次世代薄膜太阳光电设备之发展机会 第五章_结论与建议.doc

本文由mikewwx贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第五章 結論與建議 第一節 結論 就未來薄膜太陽能電池市場而言，以提高光電轉換效率達到 降低發電成本是必要手段，故以 CIGS 薄膜太陽能電池模組發展來 看，國內要發展 CIGS 薄膜太陽能電池產業，必須同時發展量產設 備及開發高效率 CIGS 薄膜模組量產技術。現階段國際市場上，針 對高效率( 10%) CIGS 薄膜太陽能電池模組生產，可提供整線量 產設備的廠商並不多，主要的原因在於 CIGS 薄膜太陽能電池技術 發展與設備開發始終是分開；且過去十幾年的時間裡，在真空製 程設備廠眼中，半導體及顯示器產業所需的製程設備才是這些廠 商設備開發及收入的主要動力，而薄膜太陽能製程設備開發相對 薄弱。如今，台灣是世界上重要的太陽能電池模組生產國之一， 未來在模組成本控制上須仰賴製程設備國產化，且整線量產設備 自製率應高於 60%，才有成本競爭優勢；以 CIGS 薄膜太陽能電池 模組而言，現有 CIGS 薄膜太陽能電池模組轉換效率在 10-12%之 間，未來三至五年內 CIGS 薄膜太陽能電池模組光電轉換效率須達 12-14% 顯示 CIGS 薄膜太陽能電池模組技術與設備開發還有相當 ， 大的空間。故國內在發展 CIGS 薄膜太陽能電池產業時，國內設備 製造商應扮演的角色，即是立即投入資源大力開發 CIGS 薄膜太陽 能模組量產設備，並在 2-3 年的時間內，掌握數項 CIGS 薄膜太陽 能電池量產必要的設備技術。本段將介紹在 CIGS 薄膜太陽能電池 模組生產中，幾項關鍵設備與製程關係，讓大家能在最短的時間 內，以本身擁有的真空製程設備基礎，將現有真空製程設備做修 改與功能提升，以符合 CIGS 薄膜太陽能電池模組量產製程需求。 而現階段 CIGS 薄膜太陽能電池模組量產最需要的幾項關鍵設備 如下： 在濺鍍製程量產線中，銅、銦及鎵金屬或合金鍍膜設備與 Mo 背電極鍍膜設備，加上透明電極鍍膜設備等數項材料製程，都需 要濺鍍系統來完成各層薄膜製作；另在形成 CIGS 薄膜所需的硒化 設備也是此製程關鍵的設備之一，故在濺鍍製程中，必備的關鍵 設備為濺鍍系統與硒化系統。 接著是共蒸鍍製程，該製程重點設備為共蒸鍍系統，此製程 並不需要硒化系統，因在製程中多以共蒸鍍方式完成 CIGS 薄膜製 作。 最後，在 CIGS 薄膜模組製作過程中，尚須利用刮膜機(scriber) 來 達 到 模 組 串 聯 及 模 組 製 作 目 的 ； 因 此 ， 雷 射 (laser)或 機 械 式 scriber 也是 CIGS 薄膜太陽能電池模組必要的製程設備。 國內設備商應集中這幾項關鍵設備開發，即大面積濺鍍系統、 共蒸鍍系統、硒化系統及 scriber 系統，這些系統的穩定性是後續 量產成功的關鍵；但在開發關鍵設備的同時，更應集合國內學術 及研究單位一同開發高效率 CIGS 薄膜太陽能電池模組技術，才能 把國內自製的量產設備與關鍵技術整合推展至全世界。另外，更 應積極佈局非真空製程，像電鍍或印刷製程都是未來有可能大幅 降低製作成本的技術；早期投入研發將是未來國內太陽能產業持 續發展關鍵，故政府應加強未來技術開發投資，強化國內產業化 技術生根。 目前根據 CIGS 製程的未來趨勢，尚有其他不同之看法，但深 究其原因，皆是身處的角度不同，以致於對未來的走向有著不同 的解讀。