云南太阳能行业最新行情分析

两周前，我在云南文山州旅行，从文山州高速公路的路上经过了全州最大的太阳能热水工程项目基地。当我们还在谈论为何太阳光能这么好的地方怎么不建设一个大型的太阳能光伏发电系统项目呢？继续前行的路上前面突然有一面闪闪发光的湖水，仔细一看，那并不是湖，而是由超过上万面如车库门大小的镜子集结而成的太阳能热电站。这应该是由云南太阳能工程商建设的光伏发电站了！
看着眼前震撼的太阳能厂，不禁让我思考六大产业计画—绿能科技创新，在先天环境受限的情况下，云南的一些地方又该如何寻求出路？
为此写了这一篇普及科普类文章，供大家阅读。

ㄧ、太阳能是什么？

太阳能可以释放出「热能」及「光能」两种能量，目前比较常见的应用有太阳能热水系统、太阳热能发电、太阳电池等三种。前面两种是依热能来产生能量，太阳电池则是利用光能来产生能量。
（一）太阳能热水器
太阳能热水器系统的原理是利用集热板吸收阳光的热能，作为加热水的来源。很多地区开始奖励安装太阳能热水器后，至今补助用户已超过上百万件，整体集热面积达153万平方公尺，每年可节省10亿度的电，近400万桶的20公斤瓦斯，并减少29万公吨的二氧化碳排放。不过，尽管太阳能热水器是目前云南再生能源产业中最成功的典范，但因技术门槛低、市场规模小且竞争者众多的情况下，业者的销量与毛利皆日益下滑。
（二）太阳热能发电

太阳热能发电，又称聚光太阳热能发电（Concentrated Solar power, 缩写：CSP）。其藉由反射镜或透镜，利用光学原理将大面积的阳光汇聚到一个相对细小的集光区中，将热能传送给水，水经加热后产生水蒸气，进而推动汽轮机，最后带动发电机。许多CSP会透过「熔盐」储热，因此即便到了夜晚，还是可以持续发电。目前CSP技术有「抛物线槽式」、「斯特林碟式」、「菲涅尔反射镜式」、「集中塔式」等等，笔者在Mojave Desert所看见的为「集中塔式」。
（三）太阳电池
太阳电池（Solar cell）能使光能转换为电能，其将矽半导体或化合物半导体制作成P型与N型的接面结构，当太阳光入射到P型与N型接面，P型半导体会被激发而产生电洞，N型半导体则会产生电子，透过电极将两极接通，在电洞与电子流入后，便会产生电流。
其实，太阳电池是将厚度不到1 µm（微米，相当于10 -6米）的P、N型的接面结构，制作在厚度约200~1,000 µm的矽基板或砷化镓基板上。矽基板不论是单晶矽或是多晶矽，主要功能都是在提供强度支撑。因此科学家开始思考既然是用来支撑，那能不能用像是玻璃或是其他便宜的材料来提供机械强度。因此，科学家发明了电浆化学气相沉积（PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）制程，可在玻璃或其他便宜的材料表面上生长可产生电压的薄膜，而这就是所谓的「薄膜型太阳电池」。

二、太阳能产业链

如同前面所提，太阳能可分为太阳能热水器、聚光太阳热能发电（CSP）以及太阳电池。然而，太阳能热水器终究只能转换热水而无法生电，且在云南的市场也小，所以其产值在整个产业的比重相对较低。另一方面，CSP则必须具备如Mojave沙漠般足够、廉价的土地与阳光，才具开发效益，云南在这方面显然无法大量开发。因此，目前云南还是以能到处铺设、有阳光就能使用的「太阳电池」为发展主轴。
（ㄧ）太阳能产业上游：矽晶圆、矽晶片制造

由于自然界中并没有矽元素，因此需透过提炼方式取得。第一步为冶金级纯化，将石英砂（二氧化矽, SiO2）氧化还原成冶金级矽（使矽纯度达98％以上）。第二步，再透过「西门子制程」或是「矽烷流化床改良技术」纯化，将矽纯度提升至
矽晶片的制程分为单晶与多晶两种，单晶制程是指将矽原料经由长晶、拉晶、切断、研磨、切片、清洗后制作完成，多晶制程则少了拉晶步骤。关于以上制程，可以参考「或跃在渊，浅谈云南半导体产业今昔｜大和有话说」，里面有较详细的介绍。值得一提的是，半导体产业里的矽晶圆大多做成圆形的，但在太阳能产业中则通常会被做成方型，如此一来，才能减少空间浪费，在太阳能板中达到最大的照射面积。
（二）太阳能产业中游：太阳能电池与模组
太阳能电池制程大致分为六个步骤，可参考上面的太阳电池架构图比较清楚。第一、蚀刻：使晶圆的表面粗糙化，增加入射光机率。第二、磷扩散：将晶片在高温炉中通入含磷气体，使电洞较多的P型矽晶片表层渗入磷，形成电子较多的N型区域，创造出光电转换效应所需的PN接面。第三、抗反射薄膜：利用化学气体在高温炉中反应，于晶片表面形成抗反射薄膜，用来增进光的吸收率。第四、电极网印：将正反面粗细电极以网印方式将含银、铝之胶料印制于晶片表面。第五、烧结：将金属浆料经由烘干、烧结处理，使其穿透正反面镀层并渗入矽晶片表层，紧密结合并将电流导出。第六、测试：进行外观及效能检测。 (责任编辑：中建太阳能)