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各類薄膜太陽能发电電池適用的應用市場

中国太阳网 http://tyn.cc
20
Nov
2018

  “氢能的广泛应用将促进我国能源转型升级。”中国氢能联盟专家委员会主任余卓平在发布《报告》核心观点时说,目前我国能源体系存在不安全、不平衡、不可持续等突出问题。

  薄膜太陽能電池在應用範圍上比起矽晶圓式技術更為廣泛,進一步而言,各類薄膜技術依其特性(如製造成本低、可撓性、多彩性等)而適用的各類應用市場如表一所示。「最佳應用」指的是該項技術最適用的應用市場,「次佳應用」指的是次佳的、深具潛力的應用的市場,「待強化應用」指的是該項技術目前並非有效的適用應用市場,可待未來技術進一步強化後強化開發應用。

  就矽薄膜技術(a-Si)來看,目前已廣泛應用在許多商業用併網型用途,如United Solar在2004年使用其可撓式a-Si模組替在加州的可口可樂工廠屋頂安裝325kW的太陽能系統,而a-Si模組也因對環境耐受度佳、製作成本低廉、可客製化製作大小而被廣泛應用在離網型應用用途,如前文曾提及印度許多太陽能抽水與許多離網鄉村居住型太陽能居家系統(SHS)多是使用a-Si模組。此外a-Si模組可製成可撓式、可透光式,適合應用在建材一體BIPV應用,除了切入商業用併網型的商用BIPV,居住用併網型的住宅用BIPV也是潛力市場;而目前a-Si模組的製造成本約為$2.34/Wp甚或更低,低於矽晶圓模組(約$2.77-2.96/Wp),也很有潛力應用在就不受鋪設面積限制的併網型大型設施應用市場上。而雖然a-Si首先是應用於特殊應用之計算機等消費電子性產品,但其存在光衰退等問題,使得其未來在特殊應用市場的長期發展不若其他可撓性多彩性功能更強的如CI(G)S、有機染料類技術的潛力。

  而就碲化鎘(CdTe)技術而言,性能穩定可大規模製造,目前製造成本已可低至$1.28/W,是所有太陽能電池中製造成本最低者,需要大量模組來大型鋪設的併網型大型太陽能設施計畫如發電廠等便很適合使用低價的CdTe模組;此外規模較大的商業用併網型應用也是CdTe可發揮優勢的潛力市場。然而因為CdTe是使用玻璃基板,缺乏可撓式,使得CdTe在其他類應用市場較不易發揮優勢。

  另就銅銦鎵硒(CI(G)S)技術來看,模組效率已可達10%以上,例如日本的Showa Shell Sekiyu在2007年已能製造效率達13%的商業化模組,CI(G)S薄膜模組是目前所有薄膜技術中效率最高、可以跟矽晶圓技術媲美者,因此是所有薄膜技術中最適合切入居住用併網型應用市場;而CI(G)S模組可製成可撓式,也可在塑膠基板上製作,比起在不鏽鋼基板製作的模組可撓性能夠更強,此外CI(G)S模組穩定性良好不存在光衰退問題,因此在特殊應用領域也可發揮優勢,其次在BIPV(居住用、商用)也是很好的應用利基市場;而CI(G)S模組使用壽命強、質量輕、抗輻射強度佳,亦適用於太空用途等離網型應用。然CI(G)S模組的製造成本尚不若已有長期發展、量產經驗的a-Si、CdTe技術,因此在併網型大型設施的應用上較不易發揮優勢。

  而就有機染料類技術而言,目前是所有薄膜技術中商業化腳步最慢者,但其可製成可撓性能在彎曲表面應用、具彈性與多彩性適合與其他產品結合、具可透視性可應用於玻璃帷幕,而其色調與透明度均可依設計需求作調整來作客製化設計等特性,最適合應用在對電池模組壽命要求不高、需要多元化創新應用的特殊應用領域上,其次併網型商用、居住用之BIPV也是潛力利基市場;然而有機染料類技術的穩定性尚待改進,在戶外長期使用有性能劣化、使用壽命短的問題待克服,因此對於應用在併網型大型設施、離網性應用等方面並不盡理想。

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