩色顯示示器」為研發目標。去年,工研院成立國內首座「軟電量產開發實驗室」,紮根於R2R軟性電子連續式製程開發,並整合產官學研資源切入軟電相關材料、設備、製程、系統、驗證等關鍵技術研發,以開發低成本、輕、薄、耐摔、可撓曲的印製式標籤與軟性顯示器,目前並已研發連續式單基板膽固醇顯示器。
針對下世代記憶體、立體影像與儲存技術,以及開發3D互動、3D影像擷取、資料處理、壓縮等系統化關鍵技術,「3D互動影像顯示產業聯盟」的成立,跨產業聯合了資訊與通訊、顯示器、晶片設計、系統、影音內容、應用服務等業者,共同建構國內3D互動影像顯示產業架構,以開創立體影像儲存與顯示產業新機會。
此外,為順應全球溫室氣體減量的節能趨勢,打造新的綠色環保產業,經濟部技術處委託工研院執行半導體光源及應用科技專案研發計劃,成功開發出「交流/直流轉換器」技術,讓LED使用的電源不再受限於電池,變成可以直接由家用電源插座供應的交流電,因而節省15~30%能源,預估約可取代50%以上原有直流電驅動產品,加速固態照明的實現與產品的普及化。
經濟部技術處表示,這項創新技術的專利佈局橫跨AC LED元件結構、基礎封裝與應用端,為國內上中下游業者提供了元件、封裝、產品的需求與結合,形成完整的產品鏈。除了大幅增加LED的產品應用,並已將AC LED元件擴展至 LCD TV 背光源的開發,預期將可形成重大產業效益。

2008年3月27日 星期四

樂福彩色太陽能電池 明年量產

簡評 :去年我们開會時討論到的一種商品居然被別人捷足先登...
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經濟日報╱記者何易霖、李珣瑛/台北報導
太陽能電池新秀樂福太陽能昨(26)日宣布推出全球第一片彩色太陽能電池產品,預計明年第一季量產。太陽能電池過去考量太陽光吸收率,僅能以表面抗反射鍍膜產生的藍紫色為主色,隨樂福推出彩色太陽能電池,全球太陽能電池產品將揮別「單色系」,邁入「彩色化時代」。
樂福由清大機械系創辦人黃惠良籌組成立,擔任公司董事長兼執行長,主要股東包括茂德(5387)、晶采(8049)等上櫃公司。黃惠良指出,太陽能主要應用以結合住宅為主,但過去因色系單一,不利整體建築規劃,樂福的彩色太陽能電池是由公司自行研發,可製造成紅、黃、灰等可視色系太陽能電池,並擁有相關專利,是全球太陽能電池界一大創舉。
黃惠良指出,過去不少太陽能電池大廠也曾試圖製造彩色的太陽能電池,但因太陽能電池表面色系改變後,導致光電轉換率大幅衰退,墊高了成本,因此並無實質成果。樂福彩色太陽能電池光電轉換率僅比傳統藍紫色太陽能電池略降、甚至相差不多,已具有量產價值。
黃惠良表示,樂福過去主要以太陽能技術研發為主,成品由茂矽(2342)、昱晶(3514)等大廠代工,去年出貨量為4MW(百萬瓦),預估今年可達20MW。樂福現正籌畫自有產線,昨天並完成訂購德國太陽能電池設備大廠Centrotherm的機台,預計年底前裝機,第一條年產能30MW產線明年第一季開出,同時導入彩色太陽能電池生產。
除彩色太陽能電池技術外,樂福也正進行「改良式漸變結構太陽能電池」與「矽鍺太陽能電池」技術研發,預期在2010年時,可將太陽能電池光電轉換率提升至20%以上。
黃惠良透露,樂福已簽下不少合約料源,同時規劃前往美國投資設立年產能3,000至1萬噸的多晶矽原料工廠。看好市況發展,樂福未來五年內會將年產能提升至555MW,同時也會切入薄膜太陽能電池領域。
黃惠良說,樂福規劃年底前將實收資本額擴充至27億元,明年登錄興櫃,2010年轉上市,若狀況許可,也可能前往美國掛牌上市。
黃惠良並表示,他師承太陽電池之父J.J.Loferski門下,投入太陽電池研發已長達35年,新公司取名「樂福太陽能」,就是要紀念恩師。
黃惠良返台在清大任教32年來,指導學生取得博士學位的已有40名、碩士300 名,發表論文數超過400篇。包括新日光總經洪傳獻、益通總經理蔡耀進等太陽電池業的專業經理人,都與黃惠良有師生情誼。

