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第七節 建築物整合太陽光電產業 3.7-1 太陽光電系統簡介
太陽電池產業為台灣新興熱門產業，近三年來每年新舊廠商新增投資金 額持續成長，太陽光發電設備具有低污染特性，產品壽命可長達20 年以上，
而且利用太陽光發電，每發一度電約可使COB2B 排放量較傳統能源平均排放量 下降525 公克。在全球油價上漲及京都議定書廢氣減量之壓力下，成為受重 視的對象。藉由整合太陽光電系統於建築物中，以減少建築物能源的使用，
也逐漸成為重要的話題，更是太陽光電產品之最主要用途之一。
太陽光電系統之主要零配件包括：
太陽電池：太陽能晶片(矽、化合物半導體材料) 前面玻璃
背面塑膠或玻璃基板 鋁框保護架
過充放電保護控制
深（循環）放電蓄電池、或變頻器（直/交流換流器）
儀表和接地零件
太陽光電系統之基本元件為太陽電池（Solar Cell），其上游材料主要為 矽、化合物半導體材料等；將上述半導體材料製成太陽能晶片（Solar Grade Wafer）後，再製成 P-N 半導體元件即為太陽電池。太陽電池是通過光電反應 直接把光能轉化成電能的裝置。
以成本結構來看，各部分所佔的比重如表3-29。
表 3-29 太陽光電系統成本結構分析
零組件名稱 成本結構比%
Solar Cell 40-46%
Solar Module 66%
Power Conditioner 12%
Installation 14%
其他（支架/接線箱/配電盤/電錶⋯） 8%
(資料來源：尤如瑾，機械工業雜誌，2005 年，2 月)
太陽能電池自 1960 年代發展至今，技術一直在改進，至今約可分為三 代，各代技術的特色為：
第一世代：以結晶矽太陽電池為主流，比較適合用於戶外有自然陽光 直接照射之，較不適於室內小功率之應用；結晶矽太陽電池價格較高 第二世代：係以薄膜技術為主，多為在玻璃基板上沉積一層矽薄膜，
適用於室內如太陽能手錶等小功率消費性產品。
第三世代：是以奈米科技、有機材料、無機奈米結晶半導體材料等為 主軸，可製造彈性彎曲、大面積的太陽電池，適用於室內及室外環境，
但目前轉換效率及可靠度仍有待提升。
3.7-2 台灣太陽光電產業結構
台灣太陽光電相關廠商超過 30 家，在產業結構上呈現金字塔型，如圖 3-25。目前太陽電池矽晶圓製造商有 4 家、5 家結晶矽太陽電池製造廠商，以 及3 家薄膜太陽電池製造廠商；太陽電池模組製造廠商主要有 6 家。由圖中 可見，整體產業呈現中游太陽電池比上游原料及下游應用強的情況。其中，
製造太陽電池所需關鍵原料矽晶圓全部依賴進口，成為整個太陽光電產業的 瓶頸。
太陽光電產業為台灣新興熱門產業，近三年來每年新舊廠商新增投資金 額持續成長，2005 年台灣太陽光電製造業合計投資金額超過新台幣 27 億元，
投資金額較2004 年成長 63％。而由 2004 年起，台灣之太陽光電產業也開始 向上游投資，共計61.3%投資於矽晶圓，38.3%投資於太陽電池。
圖 3-25 台灣太陽光電產業結構圖 (資料來源：光連雙月刊，2006 年 1 月)
2005 年台灣太陽光電產業年產規模，在矽晶錠方面，年產能 200 噸，矽 晶片年產能 25MW，太陽電池部份年產能 1 4 3 M W ，模板部份年產能 24MW，廠商列表如表 3-30。台灣太陽光電產業須仰賴太陽電池業界及半導 體業界廠商的合作發展，串聯太陽電池上中游產業鏈。
表 3-30 2005 年太陽能產業規模
產業廠商 廠址 2005 產量目標 Wafers
