1、薄晶片高效率电池整合结构，需开发高品质薄晶片，并将目前现有技术整合，包含选择性射极搭配表面钝化及点接触电极技术等，将晶片厚度减少至150微米，2014年开发完成技术，2015年量产化；非银电极太阳电池，也可整合于薄晶片高效率电池整合结构中，于2014年完成模组化技术，2015年商品化；n型晶片太阳电池结构，2013年年底完成基础技术开发，包含硼扩散及表面钝化技术等，并且于2014年6月完成量产技术开发；异质接面太阳电池结构，将结构调整至最佳化，于2014年底开发完成量产型技术并且于2015年底商品化；先期投入无切割损超薄晶片、电池等前瞻技术，以布局未来，建立下一代太阳电池的基础。 2. CIG
2、S薄膜太阳电池 铜铟镓硒型（简称CIGS）太阳电池为目前薄膜太阳电池光电转换效率最高者，CIGS太阳电池就制程而言可分为真空制程与非真空制程两大类，真空制程以共蒸镀制程与溅镀后硒化制程为主流，目前岛内产业已投入开发的量产制程以真空溅镀搭配后硒化制程，研究单位则在前瞻CIGS技术开发上针对非真空CIGS太阳电池技术进行研发。非真空制程可大概分为印刷涂布制程与电镀制程两大类为主，并搭配后硒化制程，相比较下非真空制程拥有低设备成本与高材料使用率等优点，是未来有可能达到低发电成本太阳电池技术，具市场竞争优势。 3. 染料敏化太阳电池 目前除持续将染料敏化太阳电池模组制程技术授权给有意愿厂商外，另积极开
3、发关键材料，如封装胶材及胶态电解质等，也逐渐将原有于玻璃基材上制程技术转移至软性基材（如高分子基材或金属箔基材等），也因应高分子基材不耐热缺点而开发出一系列低温制程技术，同时暂缓提升效率策略，朝效率与稳定性提升并进方式，期望能加速染料敏化太阳电池产业化时程，达到发电成本每峰瓦0.4美元以下。 4. 太阳光电模组 在太阳光电模组方面，有两大重点目标：（1） 降低生产成本；（2） 通过可靠性测试与模组寿命提升。为实现此目标，台湾企业正致力于高效率太阳光电模组封装技术开发以降低模组成本，模组寿命提升以降低太阳光电系统发电成本。目前封装材料已占模组成本30%，封装材料本地产化与高性能化为重要课题，封装
4、材料价格必须具有国际竞争力，以协助岛内模组产业降低成本，进入国际市场。封装材料使用寿命提升与材料性能提升，与模组寿命及发电功率息息相关，也是未来持续研究方向。 新型高效率电池开发为目前电池研究方向，如PERC（钝化发射极背面接触）、HIT、N-Type与背电极等技术研发，整合电池模组以及材料技术，提升模组效率，并通过IEC国际验证为目前发展方向，未来发展势必朝高效率模组前进，降低生产成本。台湾发展目标与策略为：以封装材料本地产化，形成上下游供应体系，降低成本维持优势。以高效率新结构太阳电池模组的开发，增进模组寿命与产品可靠度，提升品质，降低生产成本。 为应对未来太阳光电高电压系统降低成本的趋势
5、，对模组进行耐高电压及相关材料特性研究，朝30年保证寿命是未来趋势，针对此课题进行模组破坏机制研究，进行模组成品材料微结构分析，探讨寿命提升的技术改进。藉由广角宽容技术研究，模组工作温度降低研究，提升模组在系统发电量增加，增进太阳光电系统效益。 5. 太阳光电系统 为促进太阳光电系统设置普及化，台湾企业正在提升太阳光电系统品质认证及系统可靠度，通过系统发电量评估、系统测试与监测、性能分析及故障诊断研究，提高系统建置前及长时间运转的性能可靠度及稳定性。 产业技术发展指标与时程 近几年来由于太阳能电池的供需不平衡导致电池价格持续下滑，因此岛内主要生产厂商从原本由海外统包设备引进技术纷纷转向高效率制