2008年3月24日 星期一

太陽能產業進來具有影響力的消息

短評:這裡先收錄兩份文章。兩份文章內容均具有重大意義,請各位詳讀。

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太陽能光電產業持續在全球發燒

今年又將會是太陽能產業發燒的一年!根據美國舊金山一家太陽能顧問公司Solarbuzz的調查,儘管市場上多晶矽(polysilicon)短缺的狀況仍持續,全球太陽能光電(photovoltaic,PV)設備的發電量,仍在2007年達到歷史新高的2,826 megawatts (MW),較2006年大幅成長了62%。
Solarbuzz表示,整體多晶矽產能在2007年成長了30%,但這樣的產量根本無法滿足PV產業鏈的龐大需求;該公司並指出,去年有21家新進公司加入了多晶矽生產的行列。至於全球太陽能電池的產量,則在2007年達到3,436 MW,該數字在2006年為2,204 MW。
以各國業者表現來看,日本太陽能電池製造商的全球市佔率日益下降,目前約為26%;而中國太陽能電池製造商的全球市佔率,則由2006年的20%成長到2007年35%。此外Solarbuzz並表示,薄膜太陽能電池的產能由2006年的181 MW成長了一倍,在2007達到400 MW。
以金額來看,全球PV產業在2007年達到172億美元的營收規模。以各國太陽能光電市場來看,德國PV市場在2007年的規模為1,328 MW,全球市佔率為47%;西班牙PV市場規模則由480MV成長為640 MW,而美國的PV市場規模則成長了57%達到220 MW。
Solarbuzz表示:「美國成為僅次於日本的全球第四大PV市場;日本原為全球太陽光電產業的領先者,但其市場規模下滑了23%成為230 MW。」
「在過去一年來,在太陽能光電產業鏈中有大量的投資集中到新產能的提升上。」Solarbuzz總裁Craig Stevens表示:「除此之外,太陽能光電業者在2007年間的貸款融資金額成長了近100億美元,使得該產業規模不斷擴大。」
(參考原文: Solar market grew 62% in 2007)
(Mark LaPedus)

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太陽光電多方技術決戰2010年產業走勢逆轉? 業者仍觀望

隨著太陽能產業模組缺貨問題2009年可望獲得解決,近期市場紛預期2010年太陽能產業將出現大逆轉,傳統結晶矽太陽能銷售額年增率將由正轉負,其它新興薄膜技術則將快速成長,各類技術決戰2010年,而成本將是勝負關鍵。太陽能業者對此說法表示,太陽光電產業變動性大,目前仍未有這樣徵兆,有待進一步觀察。
美國市場研究機構Lux Research近期發表太陽光電產業研究報告指出,太陽光電產業成長快速,每年約有27%成長率,從2007年達212億美元,預估到2012年達709億美元,但2009年太陽能模組缺貨問題將獲得解決,當市場需求來到89.6億瓦,而供給已成長到95.7億瓦時,2010年結晶矽太陽能銷售額年增率將由正轉負,且供過於求問題將持續到2012年,屆時需求來到203億瓦、供給則達212億瓦。

