太陽能電池的材料回收處理與再利用研究

國 立 交 通 大 學

精 密 與 自 動 化 工 程 學 程

碩 士 論 文

太陽能電池的材料回收處理與再利用研究

A STUDY OF MATERIAL RECOVERY, PROCESS AND

UTILIZATION OF SOLAR CELLS

研 究 生：吳 貴 淳

指導教授：徐瑞鐘 博士

陳俊勳 教授

太陽能電池的材料回收處理與再利用研究

研究生：吳貴淳 指導教授：徐瑞鐘 陳俊勳 博士

國立交通大學 精密與自動化學程 碩士班

摘 要 隨著人類生活的進步，對於能源的需求是愈來愈高。但地球所蘊含之能源都日漸枯 竭，各種替代的再生能源便在這種情況下發展出來。尤其以太陽能為代表，因它取之不 盡用之不竭，若太陽能能更有效率的轉換成其他形式能源，將提供人類所需的能源。太 陽能發電是利用半導體材料所製作出的太陽能電池，將光能轉換成電能，因半導體技術 的進步，使製作太陽能電池的成本下降同時效率也提升，使太陽能電池的使用普及化。 在先進國家大力推廣與補助太陽能產業下，太陽電池製造量大幅增加，生產與製造 的過程中有害物質使用未管制；太陽能電池生命週期約 20-25 年，使太陽能電池面臨更 換命運；亦隨科技進步，太陽能電池效率亦將提升，舊型且效率不彰的太陽能電池，未 達年限即淘汰更新。這些廢棄太陽能電池與發電模組，隨意棄置未作妥善的處理將對環 境造成相當大的負擔與污染。 因此太陽光電產業發展欣榮可期，相關法令與處理技術未臻完備，本研究試研擬在 不增加管理與回收處理成本下，由現行回收體系直接回收的可行性，研究運用現行製造 設備在不增加成本下，即能直接回收廢太陽電池技術。其研究方向從生產端到成品端所 生之廢矽材，並預估廢棄產生時間與量，提供政府管制的時間與設置處理廠的各項依 據；從社會、成本與技術面分析回收的各種可行性，回收應採取的經濟手段與管理的架 構，並提出回收的系統架構建置，使太陽電池發電系統均能受管制。 關鍵字：廢太陽電池材料、回收再利用、管理與處理體系架構、處理技術

A study of material recovery, process and utilization of

solar cells

Student：Kuei Chun Wu Advisor：D r . R u e y - J o n y S h y u

Dr. Chiun-Hsun Chan

Degree Program of Automation and Precision Engineering

National Chiao Tung University

Abstract

Human require more and more energy resources because technology improved life. However, the energy resources that exist in the earth are depleted. Therefore, more and more re-used energy resources are developed. Among those re-used energy resource, solar energy is the epitomes because it is unlimited. If solar energy can be more efficiently transformed into different type of power, it will provide the energy that human need. A solar cell, which is Power by solar energy, is using semiconductor to transform light into electric power. Because of improved manufacture process, the manufacture cost decreased meanwhile the solar cell is more efficient. It makes solar cell more available to all.

Because develop country governments encourage using solar cells, requires of those solar cells are increased. However, harmful materials that produced during the manufacture process are not been controlled. Life cycles of solar cells are usually 20-25 years. After the period, those cells need to be replaced. Also, because more and more innovations have been developed, old power model and inefficient solar cell are eliminated. Those eliminated cells and power model will cause a lot of pollution with properly handle process.

Therefore, handling those discarded materials would be another prospect industry even though related laws and techniques are not been perfectly established. This research develops

a process which using current recycle techniques without increasing management and recycling costs, Using current equipments and technique to handle discarded solar cells without increasing budget. This process is focusing on predicting the amount of discard silicon materials, providing government the direction that could be the standard of handling discarded material. Based on the viewpoint of society, budget and technique, the research can provide a structure of recycling model.

Keywords：Used solar cell material, Recycle, Construed of manage and process, Process technique

