染料敏化型太陽能電池專題系列(二) 036 技術指標發展趨勢

近年來太陽光電需求大增，各類型太陽電池的發展非常熱絡，但仍以結晶矽太陽電池為主流，進而引發矽材短缺的問題。所以，矽材消耗程度與光電轉換效率(photoelectric conversion efficiency)，成了太陽能電池技術發展上的兩個重要指標。目前主流產品的多晶矽材(poly-silicon)課題是生產效益提升，矽片薄化重點則是強化silicon使用效率。但不管哪一種太陽能電池。電池與系統模組應用、終端產品之耐久性、發電效率的穩定性、成本等，都是重要課題。
目前市場上大量產的單晶與多晶矽的太陽能電池平均光電轉換效率約在15%上下，也就是說，這樣的太陽能電池只能將入射太陽光能轉換成15%可用電能，其餘的八成五都浪費成無用的熱能。所以嚴格地說，現今太陽能電池，也是某種型式的「浪費能源」。

太陽能電池各項技術指標發展趨勢
技術指標 單位 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2020 2030
矽材消耗(g/w) CLSA 13 12 11 10 9 8 7 1
EPIA 16 10 8
矽晶片厚度
(microns) CLSA 300 150 50
EPIA 300 180 100
Q-Cells,多晶 240~270 230 210 <150
Q-Cells,單晶 300 <150
Suntech 230 220
Motech 220 210
Kyocera 220 180
Sharp 180 165
太陽能電池
轉換效率(%) NEDO,多結晶矽 16.5 20 25 35
NEDO,薄膜矽 15 18 20
NEDO, CIS矽 19 25 25
NEDO,超高效率 40 45 50
NEDO,色素增感 10 15 18
ESIA 15 20 25 31
EPIA,單晶 16.5 20 22
EPIA,多晶 14.5 18 20
Suntech 15 15.5
Motech 15.8 16.3
Kyocera 16.5 17
Sharp 15.8 16
Q-Cells,多晶 15 15.3 (>17%~18%)
Q-Cells,單晶 17 (>19%~20%)
太陽能電池
尺寸(吋) Q-Cells Q6ML Q8 Q8GOLF
太陽能電池
成本(US$/W) 電能論壇, Bluk Si 2.5 1.5 0.9 0.5
電能論壇, Thin Film Tandem-Si 2.5 0.9 0.5 0.3
製造成本
變化幅度 Q-Cells (base on 2001) -11% -20%
鑫笙能源(base on 2007) 0% -14% -39% -53%
電池模組轉換效率(%) NEDO,多結晶矽 13 16 19 22
NEDO,薄膜矽 12 14 18
NEDO, CIS系 13 18 22
NEDO,超高效率 28 35 40
NEDO,色素增感 6 10 15
池模組製造成本(日圓/W) NEDO 100 75 50
太陽能電池模組壽命(年) NEDO 20 30
EPIA 20 35
資料來源：Q-Cells；Suntech., Motech., Sharp., Kyocera., EPIA, A Roadmap., NEDO., ECO特集., CLSA., Solar powerⅡ., 劉佳怡, 太陽光電技術發展觀測, 工研院IEK-ITIS計畫, 產業評析, 2007.03.29

資料來源：Reported timeline of solar cell energy conversion efficiencies, National Renewable Energy Laboratory (USA)
主要太陽能電池光電轉換效率演進