本專題列舉出了在今日 2009 年離量產目標最接近，以及 現行尺寸最大的製程，認為若是要國產 CIGS 量產目標儘速實現， 最有可能之製程為共蒸鍍和鍍濺製程。但是若僅考慮以成本最有 可能快速降低的考量下，也有人提出 CIGS 之印刷製程在技術門檻 突破後，將是最有可能打入像是基礎電力網路尚不普及之新興開 發國家地區，藉由政府政策的協助來開拓利基市場，近來最顯著 的例子便是光寶在大陸江西和江蘇所推動的農業大棚，就是一個 利用新商業合作模式推動創新型產品的良好範例。以市場角度來 看，各種製程皆有其長處和利基市場，如表 2-4 所示，CIGS 現行 被認為在路燈、電廠、屋頂較有其發展機會，這也是 CIGS 中，共 蒸鍍和濺鍍製程被認為可行性較大的原因之一。 第二節 建議-國產製程設備可行供應模式 目前國內 CIGS 廠商雖然皆以自行尋找合作廠商，但面臨可能 是商機，不管是產官學研，皆想打入這一塊新興市場，獲取潛在 的極大利益。本節先提供過去國內外發展製程設備已有過去成功 發展之模式，再提出 IEK 認為目前 CIGS 發展狀況下，有哪些可行 之國產製程設備切入 CIGS 供應鏈之模式，以供各界參考。 一、過去國內外製程設備多為結合下游產業共同發展模式 韓國 近年南韓平面顯示器(FPD) 已在世界上為數一數二之生產大 國，與日本、台灣處於相當競爭之局面。反觀南韓 LCD 設備貿易， 卻連年逆差。因此南韓政府積極推動 LCD 設備自製化，在南韓政 府及三星電子與 LG Display (原 LPL 於 2008 年 3 月初更改公司名 稱)協助與支援下，南韓 LCD 設備自給能力大幅提升，使三星電子 與 LG Display 7 代線以後生產線採購自本國 LCD 設備比重均已達 50%以上。 資料來源：三星電子、LG Display、Digitimes 整理（2008/03） 圖 5-1 韓國主要面板廠商設備國產化比重 就設備發展內容而言，南韓 LCD 設備自給率與台灣相同明顯 集中在後段製程設備，前段製程如曝光設備、濺鍍設備及光阻塗 布設備等自製率仍低，日前韓國知識經濟部召開第 20 次危機管理 對策會議，會中提出新成長動力設備產業育成戰略 ，未來將以 全方位支援八大新成長動力設備。八大新成長動力設備包括：半 導體設備、面板設備、LED 設備、太陽能設備、生技醫療設備、 產業用設備、通訊設備及網路設備等。該新成長動力設備產業 育成戰略內容重點： （一）未來 10 年投入 2 兆韓元支援 107 個 新成長動力設備所需技術。為使開發之設備產業化，積極支援與 需求連結之研發事業。 （二） 為培育世界一流水準之設備產業， 將投入資金支援、培育核心人力並強化開拓輸出市場。 （三） 政府、 研究機關、設備產業企業及相關需求企業等相互連繫，共同運作 政策協議會 ，在開發設備合作上建立信賴和認證體系。 （四） 2013 年新成長動力部門採用韓國自製生產設備比率達到 50%，韓 國技術競爭力達到工業先進國之 75%。 韓國知識經濟部冀望，韓國新成長動力設備產業產值自 2008 年 111 億美元，提升至 2018 年 400 億美元，成長 4 倍。創造之工 作機會自 2008 年 15 萬個增加至 2018 年 28 萬個，增加 2 倍。韓 國自製設備產業一般化後，相關設備輸入規模將可減少一半。韓 國設備產業在世界市場之占有率也可從目前 3.4%，提高至 7%。 台灣 我國近年來因面板產業的蓬勃發展，在全球產業高度競爭之狀 態下，隨產業邁向成熟，對於相關製程設備的成本節約，已是相 當 被業 界及 政府所 重視 的問 題。