6、程开发，期望能与其他厂商产生差异化技术。常见技术如选择性射极、N-type太阳电池及表面钝化等结构，许多公司已发表相关技术，并将上述技术整合开发高效率太阳能电池结构，但尚未导入真正量产。其主要原因是近来太阳电池价格骤跌，每单位发电量的价格下降，以致提升效率伴随所需投入的成本并不符合经济效益。故在岛内技术近期发展中，如何以较低成本、较简单的制程，来达到效率提升，为主要推动重点。 另外，各公司也利用台当局“业界科专计划”等资助开发更高效率太阳电池结构，如异质接面太阳电池及背电极太阳电池，但要应用到商品化仍需一段时间。因此，岛内企业正在积极整合彼此技术优点，搭配各学校及研究单位的成效积极投入，来强化
7、自有技术市场竞争力。 CIGS太阳电池除了能提供优秀光电转换效率外，还能提供低制造成本的优势，因此岛内有许多厂商积极投入市场。岛内CIGS太阳电池量产技术基本聚焦于真空溅镀技术，下一代非真空CIGS技术也在快速进展中，特别是美国投入相当大能量研发非真空制程以用于生产CIGS太阳电池，非真空CIGS太阳电池关键技术发展包括，次模组电极技术、次模组光吸收层技术、非真空CIGS次模组整线制程技术、CIGS硒化物奈米浆料技术等；CIGS太阳电池发展瓶颈，在于大面积量产技术尚未成熟，以及真空制程居高不下量产成本，因此研发目标开发以非真空制程、无镉缓冲层搭配可挠式不锈钢基板的CIGS太阳电池具全方位的市场
8、应用，且成本可低于真空制程30%以上，为下一代具市场优势的太阳电池技术。 非真空制程搭配无镉缓冲层与可挠式不锈钢基板，有着材料与制程和成本优势上的差异，虽然真空溅镀制程的效率较高，但设备昂贵，且材料使用率仅三成，成本不易下降，使用硫化镉为毒性物质，不易销往民生用途与环保法规严谨的国家，如欧盟与日本。硬式玻璃基板受限于形状无法变化，市场应用性低于可挠式基板。岛内目前已制备自主研发软性不锈钢镀钼基板，在吸收层CIGS上开发自制材料、CIGS薄膜卷对卷传输制程设备及自主涂布的系统；开发智慧自动化制造系统，以提升硒化氢高温炉硒化产能及质量。 在大面积缓冲层镀膜设备开发部分，由于岛内企业对大面积缓冲层镀
9、膜设备需求强烈，目前已完成37厘米47厘米大面积均匀厚度及穿透度的缓冲层镀膜设备，未来拟技转及协助岛内设备厂申请业界科专计划，开发量产尺寸（60厘米120厘米）设备，使研发成果落实。 染料敏化太阳电池特点为多彩、制程便宜以及可制作于软性基材，且因其在低光和漫射光下也有尚佳发电效率，所以相较于其他太阳电池技术更适合应用于室内环境。近两年来的技术发展方向以模组制程、关键材料开发与应用整合三方面同步进行。 模组制程开发除精进原有玻璃基材电池制作外，也发展软性染料敏化太阳电池模组，使太阳电池产品轻薄易携。而关键材料开发以封装胶材为主，以提升染料敏化太阳电池使用寿命为首，也可突破封装胶材由外国公司掌握困
10、境；并开发胶态电解质和新型态透明导电氧化物，以进一步提高使用寿命。而应用整合部分，以染料敏化太阳电池搭配无线感测器，利用染料敏化太阳电池在低光下可发电的特性，监控并记录室内温湿度变化；未来将搭配不同感测器（如气体浓度、紫外线、建物震动等），监控室内外环境变化和建物状况，期望可达到随处安装、无需维护的环境。 近几年来由于太阳光电模组价格持续下滑，因此岛内生产厂商最主要方向为降低生产成本，藉由模组效率提升与封装材料本地产化，来达到目的。模组主要成本结构为太阳电池与封装材料。岛内原本就有较深厚的材料工业基础，遂有许多厂商投入新材料开发。 新模组封装技术部分，随着新型电池技术开发如PERC、HIT、N
