PIDA光電大未來:高效太陽能產品發展迅速,分散式系統後勢看好

發佈日期: 2015 年 01 月 27 日 18:31 | 作者: | 分類: 展場直擊

「高效產品」以及「分散式系統」是目前太陽能界最重要的兩大趨勢。在分散式系統逐漸成為主流的趨勢下,發電成本較低、發電量更高的高效產品愈受矚目。目前,PERC製程是廣被接受且已商業化的高效電池技術之一,N-Type電池以及鈣鈦礦電池也是潛力選項。台灣光電協進會(PIDA)在2015年光電大未來系列研討會中,特別安排了PV市場主題,討論全球太陽能市場的趨勢、高效產品與家用系統的配備。

由昱晶能源研發副總黃桂武主持的「PV市場」研討會共有四個講題。PIDA的產業分析師林建翰首先從全球太陽能市場現況切入,指出中國、日本與美國仍將是主要市場,而歐洲的安裝量預期將持續降低。值得關注的是,中國、美國對分散式太陽能系統的明確需求將帶動市場發展,且將進一步增加微型逆變器(micro inverter)與儲能系統的需求。對太陽能廠商而言,適用小型分散式系統的高效電池、模組等發電產品,以及用來搭配的逆變器等,都很值得關注、開拓。

高效電池的潛力選項

在研討會上,英穩達公司研發處資深處長簡榮吾深入淺出地說明PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)高效電池技術的意義、特色以及限制。PERC的核心思維是透過射極鈍化與背電池技術改善電池背面的結構來提升發電效率,英穩達預計今年自家的PERC電池的效率就能提高到20.4%。由於導入PERC的資金門檻相比N型新技術較低,成效又顯著,因此從2013年起,PERC成為台灣電池廠爭相導入的主流新技術。

雖然PERC有其優勢,卻也有致命的光衰(Light Induced Degradation,LID)效應問題。照射日光後的P型PERC電池效率會發生顯著衰退,且額定效率越高者,衰退幅度越大。設備商新推出的特殊燒結爐是LID的解決方法之一,實際效果仍待電池廠商驗證。除了PERC之外,N型電池、提升單晶矽晶圓面積(large size mono wafer)、增加電池柵線(bus-bar)等方法也是其他提升電池最終輸出瓦數的選項。而英穩達投入研究的N型雙面電池已有21.6%的發電效率,預計今年還會進一步提升。此外,HIT+IBC的背電極技術雖研發成本高昂,但因能將轉換效率提升到25%以上,也有Sharp等廠商投入發展。

除了業界人士外,成功大學光電科學與工程學系系主任郭宗枋教授代表學界發表一種備受關注的高效電池選項——鈣鈦礦電池(Perovskite Cell)。「鈣鈦礦」指一種有機物與無機物交疊、具半導體特性的特殊化學結構。鈣鈦礦材料吸光性優、傳輸性佳,自2009年起就成為學界的熱門主題,發展十分快速,最高轉換效率已接近20%,且還在快速進步當中。

然而,鈣鈦礦電池需透過精確的溫控才可能生產夠平整、輕薄的模板(film);此外,鈣鈦礦電池含鉛、結構穩定性目前仍不如矽晶電池等缺點仍有待解決。郭宗枋教授指出,P型鈣鈦礦電池的效率約為7~9%,已具商業化的潛能;未來若能嘗試把有機結構改以無機化合物替代,並且決含鉛問題,或許能增強穩定性,加速商業化。

太陽光電入家戶

高效產品最大的意義是降低每瓦發電成本以達到更佳獲利。若發電成本能壓低到市電同價,則太陽能將真正成為具競爭力的能源選項,並有更寬廣的成長空間。

經過多年發展,太陽能市場已逐步從大型電站進入商用、家用等小型分散式系統,適用的逆變器也應運而生。PV市場研討會請到原創能源公司的專案經理張緗緹分享該公司的家用微型逆變器產品。與組串式逆變器不同,這些以「家電」為設計思維的微型逆變器可安裝在個別模組上,施工難度低、較不受遮蔭影響、每瓦安裝成本較便宜,且回收年限更短,適合居家使用者。該公司的成套產品可搭配監控系統,形成智慧住宅能源方案,亦可進一步搭配儲能系統,達到能源的有效利用。

據SEIA研究,美國家用系統安裝量將於2014年正式超越商用型系統;中國從2014年起大幅提升分散式系統的安裝目標,並接連推出相關政策利多,也證實全球太陽能市場將逐漸走入分散式系統的新時代。高效產品推陳出新,將成為這波變化中的產業競爭關鍵之一。

(照片提供:PIDA

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