2010年結晶矽太陽能將解除多晶矽料源缺乏問題,使供給快速提升至接近需求,但卻也馬上遇到其它薄膜技術成長,提升競爭激烈性,所以在供過於求情況產生時,無法因應環境變化的太陽能業者,恐將會退出市場,尤其沒有切入薄膜領域的結晶矽太陽能業者,影響更大。
太陽能業者對此表示,太陽光電市場變動是否會如同Lux Research所預期演進,其實有幾個重要觀察點,首先,西班牙市場將於2008年9月結束補貼,9月之後是否有其它市場可承接西班牙所創造強勁需求,若有即可容納快速成長的供給量,目前被看好的有歐洲其它國、亞洲中國大陸及南韓、印度等。
另外,新多晶矽料源是否如預期產出,其實新增供應商實際產出時間都比原先預估晚,而被視為影響其成長另一個重要因子,則來自於使用傳統西門子法的新供應商,能否因應副產品問題,例如大陸洛陽中硅日前引爆的副產品問題,而許多太陽能級料源,目前多數都不具可用性,供給端成長是否如Lux Research預期順利,有待進一步觀察。
儘管各類薄膜太陽能產品在結晶矽缺料這幾年快速崛起,並打著量產後成本優勢,但目前看來,仍有許多技術待突破,以加強量產及轉換效率,這個變數預估到2009年才會明顯顯現。目前台系上市櫃結晶矽太陽能業者中,包括太陽能電池廠茂迪、益通,矽晶圓廠綠能均已研發或跨入薄膜太陽能領域,其它業者包括電池廠昱晶,矽晶圓廠中美晶、合晶雖未正式公開投入薄膜,但市場預估其積極評估該領域發展機率大。

(黃女瑛/電子時報)