誌 謝

經歷了四年的時間，終於可以畢業了，求學期間在工作上經歷了離職，與人合夥開 公司，到彼此對前景業務方向的差異而拆夥，在在都豐富了我的人生經歷，更因為有這 些經歷，對未來規劃將更謹慎，也更有能力去掌握自己的人生。 在交大的求學期間是我人生中一段美好的回憶，在這認識與交了許多的好友，提供 了我許多不同的視野；而學經歷都豐富的教授，在課堂上的知識傳遞與專業的精神，更 是讓我了解敬業與專注的義涵，讓我除了在學業上獲得許多，在態度與專業上更看到每 個人所展現出的自信與身為交大人的驕傲。 要感謝的人真的很多，首先感謝我的恩師 徐瑞鐘博士，經常在公務之餘，撥允時 間抽空指導我的論文，讓我的論文更臻至所求，其專業與敬業精神更是做出最佳的身 教；也謝謝另一位恩師 陳俊勳教授，他給我在論文上的諸多建議與協助，使論文能順 利付梓；而楊致行博士於口試上的諸多寶貴建議與鼓勵，使論文的內容更充實更具參考 性。 求學期間相當支持我的父母，亦要表達我無盡的感謝；也要謝謝我二技的恩師王中 行，鼓勵與協助我進入交大；謝謝女友千惠，在兩年的論文過程中，捨棄許多休閒時間 陪我上圖書館，給我很多支持與鼓勵。要感謝的人真的太多，在此借用陳之藩先生的文 章作為結尾。「得之於人者太多，出之於己者太少，因為需要感謝的人太多了，就感謝 天罷」。

簡 歷

姓 名 ：吳 貴 淳 出生日期：1976.10.20 聯絡方式：van1020@gmail.com 經 歷 ：佳龍科技-設備工程師 全亞冠科技-業務工程師 SGS-ISO9000 稽核員

目 錄

頁次

中文摘要 ……… i 英文摘要 ……… ii 誌謝 ……… iv 目錄 ……… v 圖目錄 ……… vii 表目錄 ……… viii 第一章 緒論……… 01 1.1 研究背景……… 01 1.2 研究動機……… 02 1.3 研究步驟……… 06 第二章 文獻回顧……… 07 2.1 太陽電池發電原理與材料簡介……… 07 2.2 國內外太陽能產業發展現況……… 15 2.3 國內外廢棄物法令簡介……… 18 2.3.1 日本、德國、美國廢棄物法令……… 19 2.3.2 國內廢棄物法令……… 24 2.3.3 WEEE與RoHS與Eup法令……… 25 2.3.4 各國法令規範小結……… 27 2.4 廢太陽電池相關回收文獻……… 28 2.4.1 法令要求與回收探討……… 29 2.4.2 廢棄太陽電池產生量……… 31 2.4.3 國外回收太陽電池技術……… 31 第三章 太陽電池結構與回收理論……… 36 3.1 太陽光電系統結構與製程及對環境影響……… 36 3.2 廢棄物回收理論與市場工具……… 39 3.2.1 成本效益與延伸製造者責任……… 39

3.2.2 市場工具……… 41 3.3 廢棄物處理再生技術……… 43 第四章 太陽能電池處理方案與處理再生技術……… 47 4.1 太陽電池生產過程之廢棄物……… 47 4.1.1 矽砂到晶棒（磚）階段……… 50 4.1.2 晶棒（磚）到晶片階段……… 51 4.1.3 晶片到太陽電池階段……… 51 4.1.4 太陽電池到模組與系統階段……… 52 4.1.5 太陽電池生產過程小結……… 53 4.2 廢太陽電池量預估與法令分析……… 53 4.3 廢太陽電池回收可行性分析與方案研擬……… 57 4.3.1 回收可行性分析……… 58 4.3.2 回收可行性方案研擬……… 66 4.3.3 回收管理架構……… 68 4.3.4 回收系統架構……… 70 4.4 廢太陽能電池處理再生技術……… 75 4.4.1 周邊廢電子零件處理……… 75 4.4.2 廢太陽電池處理……… 77 第五章 結論與建議……… 81 5.1 結論……… 81 5.2 後續研究建議……… 81 參考書目 ……… 84

圖 目 錄

圖 1.1 國際煤價走勢圖……… 03 圖 1.2 未來全球太陽能電池生產量……… 05 圖 2.1 p 型 n 型半導體分別……… 08 圖 2.2 太陽能電池發電原理……… 09 圖 2.3 太陽電池種類與市佔率……… 10 圖 2.4 單晶矽太陽能電池……… 11 圖 2.5 多晶矽太陽能電池……… 12 圖 2.6 非晶矽太陽能電池（撓曲式）……… 12 圖 2.7 化合物半導體系類……… 13 圖 2.8 德國廢太陽電池廢棄成分與廢棄量……… 32 圖 2.9 德國廢太陽電池廢棄成分與廢棄量……… 33 圖 2.10 德國回收廢太陽電池流程式意圖……… 34 圖 2.11 EVA 氣化溫度與重量關係圖……… 34 圖 2.12 日本回收廢太陽電池研究示意圖……… 35 圖 2.13 回收廢太陽電池流程圖……… 35 圖 2.14 玻璃回收流程圖……… 36 圖 3.1 結晶矽太陽能電池製造流程圖……… 38 圖 3.2 太陽電池模組剖面圖……… 39 圖 3.3 產品生命週期與所產生廢棄物示意圖……… 45 圖 3.4 廢棄物管制與技術處理示意圖……… 46 圖 4.1 多晶矽原料成為太陽電池晶圓過程……… 49 圖 4.2 太陽能電池製造流程與相關廢棄物……… 50 圖 4.3 矽砂到晶棒流程－單晶與多晶……… 51 圖 4.4 太陽電池成長量與廢棄量比較……… 55 圖 4.5 矽晶價值與工資成本比較示意圖……… 65 圖 4.6 回收管制流程示意圖……… 71 圖 4.7 廢太陽電池回收體系制度……… 74 圖 4.8 太陽電池發電系統(獨立與混合型) ……… 80 圖 4.9 廢電子零組件與五金拆解流程示意圖……… 81 圖 4.10 回收流程示意圖……… 83 圖 4.11 廢太陽電池回收流程示意圖……… 84

