太陽光電技術持續發展 綠能市場年成長9%
光電協進會
光電協進會(PIDA)統計,2019年台灣整體太陽光電產業,包括結晶矽材料、太陽電池、電池模組、太陽能系統等產值達到678億台幣,負成長22%,延續了2014年時產值達到1,774億台幣高峰後而降的走勢。雖然在產業鏈中,太陽能系統有受政策加持曾逆勢成長,但台灣數十億的內需市場仍難挽整體產值走跌的趨勢。於是產業整倂,或改弦易轍,進軍國際標案市場,圖謀生機。反觀全球太陽光電市場呈現成長態勢;環保與綠能相關議題持續受到矚目。
近幾年全球太陽能產業難以獲利的原因被認為是肇因於中國大陸太陽能面板低價傾銷,造成全球太陽能產業的倒閉潮。中國大陸太陽能面板不可思議的超低價格引發了國際間傾銷的疑慮,致使川普政府對太陽能電池、模組徵收最高關稅。雖然關稅戰頗具爭議,但仍不乏有業者認為川普政策有益於導正市場步上正途。上述基本上是過去兩年太陽光電市場的基調。
然而在此同時,全球太陽光電安裝的腳步並沒有因產業的不景氣而停滯,反而穩健地依照各國計畫做佈建和安裝。而太陽光電技術或應用也持續在做創新,無論III-V族技術、鈣鈦礦(Perovskite)技術、CIGS(Copper Indium Gallium Selenide)應用。我們應定期來審視全球太陽光電的佈建與技術發展及應用的情況。
2019年太陽能面板出貨量大幅成長31%
統計2019年全球前20大太陽能面板廠商的總出貨量達到99 GW,較2018年的75.5 GW大幅成長31%。雖然中國太陽能面板曾被提高關稅,但中國不受撼動,仍是全球太陽能最大的供應國。其中,晶科能源是2019年全球最大的太陽能面板製造商,出貨了14.2 GW,比2018年增長了2.8 GW,大幅成長25%。晶科能源與中國其他太陽能廠,晶澳、天合、隆基穩坐全球前四大,包辦了全世界44%的出貨量。據估計2018年全球太陽光電市場達到1,159億美元,預計2019至2027年期間會以9.8%複合年增長率增長,到2027年將達到7,681億美元。
太陽光電技術持續進步
太陽能市場復甦的曙光也鼓勵著太陽光電技術的發展,以及應用的創新。例如由日本金澤大學所領導的團隊開發出一種有機光伏噴墨列印技術,可降低鈣鈦礦太陽能電池的生產成本。用這列印技術所生產的鈣鈦礦太陽能電池的效率可高達13.19%,非常具有商業化價值。該團隊開發出一種將二氧化鈦電子傳輸層(ETL)沉積在鈣鈦礦上的製程,可讓電池防止電子與電洞重組,提升發電效率。而且這製程以列印的方式做生產,無須一般二氧化鈦(TiO2)製程所需要的高溫或真空,可大大降低成本。
俄羅斯ITMO大學也公佈了III-V太陽能電池新的製程技術,可將III-V族材料整合在矽基板上,達到40%的轉換效率;這些III-V族材料包括砷化鎵/銦(GaAs、InAs)、磷化鎵/銦(GaP、InP)、銻化鎵/銦(GaSb、InSb)等。ITMO大學團隊說,他們利用這些化合物材料,再與氮結合,可克服矽基板晶格匹配的問題。此外還增加了光敏層,再提高太陽能電池的效率。他們聲稱,如果再搭配聚光技術,此類太陽能電池的潛在效率可以達到40%。
德國一家新創公司FlixMobility將效率高達18%的CIGS(Copper Indium Gallium Selenide,硒化銅銦鎵)面板安裝在巴士上,以減少柴油的消耗。FlixMobility說,輕薄的CIGS可讓巴士每百公里節省1.7升柴油。配備CIGS的公車預計會在倫敦的路上進行測試。
綠色能源逐漸受世人重視 成為各國政策之基調
太陽能價格探底也同時增加各國增設太陽能發電的誘因。國際能源署(IEA)預測太陽能系統安裝將在未來5年內起飛,2019至2024年間全球再生能源發電總容量將增長50%(CAGR 8.4%),改變發電模式。這1200 GW千兆瓦的增長是成本削减和政策努力的結果。其中,太陽能會占增長部分的60%,且再生能源在全球發電中的比例將從現今的26%上升到2024年的30%。IEA執行董事Fatih Birol博士說:「再生能源已經是世界第二大電力來源,但如果我們要防止氣候變遷、改善空氣品質,再生能源的部署仍要加快。」
在台灣太陽能累積的安裝量超過4.5GW之際,光電協進會認為,隨著環保意識的抬頭,如何制定綠能政策已經是各國政策的基調,所以各國每年將有會有穩定的安裝量,並成為基礎建設的一環。而新興的太陽光電技術與創新的應用仍有可為空間,例如鈣鈦礦商業化進度、特殊場域的應用等是還值得關注的議題。
表 2019全球太陽能模組出貨排名
單位:GW
排名 | 公司 | 2018出貨 | 2019出貨 | 成長率 | 2019佔比 |
1 | 晶科能源 | 11.4 | 14.2 | 25% | 18% |
2 | 晶澳 | 8.8 | 10.3 | 17% | 13% |
3 | 天合 | 8.1 | 9.7 | 20% | 12% |
4 | 隆基 | 7.2 | 9.0 | 25% | 11% |
5 | Canadian Solar | 7.1 | 8.5 | 20% | 11% |
6 | 韓華Q Cells | 5.5 | 7.3 | 33% | 9% |
7 | 東方日升 | 4.8 | 7.0 | 46% | 9% |
8 | First Solar | 2.7 | 5.5 | 104% | 7% |
9 | 協鑫 | 4.1 | 4.8 | 17% | 6% |