其 中設 備和 材料又 佔總 成本 之 70%。因此整合供應鍊來提升核心競爭力，勢必成為面板廠競爭力 之關鍵。工業局在 95 年提出具時效性平面顯示器製程設備推動 計畫 ，96 年又提出平面顯示器設備自製率倍增計畫 ，97 年已 成功將設備自給率提升至 50.3%，往促成平面顯示器設備之耗材 零組件自給率 80%以上之目標邁進。 因此綜合國內外相關製程設備發展經驗可以發現，下游產 業的蓬勃發展需要國產設備業者的支持來尋求競爭力的提升，但 是如果在產業成熟後才開始切入，便會遇到現有競爭者的阻力， 進而無法達到國產化的目標，對政府來說，也喪失了扶植相關產 業的綜效，因此就 CIGS 產業而言，我國挾已有之經驗試圖切入， 必能收事半功倍之效。 二、國產製程設備供應模式 資料來源：工研院 IEK（2009/12） 圖 5-2 國 產 製 程 設 備 供 應 模 式 過去半導體和面板製程設備供應商具有高度集中的特色；也就 是說，少數大型的半導體廠商便囊括了大部分的設備銷售，擁有 先進製程技術與研發能力的建立，並具備良好的系統整合能力， 但目前 CIGS 製程技術能力是擁有在下游之廠商，因此，合作模式 更像是設備廠與下游 CIGS 業者共同技術研發合作，帶動設備廠量 產製程技術，甚至次世代技術的領先。 因此如圖所示，所建議之製程設備供應商可行模式如下 (一)藉由通路、製造能力向上發展製程設備的客製化服務 目前 CIGS 產業尚處於起步期（ Introduction Stage ） ，在此一 時 期的 產業 雖前景 尚不 明朗 ，但要 直接 切入 的可能 性卻 是最 高 的。台灣設備廠商既有過去銷售實績，但重點是是否能針對 CIGS 製程之需求提供相對的客製化製程服務，如四元化合，劇毒物處 理之相關能力提供，將會是未來台灣製程設備業者成功之關鍵所 在。 (二)相關法人機構所扮演之角色 目前業界最需要的是 CIGS 製程標準的建立，過去業界先期投 入者已投入大量資源，以現今量產時程來看，離日本等國家先進 廠商所實現之真正商業化還有一段距離，工研院等法人可自行建 立或是協助建立共通的 CIGS 量產製程標準，對 CIGS 產業發展產 生最大之效益。若是由設備廠之角度切入，設備廠除了面臨市場 接受度的瓶頸外，過去國內的設備廠商發展上均為各自獨立發展 其技術與市場，由於廠商技術或規模較小等因素始終無法獲得突 破，廠商間並常切入同一設備發生殺價競爭情況。因此政府等相 關法人機構除利用技術處等研發經費主動開發 CIGS 所需之創新 技術外，應與業界共同或協助成立聯盟、統籌相關資源、產生合 作綜效，工研院等擁有一定設備及製程能力之法人也可提供驗證 台灣製程設備廠商技術能力之機制，降低業界研發成本及門檻， 提升主動切入供應鏈之競爭力。 (三)其他可能之模式 掌握與先進設備業者代工合作之商機 未來若產業趨於成熟，廠商間差別愈漸縮小，設備產業也將趨 於微利時代，加上近年來歐元升值，在此模式下，包含美、日、 歐等設備廠商逐步釋出組件的製造代工業務。當地製造有一方面 降 低零 組件 成本， 另一 方面 可藉由 零組 件當 地供應 策略 縮短 交 期、減少庫存與備料，因此在未來零組件委外製造是國內廠商可 以掌握之商機。 尋找有意切入之資金來源以及尋求新興產業之利基市場 在第二章市場趨勢已提出在 CIGS 產業有部份已進入廠商，由 於資金週轉不靈，或是集團投資策略的改變，面臨了裁員破產或 是退出投資的現象。若比較目前台灣 CIGS 廠商量產時程與業界先 進的 Honda 等廠商 台灣 CIGS 廠