2008年3月11日 星期二

薄膜太陽能電池 今年量產

【大紀元4月25日訊】﹝自由時報記者洪友芳/專題報導﹞矽晶太陽能電池目前為市場主流,但多晶矽材料缺貨卻使業者面臨搶料之苦,以玻璃為基板而沒有缺料困擾的薄膜太陽能電池成為業界投資新寵,聯電(2303 )轉投資的聯相、大豐能源、鑫笙能源、威奈聯合紛紛進軍薄膜太陽能電池市場,今年起將陸續量產。
大豐能源科技去年9月由光華開發科技分割成立,1988年成立的光華開發科技為國內最早投入薄膜太陽能電池廠商。大豐能源科技目前資本額6.5億元,設在竹科竹南園區,法人股東包括金寶(2312 )、金華投資、億豐等。大豐已完成第一階段設備裝機,第二季正式量產出貨,年產能約15MW(百萬瓦 )。市場傳言大豐能源科技的薄膜太陽能電池技術是由美國Chronar公司引進。
聯電集團轉投資晶能,3月改名聯相光電(NexPower ),4月初宣布改投入薄膜太陽能電池市場,計畫今年以20億元引進日本真空(Ulvac )公司技術並設立一條年產能25MW的生產線,Ulvac將向聯電提供薄膜太陽能電池產品的設備和技術支援。
聯相薄膜太陽能電池新廠計畫在2008年第一季投產,初期年產能目標為12.5MW,預計三年內將持續擴產到100MW。
聯電榮譽副董事長宣明智表示,目前薄膜太陽能電池的轉換效率雖低於矽晶太陽能電池,但這代表技術還有發展空間,與矽晶太陽能電池比較,薄膜太陽能電池應用範圍將較廣。聯相並計劃開發結合微晶體及非晶矽的堆疊型太陽能電池。
鑫笙能源科技資本額六億元,主要法人為桔康投資,去年底鑫笙能源科技與美國薄膜式太陽能電池製造商EPV簽定合作協議,EPV公司將提供薄膜式太陽能電池生產技術、設備、產品認證協助等整廠製造技術移轉給鑫笙能源,雙方簽約的第一條生產線年產能5.5MW,預計今年底之前開始量產。
位於南科的威奈聯合科技成立2003年,資本額11億元,董事長是成大物理系畢業的黃文啟,該公司原以表面鍍膜起家,近年來有意進軍太陽能光電市場,去年與NanoPV簽約技術合作。擬利用濺鍍法成長原料成本較低的非晶矽,製作薄膜型太陽能電池。
陳麒麟︰三年內技術會有大突破
記者洪友芳/專訪
工研院薄膜太陽能電池計畫經理陳麒麟外號「鹿鹿(LuLu )」,正率領15名研發人力跟時間賽跑,投入薄膜太陽能電池製程開發,企圖建立擁有自主的本土化設備與技術。
陳麒麟是清大電機博士,讀書期間,因名字部首同為「鹿」,同學為了簡化筆劃,乾脆直接幫他取易寫易記的外號叫「鹿鹿」,這也成為他英文名「LuLu」的由來。
2000年拿到博士學位的陳麒麟,即進入工研院投入平面顯示器技術組,參與前瞻薄膜技術研發。2006年起,隨著工研院組織重整與研發技術亟思轉型,前瞻薄膜技術研發改併入新成立的太陽能電池中心,陳麒麟也以累積多年來的薄膜技術研發經驗,轉切入熱門的薄膜太陽能電池製程開發領域。
陳麒麟表示,在平面顯示器技術組參與前瞻薄膜技術累積五年的研發經驗,其實不乏到產業界一展身手的好機會,不管是收入或職位,可能都有不錯的發展。不過,為了使投入多年的技術研發在台灣生根,他跟夥伴們放棄到產業界發展的好機會,決定放手一搏,繼續留在工研院打拚,希望建立薄膜太陽能電池製程的自主設備與技術。
由陳麒麟領軍的薄膜太陽能電池研發團隊目前共有15人,去年底建置完成製程生產線實驗室,製程設備自行開發設計,委由國內廠商製造,目前相關製程已擁有五項專利,陳麒麟表示,預估到今年底可開發出製程元件,明年朝3.5代設備研發邁進。
國內多家業者相繼投入非晶矽的薄膜太陽能電池生產行列,但每家業者都採購國外的設備並取得技術移轉,購置美國一條產能20MW(百萬瓦 )生產線,價格至少新台幣18億元,購置日本25MW產能規模約需新台幣15億元,加上廠房建築,業者投資金額約需達20億元,陳麒麟有信心該團隊開發出來的技術、設備,投資金額可降到10億元以下。有平面顯示器技術開發落後產業界的前車之鑑,陳麒麟自稱目前薄膜太陽能電池製程開發團隊正與時間賽跑。他表示,薄膜太陽能電池以玻璃為基板材,不像多晶矽有矽晶圓缺料問題,且可獨立發電,應用在玩具等消費性市場將很大,但目前轉換效率約為多晶矽的一半,預期三年內將會有大突破。
益通:各有市場 短期矽晶圓佔優勢
記者陳永吉/專題報導
薄膜太陽能電池,真的魅力無窮嗎?益通〔3452〕總經理蔡進耀表示,薄膜跟矽晶圓太陽能電池各有優缺點,也各有彼此的市場,短期間不認為薄膜的成功就能消滅矽晶圓太陽能電池的市佔率!
蔡進耀指出,雖然目前薄膜電池的成本比較低,每瓦約為二到三美元,相較於矽晶圓電池的四到五美元為低;不過薄膜電池的轉換效率僅約矽晶圓的一半,如果要達到一樣的發電量,需要更大的土地面積,由此評估薄膜太陽能電池成本不見得較低。
法人指出,由於矽晶圓太陽能電池的製造原理和過程都和半導體相當接近,因此在半導體生產技術和設備都已經相當成熟,且人才眾多的情形下,矽晶圓太陽能電池具有轉換效率佳、設備成本低、量產速度快、良率又高的優勢,因此預期至少未來十餘年,矽晶圓太陽能電池仍然會是市場上的主流。
不過,也不能忽略薄膜太陽能電池的潛力,工研院表示,要將薄膜太陽能電池的轉換效率,五年後由目前的8%提高至12%,而且薄膜太陽能電池具有結構較薄、成本可降低的幅度較大等特性,讓薄膜太陽能電池的發展更具未來性。
由於薄膜太陽能電池結構簡單、體積較薄,方便用於玻璃帷幕、建築一體化上,而且其所使用的矽晶片量比矽原料太陽能電池少了將近100倍,未來降低成本的空間很大。目前矽晶片占太陽能電池成本比重約70%左右,如果薄膜太陽能電池的轉換率提升到和矽原料太陽能電池相當,則依照矽材料使用量來計算,可以節省七到八倍的成本,難怪吸引廠商爭相開發。
不破壞環境 重要新興能源
太陽能電池是將太陽能轉換成電能的裝置,需要陽光才能運作,太陽能電池與蓄電池串聯,將有陽光時所產生的電能先行儲存,以供無陽光時放電使用。使用中較沒有釋放二氧化碳等破壞生態環境問題,因而被視為21世紀重要新興能源。
太陽能電池分非晶矽、單晶及多晶三種,單晶及多晶又稱結晶矽太陽電池,矽晶圓材料佔電池成本約六成以上。目前結晶矽轉換效率約為15%上下,雖成本較高,卻是市場主流,其中多晶矽太陽能電池產量漸超越單晶矽的太陽能電池。
非晶矽是以電漿式化學氣相沈積法,在玻璃等基板上成長厚度約一微米左右的非晶矽薄膜,即為薄膜太陽能電池,相較之下,薄膜太陽能電池材料成本雖便宜多倍,但目前技術轉換效率僅結晶矽的一半,約7%左右,轉換效率技術還有待改善。(記者洪友芳 )

