建議

本文我國太陽能光電產業廠商計 18 家公司係選取自台灣證券交易所之上市

（櫃）公司作為研究對象，本研究在計算各變數時所採用之財務資料取自台灣經 濟新報財務資料庫，選取期間為 2000 年第一季至 2007 年第三季，由於國內太陽 能光電產業尚屬於成長期之新興科技產業，部分太陽能電池及模組廠商為近 2~3

年才加入，計 6 家廠商僅有 10 至 20 多期不等的財務資料，另 3 家廠商皆僅有 4 期財務資料，其餘 11 家廠商因成立較久，則有全（31）期財務資料，故受限於研 究變數及樣本數較少，未來研究應收集更長時間的資料和更多的變數資料，研究 在更多變數間互相影響下，期能得到更準確的實證模式。

由於太陽能電池的轉換效率高低是廠商未來面對國際競爭市場的重要關鍵，

而企業研發支出則是技術提升與知識創新的推手，統計 2000 年至 2006 年我國公 部門（行政院國家科學委員會-太陽能電池專題研究計畫）與企業兩者在研發支出 的金額比較，以 2002 年為例，國科會科專費用 249 新台幣萬元，民間企業則有 189 億 429 萬元，顯示民間企業在研發課題的注重與投入金額是可觀的，如附圖 7 研 發費用支出比較。

鑑於現階段太陽能光電產業研發支出的情形，可與廠商設備投資作一比較，

是以本文研究對象來檢視企業研發支出對設備投資之比值，上游矽晶圓的廠商最 高可達 33.1﹪（最低為 0.82﹪），中游太陽能電池的廠商最高可達 10.3﹪（最低為 0.84﹪），封裝模組的廠商最高可達 155﹪（最低為 0.23﹪），下游系統設計安裝的 廠商最高可達 58.9﹪（最低為 10﹪）。統計數據如附表 4。

本論文的實證結果，可提供太陽能光電產業廠商的建議：

1. 未來可考慮以研發支出對設備投資之比值作為衡量經營績效的指標。

2. 為了穩定與提高獲利，該產業廠商應更積極從事上下游的整合作業。

3. 藉由策略聯盟與國內、外研發機構共同研發高效率太陽能電池，將有助整體光 電系統的品質及市佔率的提升

4. 企業永續經營，積極建立研發創新能力。

5. 我國在 LCD 製程之優勢及 Building-integrated photovoltaic（BIPV）在解決土地 設置成本與整合發電設備及建物外觀的最佳解決方案，使得薄膜太陽能電池是 未來發展的重要方向。

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附 錄

太陽能電池概述及運作原理

（一）太陽能電池材料分類

太陽能發展的歷史，光照射到材料上所引起的「光起電力」行為，早在 19 世 紀的時候就已經發現了，到了 1930 年代，照相機的曝光技術廣泛地使用這一個原 理。直至 1950 年代，隨著半導體物性的逐漸了解，以及相關加工技術的進步，第 一個太陽能電池在 1954 年誕生在美國的貝爾實驗室。

太陽能電池的材料：太陽能電池的發電能源來自太陽光，而太陽輻射的光譜 主要是以可見光為中心，波長從 0.3 微米的紫外光到數微米的紅外光是主要的分 布範圍。如果換算成光子的能量，則大約在 0.3 到 4 電子伏特之間，因此能隙大 小在這個範圍內的材料，像矽材，會具有比較好的光電轉換效率。

矽系用太陽能電池的材料，主要可以分為單晶矽、多晶矽和非晶矽 3 大類。

在單晶矽的材料中，矽原子具有高度的周期性排列。目前，成長單晶矽最重要的 技術是利用柴氏長晶法，把高純度的多晶矽熔融在坩鍋中，再把晶種插入矽熔融 液，用適當的速率旋轉並緩慢地往上拉引做成矽晶柱，然後再把晶柱加以切割，

