指導老師：李文瑞 老師 組別：第二十六組 組員： 4960L064 黃柏雄 4960L069 陳怡靜

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1 指導老師：李文瑞 老師 組別：第二十六組 組員： 4960L064 黃柏雄 4960L069 陳怡靜
矽薄膜太陽能電池 指導老師：李文瑞 老師 組別：第二十六組 組員： 4960L064 黃柏雄 4960L069 陳怡靜

2 目錄 前言 薄膜太陽能電池發展背景 矽薄膜太陽能電池簡介 矽薄膜太陽能電池結構與製程 薄膜太陽能電池發電原理 薄膜太陽能電池之產品特性
薄膜太陽能電池之優缺點 相關報導 結論 參考文獻

3 前言 太陽能光電發電系統(Photovoltaic Power Generating System，簡稱PV系統) 依其系統的構成或負載的方式分類，大致上可分為併聯型與獨立型二大類，然後再依其負載的形態(直流或交流)、或有無蓄電池的配置等再細分。而薄膜太陽能電池則是獨立型系統的一種。

4 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。 太陽能發電的技術，依製程區分主要分為結晶矽（Wafer base）及薄膜（Ｔhin Film base）太陽能電池兩大類。其中因矽具有無毒性、氧化物穩定等優點，加上產業界已有成熟穩定的工業處理技術來處理矽材料，因此，矽晶太陽能電池為目前市場應用主流，占全球市場約達九成。

5 矽薄膜太陽能電池簡介 太陽能電池是將太陽能轉換成電能的裝置，需有陽光才能運作，太陽能電池與蓄電池串聯，將有陽光時所產生的電能先行儲存，以供無陽光時放電使用。 矽薄膜太陽能電池可分為： 非晶矽太陽能電池（Amorphous Silicon；a-Si） 微晶矽太陽能電池（Macro Crystalline Silicon；μc-Si） 低溫多晶矽太陽能電池（Low Temperature Poly Silicon；Poly-Si）

6 矽薄膜太陽能電池結構與製程 製程 目前矽薄膜太陽能電池多採用Superstrate結構，但可撓性的薄膜太陽能電池則多以Substrate為主。

7 結構 由於非晶矽具有較佳的光吸收能力，因此僅需較薄的吸收層，轉換效率約 6~7%，另外矽薄膜由於其結構的影響而有光劣化的問題，在使用後的短時間內效率會衰退 15~35%。

8 薄膜太陽能電池發電原理 薄膜太陽能電池，是以pn半導體接面作為光吸收及能量轉換的主體結構。

9 薄膜太陽能電池之產品特性 製造方面 原料方面 產品應用方面 研發方面 可使用多樣、低成本基板 省材節能 高建廠成本 原料供應充足
易與載體做造型整合 低溫發電能力佳 需較大安裝空間 原料方面 可使用多樣、低成本基板 原料供應充足 研發方面 以多層接合技術研發提升轉換效率

10 薄膜太陽能電池之優缺點 優點： 1.非具有雄厚資金能力者無法進入，市場競爭者較少 2.產業垂直整合性高，仍有較高毛利
3.矽用料少或是不用矽原料，不受非晶矽價格影響 4.製程數少，製程管理相對容易 5.轉換效率提升空間大，新技術研發活動頻繁 6.可用透明、可撓曲的基板及客製化大面積生產，應用範圍廣

11 缺點： 1.投資成本昂貴，是矽晶電池模組的5~10倍 2.矽晶電池模組價格回穩，減少市場對薄膜電池的使用誘因
3.硒、銦、碲等為稀有金屬，無法支應全面性量產所需 4.設備及技術尚未形成標準，安裝到試車所需時間長，過程中調校程序複雜 5.轉換效率較低，所需裝置面積大 6.大面積產品之良率及穩定性控制不易 7.市場對碲/鎘有毒物質回收處理的可能要求