1 中美矽晶(SAS) Modules
13 鼎元光電(TYNTEK) Thin Films
19 光華開發(SINONAR)
3.7-3 太陽光電在建築上的應用
建築整合型太陽光電系統(Building-Integrated Photovoltaic, BIPV)是以建 築設計的方法，將太陽光電板系統結合建築物外殼構造，讓系統元件不僅可 以發電，並且成為建築物外殼的一部分，亦即使之兼具發電及美觀的功能。
由於太陽光電系統需要有足夠的面積接受陽光，若單獨建構會佔用空間，因 此若結合到建築物上面，不僅不會有凸兀的太陽光電系統，同時增加受光面 積卻不另外佔據使用空間，目前已成為太陽光電系統的主要應用方向。
2005 年 6 月，全國能源會議確定未來石油能源使用將逐漸減少，天然氣 及再生能源配比增加，核四廠依計畫進行，核一、核二、核三廠將正常營運，
並作成依物價波動、再生能源發展、擴大天然氣使用等發電結構及成本的變 化調漲電價的結論。會中也確立推廣再生能源的具體目標，在太陽光電系統 設置方面，以2010 年 21MW，2015 年 320MW，2020 年 570MW，2025 年 800MW 為目標。並將推動建築一體型系統（BIPV），希望於2025 年時達到 1 0 ~ 1 2 萬 戶，每戶5KW 的目標。
太陽光電系統應用在建築物的範圍包括：
大樓帷幕牆
大樓、停車場遮陽棚 大樓天井
住家式斜瓦屋頂 大型建築物屋頂 隔音牆
其他
不過，這些 BIPV 建材必須符合建築法規，產品單價相對較高，約為目 前一般住宅型太陽光電系統每瓦單價之 1.5 倍以上，屬於高附加價值產品市 場；目前除了太陽光電模板廠商積極投入外，許多建築業與玻璃業者亦紛紛
參與此一市場。除了太陽光電系統本身單價較高外，對於建材本身因開發的 成本及數量不大，也使得其價格較一般普通建材來得高，除非透過政府補助，
一般民眾的接受度仍有限。
目前太陽光電應用在BIPV 上的問題中，如因傳統太陽光電模組通常因使 用結晶矽太陽電池及鋁框、玻璃板等材料而顯得笨重。另外，由於太陽電池 受光的角度影響其效率，因此固定裝置在建築物上的效率可能無法如預期 高。因此未來 BIPV 產品開發必須朝輕量、可彈性彎曲之薄膜型技術發展，
目前常用的材料有微晶Si、CdTe、及 CI(G)S 等。另外，TiO2 染料敏化太陽 電池（DSC）產品因成本較低、對光入射角較不敏感、且具有光線入射後變 色及可透明之特性，因此也是未來相當具有發展潛力之BIPV 材料。
3.7-4 建築物整合太陽光電產業問題分析
太陽光電雖然是再生能源裏的重要一環，在應用上由於太陽光電設備需 要使用大面積的曝光面，與建築物結合可以使太陽光電板不致影響整體建築 景觀，因此整合應用在建築物上是太陽光電系統的重要出路。但目前仍存在 許多問題待克服，分析如下：
(1)太陽光電產品價格仍然偏高：目前太陽光電發電成本約為每瓦 6 美元，
而傳統發電成本如日本家用電價為 0.25 美元，其差距太大，太陽發電 所節省下來的電費不足以支付硬體成本。
(2)BIPV 模組待開發：目前雖已有許多的產品，如帷幕牆、遮陽棚、無框 式雙層玻璃BIPV 模板、複層太陽電池模板等，但在建材成本上仍較一 般建材為高。同時目前仍處於依建物需求個別設計的階段，缺乏標準的 模組化建材，無法大量推廣使用。
(3)有待建立標準與認證制度：包括太陽光電系統與 BIPV 模組仍由各廠自 行設計推廣，缺乏一致化的標準，對於安全性等之檢測標準仍有待建 立。同時也無認證制度為消費者把關，使得市場機制仍不成熟。