就可以得到單晶矽晶圓。（參見楊素華、蔡泰成，2005 年）

至於多晶矽是指材料由許多不同的小單晶所構成，它的製作方法是把熔融的 矽鑄造固化而形成。而非晶矽則是指整個材料中，只在幾個原子或分子的範圍內，

原子的排列具有周期性，甚至在有些材料中，根本沒有周期性的原子排列結構。

它的製作方法通常是用電漿式化學氣相沈積法，在基板上長成非晶矽的薄膜。由 於材料的晶體結構不同，因此，用不同的材料設計出太陽能電池時，它們的光電 特性也會有所不同。

一般來說，單晶矽太陽能電池的光電轉換效率最高，使用年限也比較長，比 較適合於發電廠或交通照明號誌等場所的使用。至於多晶矽太陽能電池，因為它

的多晶特性，在切割和再加工的手續上，比單晶和非晶矽更困難，效率方面也比 單晶矽太陽能電池的低。不過，簡單的製程和低廉的成本是它的最重要特色。所 以，在部分低功率的電力應用系統上，便採用這類型的太陽能電池。對於非晶矽 的太陽能電池來說，由於價格最便宜，生產速度也最快，所以非晶矽太陽能電池 也比較常應用在消費性電子產品上，而且新的應用也在不斷地研發中。太陽能電 池除了可以選用矽材料外，還可以採用其他的材料來製作，例如碲化鎘、砷化鎵 銦、砷化鎵等化合物半導體的材料，也可以製作高效率的太陽能電池。但是，因 為這些材料的成本比較高，製成的元件只適用在一些比較特殊的應用上。

（二）光電轉換原理

我們以最簡單的單晶矽來說明太陽能電池的光起電力原理。首先由材料方面 談起，矽是現在各種半導體產業中最重要，而且使用最廣泛的電子材料。它的來 源是矽砂（二氧化矽），需取自矽礦。

在元素周期表裡⁷，矽的原子序是 14，晶體是鑽石結構，屬於第 IV 族元素。

所謂的第 IV 族元素，是指在它的外層電子軌域上，有 4 個電子環繞原子核運 行，而這 4 個電子又稱為價電子。每個矽的 4 個外層電子，分別和 4 個鄰近矽 原子中的一個外層電子兩兩成對，形成共價鍵。

N 型半導體：如果在純矽中摻入擁有 5 個價電子的原子，例如磷原子，這個 雜質原子會取代矽原子的位置。但是，當擁有 5 個價電子的磷原子和鄰近的矽原 子形成共價鍵的時候，會多出 1 個自由電子，這個自由電子是一個帶負電的載子。

我們把提供自由電子的雜質原子稱為施體，而摻雜施體的半導體就稱為 N 型半導 體。

P 型半導體：同樣地，如果在純矽中摻入三價的原子，例如硼原子，這個三 價的雜質原子會取代矽原子的位置。但因為硼原子只可以提供 3 個價電子和鄰近

的矽原子形成共價鍵，因此會在硼原子的周圍產生 1 個空缺，這個空缺就被稱作 電洞，這電洞可以當成一個帶正電的載子。通常，我們把這一個提供電洞的雜質 原子稱作受體，同時把摻雜受體的半導體稱為 P 型半導體。

當 P 型及 N 型半導體互相接觸時，N 型半導體內的電子會湧入 P 型半導 體中，以填補其內的電洞。在 P-N 接面附近，因電子－電洞的結合形成一個載子 空乏區，而 P 型及 N 型半導體中也因而分別帶有負、正電荷，因此形成一個內 建電場。當太陽光照射到這 P-N 結構時，P 型和 N 型半導體因吸收太陽光而產 生電子－電洞對。由於空乏區所提供的內建電場，可以讓半導體內所產生的電子 在電池內流動，因此若經由電極把電流引出，即成一個完整的太陽能電池，如附 圖 1 太陽能電池工作示意圖。

（三）太陽能電力系統

矽(silicon)為目前通用的太陽能電池之原料代表，將多晶矽經由拉晶、晶棒切 割、晶圓加工、化學研磨等製程後成為 cell（稱為太陽能電池,國內業者則慣稱晶片

矽(silicon)為目前通用的太陽能電池之原料代表，將多晶矽經由拉晶、晶棒切 割、晶圓加工、化學研磨等製程後成為 cell（稱為太陽能電池,國內業者則慣稱晶片