11、-Type与背电极等技术研发，整合电池模组以及材料技术，提升模组效率，并通国IEC国际验证为目前发展方向。为因应将来高电压系统以降低成本的趋势，模组进行耐高电压的研究，进行相关材料特性研究。模组朝30年保证寿命是未来的趋势，针对此课题进行模组破坏机制的研究，进行模组成品材料微结构分析，探讨寿命提升的技术改进。 材料自主化开发，从早期开发关键材料EVA、导电铜箔焊带开发，岛内关键封装材料近年发展技术又更加精进，EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）材料研发开发出符合模组电致衰减测试与耐黄变高使用寿命的材料，背板材料降低生产成本开发，并致力于高反射与降低模组工作温度的功能性研究。 在模组设备开发，近年来
12、已发展成整线自动化封装设备，包括焊接机、大型封装压合机、组框机、EL检测设备与输送线等，再搭配海外知名模拟器，形成整线自动化封装设备内外销。以因应未来市场的需求，多层式模组封装压合机的开发，也有丰硕成果。 模组验证测试能量，岛内目前已有多家IEC *、IEC *验证测试实验室，可进行的模组测试项目已包括IEC *、IEC *品质测试及IEC *、UL 1703的安全测试、防火测试等，有效缩短岛内厂商新产品验证时间，增加岛内厂商打入欧、美、日市场的竞争力。 近年来测试重点为模组厂商引进使用新开发本地产材料，如EVA、导电铜箔焊带与背板等材料验证测试。同时发展新测试能力，岛内企业根据国际目前测试草
13、案，对太阳光电系统衍生模组问题进行产品验证，其他如盐雾试验与氨气试验目前也在进行相关验证，以增加岛内厂商进入欧、美、日市场的竞争力。 太阳光电系统技术重点 随着台当局积极推动阳光屋顶百万座政策，以及太阳光电系统普及与健全设置环境构建的形成，岛内太阳光电系统设置量不断快速增长，提升系统品质效能及安全性、可靠度相当必要，并且在金融贷款机制需求与要求下，系统检、监测与诊断评估技术更是不可或缺。因此，如何构建一套可用率高的监测系统，配合现场检测技术与故障诊断、损失因子分析、老劣化评估等技术成为重要的研究与发展重点。运用这些检测、诊断与评估技术可强化系统的运维安全与可靠度，并增加系统性能与效益。另一方面
14、，强化系统多元化、多功能性的应用，以及BIPV（太阳光电与建筑结合应用）与建筑节能减碳整合的研究发展也是欧、美、日等国家的应用发展趋势。各技术重点说明如下： 1.光伏发电系统营运管理平台 光伏发电系统营运管理平台技术近期发展重点在于除了发电量监测、系统性能评估、系统异常示警、即时故障诊断、管理与异常事件报告等功能外，更进一步纳入光伏发电系统维修保养服务，例如：维保品质评估建议、预防性光伏发电系统保养提醒、指派维修时程规划、系统元件寿命及可靠度管控、同时可根据顾客历史服务历程纪录，提供有关顾客系统设计规划建议书。 2.光伏发电故障诊断及损失因子分析技术 进行光伏发电故障诊断及损失因子分析技术开发
15、，并整合系统营运管理技术，发展具高阶诊断能力的光伏发电系统维运管理平台，早期发现及快速解决系统故障或异常，降低发电损失。 3.多媒体监测系统 目前朝向整合使用者自定多媒体内容与太阳光电监测资讯于LED电视墙或电视荧幕等；配合使用者自行加入形象影片/画面、广告插播等内容，为太阳光电监测系统呈现内容增值及弹性设定的功能。同时可提供使用者现场或远程查询系统运转状态，快速掌握光伏发电系统运转资讯，提升光伏发电系统发电性能与可靠度，并减少人员出勤，降低运维成本。 4.太阳光电与建筑结合应用（简称BIPV）技术 BIPV磁砖模组产品开发为利用多晶硅彩色太阳电池与磁砖一体封装，成为BIPV磁砖建材模组，配合
