太陽能價格已到最低點?研究:電池「瘦身」後成本可再降

發佈日期: 2020 年 01 月 31 日 15:45 | 作者: | 分類: 產業資訊

得益於技術愈來愈成熟、裝置量大幅攀升,近年來太陽能價格正不斷下滑,發電成本已經開始可以跟傳統火力發電一較高下,不過太陽能電池的價格已降至最低點了嗎?最近美國麻省理工與美國國家再生能源實驗室(NREL)發現,若太陽能電池能再「瘦」一點,成本還會持續降低。

過去幾年來,太陽能價格可以用暴跌來形容,為近年來成本降幅最大的再生能源技術,根據彭博能源財經(BNEF)資料,1977 年到 2015 年間,太陽能電池發電成本已從每瓦 76 美元最高點降至 0.3 美元,近年更因為裝置量攀升而持續下滑,過去高不可攀的太陽能技術,現在已親民許多了。

BNEF 2019 年能源展望更指出,到 2050 年時,世界一半電力將來自風力與太陽能,這都是因為每度電均化成本(LCOE)快速下降。不過技術成本降幅的空間永遠有限,要再降低成本的難度愈來愈高,除非要開發另一種太陽能技術。

目前太陽能主流技術為矽晶電池,是由矽料、矽晶圓、電池片、模組等廠商串起的龐大產業鏈,其中結晶矽為關鍵原料,矽晶圓廠熔融結晶矽後,可製成單晶矽晶棒或是多晶矽晶碇,切片後成為矽晶圓,再由中游的電池廠商將矽晶圓進行處理,成為太陽能電池,最後在經過模組廠串接電池並封裝於模組板中。

目前太陽能矽晶圓厚度約為 160 微米,但麻省理工與 NREL 科學家指出,如今矽晶太陽能正以 30% 速度持續成長中,技術也日新月異,透過製程改進,若將矽晶圓「瘦身」至 100 微米、甚至是 40 微米,有望將矽使用量降低四分之三,這樣一來太陽能成本還會更便宜。

過去雖然也有廠商想要挑戰更薄的矽晶圓,但因為太薄的電池存有脆又易碎、效率低的問題,因此最後不了了之,但研究人員表示,現在的設備技術以及新的太陽能結構研究有辦法跨越這些挑戰。

科學家研究包含鈍化發射極觸點(PERC)等在內的四種不同太陽能結構,發現若將矽晶圓厚度縮減至 40 微米並用新工藝製造電池,幾乎不影響性能。麻省理工博士後 Zhe Liu 表示,在矽晶圓厚度研究中,我們發現在某一範圍內,太陽能效率不會變,因此成本就有下降的空間。

雖然對於廠商來說,研發新的厚度、更換設備這些事情無疑是耗時又昂貴的過程,但新技術不僅有機會降低成本,也能讓產業繼續向前走。Liu 表示,透過目前的技術,厚度應可降至 100 微米,且新型的裂紋檢測等也有助於縮小矽晶圓的厚度。

科學家認為,未來若成功研發矽晶體生長技術,就不需要再切割矽晶棒或是矽晶碇,也有助於太陽能電池瘦身,厚度甚至有機會降至 15 微米。

針對這項研究,亞利桑那州立大學助理研究科學家 Andre Augusto 表示,製造太陽能成本支出最多的部分為矽料和矽晶圓,因此在產業快速擴張的情形下,薄矽片不僅可以解決矽晶源供應問題,製造出更多的太陽能電池,且薄電池更耐熱,也有其他的優勢。

(首圖來源:ESA_events via Flick CC BY-SA 2.0)

announcements 線上投稿     mail 列印
Share