嘉晶磊晶薄膜太陽能電池案省思 太陽能不能只是夢 而必須落實產出

黃女瑛/電子時報
近期在市場炒得沸騰的嘉晶磊晶薄膜太陽能電池進度,在嘉晶公告因轉換效率僅達12%,量產仍不符合成本競爭後,揭開嘉晶發展太陽能事業的實際進程。向來低調的嘉晶因為早期被歸類為太陽能類股,造成太陽能產品未上市股價先轟動,而如今其薄膜太陽能電池發展進度不如預期,也代表不論結晶矽或新世代的太陽能產品,都隱含著技術突破時間表難以確定的風險。嘉晶磊晶薄膜太陽能電池在2008年1月10日向經濟部工業局報告成果前,各個平面媒體就已持續關注這個案子的進度,主要是在公布之前市場就傳出人員異動的風聲,且2007年嘉晶本業半導體磊晶呈現衰退的走勢,再加上營收中仍無太陽能產品的任何貢獻,加上外界對其太陽能產品的量產時間表又難以探知,適逢其磊晶薄膜太陽能的專案已接近到期,進而吸引各媒體競相挖掘真相。嘉晶的磊晶矽薄膜太陽能電池產品應該屬於改良型傳統結晶矽太陽能電池,因為它以純度較低的矽基板做為長晶的基礎,以磊晶薄膜的技術生產,一旦它的產品開發成功,不但可以解決現今多晶矽料源缺乏問題,還可以因為採用較低純度的矽基板而大幅降低成本,而且包括市面上積極在推廣的冶金級矽等都有了用武之地。所以,該產品有它的爆發力,只不過要成功做出轉換效率與一般太陽能電池般可以競爭的水準,想來也不是1、2年可以做得到的事,畢竟目前全球似乎仍未耳聞有成功案例,而市場的期待與嘉晶實際的運作似乎仍有一段落差,導致自1月10日公布以來,股價一路不振。想想目前到底有多少業者宣稱將投入太陽能行列,不論是要將傳統結晶矽做到世界級的高轉換效率,或者是投入各類薄膜或非傳統型的太陽能電池期望要做到產品商品化的境界,目前來看,這些產品目前都還沒有兌現,而且市場必須花相當的等待年限才可能看到產品商業化,到底這些夢何時該落實,想來許多投資人或投入者心中都該擺放一個時間表。而在這些新產品等待商品化或成功量產的期間裏,沒人可以保證,投入生產的廠商中,不會有摻雜「純綷做夢」者,尤其是跟其它國外投入同業的業者來說,不論是耕耘時間、投入技術的時間、甚至是資本的比例、現有產品的品質特性表現等,都難以相比,市場要知道的是除了口頭的宣言外,業者到底實際投入了多少?到底是怎麼規劃這個產業?其實許多市場分析師私底下透露,投資市場近期似乎有醒悟的味道,尤其是2008年即將要準備投入量產的非晶矽薄膜太陽能電池,從相關類股來看,其實在幾波大盤向下調整後,也漸回到其未宣布投入薄膜太陽能前的股價水位,分析師認為,這主要的原因來自於非晶矽薄膜太陽能電池和結晶矽太陽能不同,兌現的等待時間較長,回收時間較慢,不確定的風險相對也較高,可以看到表現的結晶矽類股都受大盤影響向下調整了,這些需更長期才實現的夢自然得做更徹底的調整。太陽能給的夢很美,尤其是2004年~2005年間讓茂迪、益通、大陸尚德及其它知名的國際大廠等一夕成名,進而成為各界競相投入的領域,又因為受限於多晶矽缺料的影響,所以投入薄膜、投入砷化鎵等等。只不過,不論是專業投資人或業餘投資人現在更能體會,探究經營者的葫蘆裏到底是賣什麼藥?到底何時可以落實夢想,更是重要。

