台灣太陽光電技術路線的十字路口

全球太陽光電的技術,進入下一輪技術更新換代的階段。究竟選擇大多數工程師所熟悉的傳承德國工藝的TOPCON 路線,還是選擇半導體技術基因的HJT 路線,有不同的市場論證。

文/編輯整理

截至二○二三年上半年,沿襲過去十年占上風的矽晶技術路線的TOPCON 占有優勢。但是過去的領先,不代表未來一直領先。今年六月份,在全球第六的太陽光電板生產企業,GW 級別量產HJT(異質結太陽能電池)、模組成功量產,其產品二五‧ 五% CE(轉換效率)的正面發電效率和達到正面九十%以上的背面發電效率,相對於TOPCON 模組都有明顯優勢以外,遠高於TOPCON 的九九%生產線產品良率,使得HJT 電池成本已經降低到與TOPCON 水平。幾座同時安裝HJT 模組和TOPCON 模組的大型屋頂光電廠實測數據,HJT產品發電量勝出七%至八%。

影響所及,全球大宗採購生產線的風向丕變倒向HJT。因此台灣太陽光電選擇單一走向TOPCON 路線,是否為明智之舉?


▲(圖/Pixabay)

選擇技術的轉換效率 是天花板還是地板?

熟悉太陽光電發電技術的CTO 們都知道,能夠持續提升CE,是HJT 而非TOPCON。已經用盡可能的工藝設備的量產TOPCON 電池CE,在極力達到二四‧ 五%之後,開始造成量產線的良率,轉換效率的常態分佈太散,換算實際成本不盡理想。而這CE卻遠不及HJT 電池的水平,做成模組之後的CE,更是拉大了差距,關鍵差別在於工藝的基本物理特性,是否允許同材料或不同材料的疊層鍍膜,而這一點正是僅能單層鍍膜的TOPCON不可能逾越的瓶頸。反觀HJT,擁有可以製作雙層、三層材料鍍膜工藝。不僅是同材料之間鍍膜,還有機會疊加近期最熱門的鈣鈦礦材料, 轉換效率路徑從二○ 二四年的二六%,二○ 二六年的三三% 以上, 遠非TOPCON 可以比擬。

降低成本 是行業的競爭和生存之道

不斷提升轉換效率和降低碳排放是綠色能源發展的道路。過去一段時間,從多晶矽、單晶矽、PERC 到今日的TOPCON,全球太陽光電行業都在持續追求CP 值最高的LCOE 度電成本。降低成本是行業的競爭和生存之道,但每次遭遇降低成本的瓶頸,總是由更高轉換效率的產品勝出。因為更高的轉換效率不僅是一次技術突破,更代表成本降低的里程碑,而這樣的優勝劣汰在太陽光電產業持續上演。

同比HJT 和TOPCON 電池生產過程的碳排放量,HJT 也是以380g/W 遠優於TOPCON 的600g/W,更符合環保。法國政府在二○二一年已經把太陽光電板入市的標準訂在不得超過400g/W。顯而易見,選擇能夠持續提升CE和降低碳排放的技術路線,才是太陽光電成為聯合國能源署預測二○五○年光電有二五%能源占比的基礎。
掌握競爭力 從掌握生產設備技術開始

全球科技產業的競爭力,不只是比拼各項生產成本,是否掌握不斷提升產品品質的創新技術,是主宰全球科技業競爭力的核心關鍵。荷蘭ASML艾斯摩爾的光刻機,是最佳典範。半導體設備行業另兩家霸主、應用材料、泛林半導體,是美國能主導全球半導體產業的王牌。

因此,如果一個國家計劃發展某個先進科技產業,卻缺乏發展關鍵設備的設計能力,最終結果還是受制於人、只能比拼降低各項生產成本的OEM基地。

門戶之見不應該成國家進步壁壘

以國內目前的科技產業發展,逐漸定於一尊。不論是技術的評估、研發、產業化,都是少數的國家研究單位佔據絕對的主導地位。得到青睞的技術企業團隊,要不是從其門戶出身,或者投身其門下跟隨其緊密配合,很難得到政府政策支援的機會。

我們樂見國家有護國神山的工業技術研究院所,保障產業發展。但建議不應該形成獨斷乾坤的一家之言,壟斷政府資源。反而,如果以其執牛耳地位,號召在國外有領先技術的國人回國,或歡迎全球技術領先企業來台,都是國家發展產業應該予以重視的政策選項! 閱讀完整內容
卓越雜誌2023/8月 第448期

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台灣太陽光電技術路線的十字路口

卓越雜誌

2023/8月 第448期