薄膜太陽能電池 陳元昭 崑山科技大學 光電碩一 指導教授:蔡夢華
內容摘要 薄膜太陽能電池發展背景、技術發展、發電原理…2,3,4 薄膜太陽能電池的種類…5,6 矽薄膜太陽能電池與化合物薄膜太陽能電池之差異…8,9 薄膜太陽能電池之缺點…10,11 薄膜太陽能電池產量成長概況…12 台灣 CIGS 太陽能電池概況…13,14,15,16,17 結論及參考資料…18,19 1
受到地球暖化衍生的環保問題，以及化石燃料（石油、煤炭及天然氣等）資源有限的危機所影響，利用太陽能發電成為近年來倍受各界矚目的焦點之一。 薄膜太陽能電池發展背景 受到地球暖化衍生的環保問題，以及化石燃料（石油、煤炭及天然氣等）資源有限的危機所影響，利用太陽能發電成為近年來倍受各界矚目的焦點之一。 2
第三代 染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell，DSSC) 太陽能電池技術發展 第一代 結晶矽 （Wafer base） 第二代 薄膜 （Thin Film base ） 第三代 染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell，DSSC) 3
圖片來源:中華太陽能聯誼會 4
薄膜太陽能電池的種類 矽薄膜太陽能電池 非晶矽太陽能電池 微晶矽太陽能電池 低溫多晶矽太陽能電池 5
薄膜太陽能電池的種類 化合物薄膜太陽能電池 銅銦鎵硒太陽能電池 CIGS 碲化鎘太陽能電池 CdTe 6
1 7 資料來源:Global Solar
資料來源：工研院太電中心 資料來源：United Solar 7.5
矽薄膜與化合物半導體薄膜之差異 資料來源：資策會MIC，2009年1月 主要材料 矽 光吸收層厚度 0.2~0.5μm 光吸收能力 吸光範圍為1.1~1.7eV 發電穩定性 穩定較差，有光衰竭現象 商用轉換效率 5~8% 成膜技術 1. 化學氣相沉積(CVD) 2. 濺鍍(sputtering) 8
矽薄膜與化合物薄膜之差異 資料來源：資策會MIC，2009年1月 CIGS CdTe 主要材料 銅、銦、鎵、硒化合物 碲、鎘化合物 光吸收層厚度 <1μm 1μm 光吸收能力 吸光範圍為1.02~1.68eV 吸光範圍為1.45eV 發電穩定性 穩定性高，且無光衰竭現象 商用轉換效率 10~12% 8.5~10.5% 成膜技術 濺鍍(sputtering) 蒸鍍(Evaporating) 9
薄膜太陽能電池之優點 非具有雄厚資金能力者無法進入，市場競爭者較少 矽用料少或是不用矽原料，不受非晶矽價格影響 製程數少，製程管理相對容易 轉換效率提升空間大，新技術研發活動頻繁 可用透明、可撓曲的基板及客製化大面積生產，應用範圍廣 10
薄膜太陽能電池之缺點 投資成本昂貴，是矽晶電池模組的5~10倍 硒、銦、碲等為稀有金屬，無法支應全面性量產所需 轉換效率較低，所需裝置面積大 大面積產品之良率及穩定性控制不易 市場對碲/鎘有毒物質回收處理的可能要求 11
薄膜太陽能電池產量成長概況 資料來源：Photon International 工研院 IEK 12
台灣 CIGS 太陽能電池概況 2010年4月6日台灣 CIGS 產業聯盟正式成立，成員包含台積電、友達、均豪、光洋、旺能、正峰新能源..等數十家上中下游廠商，涵蓋整個產業從材料端、製程端、設備端及系統端。 13
14
15 圖片來源 :GlobalSolar
16 圖片來源 :工研院材料所
17 圖片來源 :工研院材料所
結論 薄膜太陽能電池未來的明星CIGS CdTe發展困難 18
參考資料 黃建福 ,中央大學,表面次微米結構增加矽薄膜太陽能電池的光捕捉率 GlobalSolar United Solar Ablerex 資策會MIC 工研院IEK 中華太陽能聯誼會 19