16、磁砖干挂工法，将太阳光电磁砖模组装置于既有建材外部，除当作外饰建材及发电设备外，可配合设计达到隔热、排热的建筑节能功效，不但具有磁砖的功用，更可实质提供电力供应建筑内部需求使用，同时达到隔热的功能，发挥BIPV应用的多功能附加值。在BIPV的规划设计方面，导入BIM建筑3D资讯管理模型构建技术，应用于BIPV整合低能耗建筑的规划、设计、建置及维护等过程的建置程序，强化BIPV低能耗（节能）建筑的设计、施工、构建、变更与维护管理能力。 5.太阳光电及热能复合模组/系统（简称PVT） 为推动太阳光电系统多元化应用，开发太阳光电及热能复合模组及示范应用系统，并利用TRNSYS软件构建系统暂态模拟分析
17、工具，寻求最佳化的光伏发电T模组构造方式及系统设置方式。 6.光伏发电整合储能应用 首先推动光伏发电整合储能的家用直流负载电网技术开发，并解决关键突破要素，进而配合电网级储能技术进行应用研发，主要包含水力发电、压缩空气储能、蓄电池的部分则包含钠硫电池、氧化还原电池、铅酸电池、锂电池、地热、飞轮等技术。 重点科技成果 1. 硅材技术发展 以往台湾依赖海外进口多晶硅原料，如今企业引进多晶硅原料生产设备，并开始供应多晶硅原料给岛内硅晶生产公司所使用，改善了过去单纯依赖海外进口的缺点，对于平稳岛内硅原料价格产生相当助益。截至2013年底为止，硅原料不再出现2008年供需不平衡状态。对于硅晶生长与晶片生
18、产技术，近年来单晶硅与多晶硅的市占比率仍然接近，岛内单晶硅生产技术与海外不相上下，而多晶硅生产技术近年已经领先海外，开发高规格多晶硅具有更良好晶片品质，其晶片的缺陷较传统多晶片来得低，其太阳能电池具有更高能量转换效率。晶片未来发展目前朝低成本的薄晶片生产技术，晶片厚度将由目前主流180微米朝向降低到150微米，未来还可能进一步降低厚度。 2. 结晶硅太阳电池技术发展 目前产品化硅晶太阳电池结构大多为传统制程，为非常成熟商品，但目前面临更高效率提升需求，因此，各种新技术都被导入到传统硅晶太阳电池结构中，希望能大幅提升太阳能电池转换效率。目前许多岛内大厂已经将高阻值射极导入量产化，平均效率可达到1
19、9.3%以上，结合表面钝化结构，效率更可达到20%。其他技术方面，如电镀电极技术、背电极结构技术、异质接面结构技术等，均已具备基本技术能量，但尚未达到真正量产化，未来发展方向为整合目前的高效率技术，寻找效益最大的高效率低成本解决方案。 在新型太阳电池开发方面，目前金属贯穿电极太阳电池，多晶太阳电池效率已达18.5%。氧化铝表面钝化技术，用于前硼射极N型硅太阳电池上，平均效率也达20%以上。 3.CIGS薄膜太阳电池技术发展 目前岛内CIGS薄膜太阳能电池厂商，大多处于新购设备整装及试量产阶段，厂商以购买设备引进技术方式进行量产，后续高效率技术尚无着落，势必再花钱买技术。为了解决此一技术瓶颈推动
20、未来岛内CIGS产业发展，必须投入真空高效率（20%）及非真空可印刷式软性CIGS薄膜太阳电池技术开发。 岛内业界已生产全世界最大尺寸110厘米140厘米CIGS薄膜太阳能模组，并通过TUV测试认证的合格厂商，电池模组效率可达11%。 4. 染料敏化太阳电池技术发展 染料敏化太阳电池特点为多彩和低光发电，可提供美观并具环境能源采集功能。染料敏化太阳电池技术为少有的从材料、设备、制程和应用，皆可于岛内现有产业中完成技术，且经由近几年来技术研发，业界对于染料敏化太阳电池技术来源和产品稳定性忧虑已可渐渐解除。显见染料敏化太阳电池已由原本仅有材料和设备商愿意投入额外资源研发，已渐渐有企业开始尝试电池制