12 相關報導 2010-09-29 08:27時報資訊【時報記者何美如台北報導】
1.《科技》矽薄膜太陽電池關鍵技術突圍，經濟部推國內產業自主技術 :27時報資訊【時報記者何美如台北報導】 經濟部推動「綠色能源產業旭升方案」，太陽光電為重點發展項目，在激烈的國際 競爭之中，將以關鍵技術突圍的策略，提升國內太陽光電產業的競爭力。能源局表示，為扶植國內矽薄膜太陽電池發展，擺脫國外設備整廠輸出(Turnkey solution)的限制，委託工研院進行「矽薄膜太陽電池及設備開發」的研發工作成效顯著，目前進行堆疊型矽薄膜太陽電池的研發，整合國內業者共同開發 首座國產化大面積(55x70公分)枚葉式高頻電漿輔助化學氣相沉積鍍膜設備，並提供知識服務與技術輔導相關廠商如精耀、聯相及八陽等太陽光電廠商，持續 進行製程改善、效率提升、設備驗證等重要工作，推動國內產業發展自主技術。 今(99)年9月西班牙瓦倫西亞舉辦的歐洲太陽能會議(25th EUPVSEC)，為全球太陽光電技術領域重量級的盛會，工研院矽薄膜太陽電池研發團隊以「非晶矽/微晶矽堆疊型薄膜太陽電池之n型反射層」為題，於國際 舞台發表論文，本技術研發成果在於以單一鍍膜製程即可完成矽薄膜電池元件之主要結構，大幅減少元件製程時間與材料成本，不需建置額外的高價鍍膜設備，同時 減少非晶矽電池的厚度，有效降低光劣化的發生，此項自有關鍵專利正在測試驗證中，預期將能實際運用於大面積模組製作。 歐美日等太陽電池廠商已針對薄膜技術進行產品結構與生產機台之專利布局，高效率、低成本係其發展的最終目標，顯示未來10年仍是薄膜太陽電池研發與製造的 戰國時代。能源局表示，國內研發單位與設備、產品製造廠商必須加快腳步，進行關鍵專利之技術開發，以提升國際競爭力，能源局將持續扶持國內太陽光電產業技 術之研發，協助國內廠商建立自有技術與品牌，建構完整之產業鏈。

13 2. 矽薄膜太陽電池投入者眾工業局續推動設備自主化策略
2008/06/24【台北訊】 由於多晶矽（poly-Si）原料持續缺貨，使得矽晶圓供不應求，造成全球矽晶太陽電池廠搶料大戰。 矽薄膜太陽電池不受多晶矽缺料 限制，國內外都有眾多廠商開始投入，例如日本SHARP公司已投入1GW級矽薄膜太陽電池設廠。根據統計，全球2007年矽薄膜太陽電池年產量約為 80~100MW，未來矽薄膜太陽電池比重將逐年增加，2010年可上看8~10GW，約佔全部太陽能電池市場的15~20％。 矽薄膜太陽能電池在技術、材料、設備與人力方面，都與TFT─LCD產業有很高共通性。國內過去10年來在TFT─LCD產業，已有大面積玻璃鍍膜的產業基礎，自去年起亦有多家廠商開始投入，目前主流的矽薄膜產品還是以非晶矽（a-Si）太陽電池為主。 矽薄膜太陽電池設備，目前均由國外大廠如AppliedMaterial 、Oerlikon等公司把持，且關鍵設備造價昂貴，矽薄膜太陽電池設備造價，約為同等產能的矽晶太陽電池設備3~4倍。因此，矽薄膜太陽電池設備本土 化，將是台灣薄膜太陽電池產業競爭力的重要關鍵。 我國TFT-LCD設備廠商，在工業局過去積極推動國產化下，已累積豐富經驗，並已開始佈局矽薄膜太陽電池設備開發，工業局將繼續推動矽晶太陽電池製程設備自主化策略。（曾克鋒）

14 結論 一般認為，樂觀的話，薄膜太陽能電池的技術，可望在2010年後會比較穩定成熟，2020年甚至2030年之後，會真正趨於成熟。也就是它的效能技術目前都還不成熟，且是否真能實際量產並有良好的獲利，還是個未知數。

15 參考文獻 太陽光電發電系統設計與施工,日本太陽光發電協會 著；張振燦 譯 –第三版—臺北市：科技圖書， 中時電子報 2010/09/29 經濟日報 Economic Daily News 2008/06/24

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