(4)建築相關法規及系統標準：對於 BIPV 之新建材必須修改部分建築法 規，使運用合法化。同時必須建立BIPV 系統標準與施工規範，使建築 施工品質得到保障。
由於BIPV 的核心仍在太陽光電系統，建材上只是應用，而在太陽光電系 統及技術仍在持續改進的過程中，應用在建材上相對的也處於不穩定狀態，
使得BIPV 的應用性受到限制。更好、更便宜的技術會使消費者更易接受，同 時也使得BIPV 的應用有更大的發展空間。因此對於建築物整合太陽光電產業 在綠建築的發展上是可以期待的，但在短期內的應用預期將不會成為綠建築 的重點。因此以建材的角度來看BIPV，應該是處於被動，視太陽光電產業的 發展情況以及應用在建材的突破程度，再考慮策略的配合。
3.7-5 建築物整合太陽光電能 SWOT 分析
表 3-31 建築物整合太陽光電能 SWOT 分析
優勢 (Strength) 弱勢 (Weakness)
‧國內半導體製造管理經驗豐富，容 易轉入太陽電池用矽晶片生產，具 降低成本能力。
‧國內半導體產業人才有雄厚基礎，
發展結晶矽 太陽電池進入障礙低。
‧國內廠商應變彈性大，籌資與擴充 產能快速，可 爭取太陽電池與晶片 市場成長之先機 。
‧國內太陽電池模板與系統驗証體系 與標準尚無建立
‧ 國 內 太 陽 電 池 模 板 用 封 裝 材 料 (EVA、Tedlar )均自國外進口，成本 高。
‧國內投入太陽電池研究人員不多，
人才短缺，需運用半導體產業人才 作培訓。
‧再生能源法無通過，無購電措施，
國內太陽光電系統市場規模小。
‧日本、德國之國際大廠具上中下游 整合能力，能提供 完備的系統服
務，為強勁對手，國內廠商僅部份 整合。
機會 (Opportunity) 威脅 (Threat)
‧全球太陽光電產業市場高度成長
‧建築結合的應用可大幅擴增市場需 求。
‧環保意識與石油高漲，再生能源受 到重視。
‧京都議定書2005 年 2 月 16 日實施，
加速二氧化碳減量推動。
‧上游材料缺貨，矽原料掌握在歐、
美、日少數廠商供應。
‧太陽電池主要生產設備(高溫爐管、
PECVD)仰賴歐、美、日廠商提供。
‧太陽光電發電成本下降壓力大，與 其他再生能源的威脅(風力)。
‧中國大陸通過再生能源法，以內需 市場誘因對當地產業提供競爭優 勢。
3.7-6 建築物整合太陽光電產業推動策略
因應「京都議定書」中對COB2B排放量的管制，石化能源的使用量必須降低。
政府除了推動各部門節約能源外，也積極鼓勵使用新能源及再生能源。依據 2003 年行政院第 2846 次會議揭示，政府將推動 2010 年前再生能源裝置容量 配比達10%。而再生能源中太陽光電是其中一項重要項目，2005 年 6 月，全 國能源會議的結論中確立推廣再生能源的具體目標，在太陽光電系統設置方 面，以2010 年 21MW，2015 年 320MW，2020 年 570MW，2025 年 800MW 為目標。並將推動建築一體型系統（BIPV），希望於2025 年時達到 1 0 ~ 1 2 萬
政府除了推動各部門節約能源外，也積極鼓勵使用新能源及再生能源。依據 2003 年行政院第 2846 次會議揭示，政府將推動 2010 年前再生能源裝置容量 配比達10%。而再生能源中太陽光電是其中一項重要項目，2005 年 6 月，全 國能源會議的結論中確立推廣再生能源的具體目標，在太陽光電系統設置方 面，以2010 年 21MW，2015 年 320MW，2020 年 570MW，2025 年 800MW 為目標。並將推動建築一體型系統（BIPV），希望於2025 年時達到 1 0 ~ 1 2 萬