21、造，且应用方向也渐渐开始萌芽。 5. 太阳光电模组技术发展 岛内自1995年投入太阳光电模组技术开发以来，积极建立各种产品开发与制程技术，已在岛内建立良好基础，目前在标准型太阳光电模组与双层玻璃透光型模组生产设备都朝自动化量产设备。因岛内市场规模较小，仍以欧美日国际市场外销为主，但近年来增长迅速，同时搭配岛内材料自主化开发，更有助于企业快速发展，增长力道十分可期。 模组以发电系统使用导向，市场上仍以一般型模组及双面玻璃型模组两款发电基本商品，无太多实际变化，加上模组厂商毛利低、成本压力大，户外使用产品尚需有25年产品保证寿命，以及25年发电量承诺等压力。 岛内太阳光电模组产业发展方面，岛内总产
22、能约1700兆瓦，厂商约20余家，年产量可望超过500兆瓦，模组产品以一般型太阳光电模组为主，少部分几个系统案为双层玻璃透光型模组。近年来岛内安装量增加，2013年高达175兆瓦对岛内模组厂产销有很大贡献。出口方面由过去欧洲更进一步开扩美国与日本市场。目前封装材料本地生产化方面以铜箔焊线最为成功，铜箔焊线本地产占有率80%以上，其它如背板材料、EVA、接线盒等也在逐渐增加。 6. 太阳光电系统技术发展 早期系统技术研究偏重在示范设置、回报发电量资料搜集、故障原因调查与发电量远端监测技术等研究，通过研究计划进行独立型系统与并联型系统的现地运转发电效果实证研究，其成果作为推广设置的示范参考。近年来
23、，台当局大力支持太阳光电系统研究计划，在系统技术应用创新方面进展快速并具有优异表现，系统技术成果包括： 目前岛内已有几家企业发展光伏发电系统营运管理平台，但功能有多有少，各不相同，目的都是希望即时掌握系统运转状况、发电量与性能情形，快速解决系统故障或异常状态，降低发电损失。主要功能包含：发电量监测、系统性能评估、系统异常示警、即时故障诊断、场域资讯即时分析、管理与异常事件报告、成本估算、分析报表与运维优化等。 2011年完成两种光伏发电故障诊断法Earth Capacitance Measurement （ECM）与Time-Domain Reflectometry （TDR）的建立，并以2千
24、瓦现地光伏发电系统进行验证。ECM法检测10片模组断点位置试验，最大误差3.2% （1片模组距离以内）。TDR检测法可检测串列断点，也可分析出劣化模组位置，未来可发展成光伏发电组列检测工具或结合光伏发电系统维运管理平台，进行线上故障检测。2012年完成系统发电量损失因子分析技术整合运维管理平台功能，可提供即时系统发电异常原因分析。 通过光伏发电多媒体监测系统可同时显示监测资讯于LED及电视屏幕上，具备现场或远端查询光伏发电发电量功能，提供企业随时掌控管理多处光伏发电案场运转情形，并可及时发现异常情形而进行改善，达到降低运维成本与提升系统运转品质目的。 BIPV/GM磁砖模组开发，其产品通过耐久
25、性测试及抗风压测试，并建立1千峰瓦BIPV/GM的示范应用案例，作为设置施工与应用展示用。以BIM技术进行隔热、通风与散热能耗模拟及材料选用设计，并针对空调、插座等负载进行用电控制，实现全年100%以上光伏发电自主电力的BIPV能源建筑示范应用与展示。 2012年完成一套太阳光电及热水复合应用系统，本系统选择多晶硅光伏发电模组与金属管板整合光电及热水复合模组，电力设置容量为1.44千峰瓦。通过热回收机制提供500L热水供餐厅厨房使用，光电热回收可提高单位面积下太阳能使用率，且提供有限面积下太阳光电及热水共生应用。另一方面，集热过程中可降低太阳光电模组温度，间接提高模组使用寿命。未来将朝建立模组性能测试规范、模组安全及可靠度验证、工业制程预热及室内温水游泳池等应用示范方面，提高光电及热水复合模组及系统应用。 岛内目前主要将开发高安全/长寿命大型动力锂电池与智慧型储电元件与系统，高安全动力锂电池技术主要包括安全电极及电解液技术、高能量长寿命锂电池材料、高能量动力锂电池及模组平台技术，通过此技术可提升电池的使用年限及提升电池的安全性。