2008年3月6日 星期四

LED的綠色奇蹟…
經濟日報╱詹惠珠 2008.03.06 04:06 am
LED潮流無法抵檔,從事LED產業的企業主,更對市場的發產信心滿滿,億光電子董事長葉寅夫表示,今年LED開始應用在筆記型電腦(NB)的背光源,LED在7吋面板的滲透率今年可以提升到62%,雖然今年在NB的滲透率約15%,但未來會快速提升,明年可倍增到33%,2011年則再倍增到71%,趨勢相當明顯。
LED照明潛力來自環保意識的提昇,西歐包括85個跨國企業加入共同對抗全球暖化現象行列,要求各國政府帶頭改善溫室氣體的排放,將帶動LED照明應用的增加;澳洲在2007 年2月20日宣布,2010年全面禁止銷售與禁用傳統的白熾燈泡;美國加州立法機構考慮在2012年全面禁面鎢絲燈泡;台灣則從明年1月起公務部門開始禁用白熾燈泡,2010年起陸續停用白熾燈泡,LED在商業照明已呈現倍數成長。
晶元光電董事長李秉傑指出,2007年中小尺寸對於LED需求開始起飛,今年看好路燈以及NB背光源,2009年液晶電視可能會大幅成長。LED在未來五年最大的應用領域將會是在LCD的背光源,LED照明也將進入成熟期,
如果以40吋的LCD TV去計算,只要2,500萬台使用LED,即使目前全世界可供使用的LED月產30億顆,再增加二至三倍都供應不足,換句話說,只要2,500萬台的三分之一使用LED ,全球的產能就要倍增。
LED的應用在LED將會是主流,而LED照明也會進入成熟的階段,LED走向照明必須克服二個因素,一是效率,必須從目前75流明/瓦,提升到150流明/瓦,而LED應用在照明上仍有成本太高的問題,必須從現在的50元下降到5元。
東貝光電董事長吳慶輝認為,各面板和電視大廠已努力降低LED和CCFL的價差,已有國際大廠以色序法(Color Sequence)的方式,拿掉彩色濾光片,可以使RGB的成本逼近白光LED,這項技術預估二年內可以成熟。LED背光源市場是一個新的市場,潛在的市場商機高達2,000億元,LED是否有本事拿到,關鍵就在成本下降的速度有多快。