表 目 錄

表 1.1 台電歷年電價表……… 03 表 2.1 太陽能電池主要種類與材料……… 10 表 2.2 太陽電池應用範圍表……… 14 表 2.3 世界各國對太陽能光電系統發展規劃及展望……… 15 表 2.4 主要國家歷年太陽電池市場銷售量……… 16 表 2.5 WEEE 指令所列電子電機設備之分類……… 26 表 2.6 RoHS 指令相關影響範圍與濃度……… 28 表 3.1 太陽光電系統成本結構分析……… 37 表 3.2 太陽電池重金屬物質與成分表……… 40 表 4.1 太陽電池模組重量成分表……… 54 表 4.2 太陽電池系統處理與現行廢電子處理比較……… 62 表 4.3 太陽電池瓦數轉換重量表……… 62 表 4.4 矽價與工資成本比較示意圖……… 65

第一章 緒論

1.1 研 究 背 景

能 源 是 經 濟 發 展 與 社 會 的 原 動 力 ， 而 大 部 分 的 石 化 能 源 ， 例 如 石 油 、 燃 煤 、 天 然 氣 等 能 源 的 轉 換 ， 都 需 要 用 燃 燒 方 式 才 能 轉 換 成 電 力 ， 在 轉 換 的 過 程 中 都 會 造 成 能 源 損 失 ， 對 環 境 造 成 污 染 與 破 壞 ； 而 號 稱 發 電 效 率 較 佳 與 成 本 較 低 的 核 能 ， 雖 說 有 效 減 少 二 氧 化 碳 的 產 生 ， 但 生 產 過 程 中 所 造 成 的 生 態 破 壞 亦 不 可 忽 視 ， 例 如 廢 熱 需 要 使 用 海 水 冷 卻 ， 但 卻 造 成 海 中 的 珊 瑚 礁 群 白 化 ， 使 生 態 遭 受 嚴 重 破 壞 ， 而 生 產 後 的 核 廢 料 處 理 問 題 更 是 令 人 棘 手 ， 核 廢 料 的 衰 減 期 很 長 ， 若 接 觸 到 高 劑 量 輻 射 ， 將 使 生 物 基 因 發 生 突 變 ， 如 何 找 到 一 種 妥 善 處 理 核 廢 料 方 法 與 暫 存 地 ， 仍 是 有 待 人 類 研 究 克 服 的 難 題 。 石 化 能 源 在 人 類 的 使 用 下 ， 已 經 呈 現 逐 年 減 少 的 趨 勢 ， 而 這 些 能 源 都 集 中 蘊 藏 於 少 數 地 區 ， 造 成 國 際 上 為 爭 奪 能 源 ， 所 引 發 政 治 與 軍 事 上 的 衝 突 。 這 些 都 顯 示 能 源 的 稀 少 性 與 地 區 性 ， 這 是 全 球 都 面 臨 的 問 題 。 而 新 興 能 源 開 發 就 需 要 考 量 到 這 些 問 題 ， 除 減 少 對 他 國 能 源 的 依 賴 ， 同 時 將 環 境 污 染 衝 擊 降 至 最 低 ， 讓 人 類 永 續 生 存 與 經 濟 發 展 ， 這 是 世 界 各 國 研 究 的 重 要 課 題 。 目 前 能 源 的 研 究 方 向 大 都 是 向 孕 育 地 球 的 母 親 太 陽 來 找 尋 ， 因 為 太 陽 供 給 了 地 球 上 所 需 的 能 量 轉 換 ， 使 得 我 們 的 生 態 系 統 循 環 得 以 生 生 不 息 ； 也 因 為 如 此 ， 向 太 陽 找 尋 人 類 所 賴 以 生 存 的 能 源 ， 正 是 解 開 能 源 不 足 的 最 佳 解 決 方 式 。 台 灣 位 處 亞 洲 為 一 海 島 天 然 資 源 極 度 缺 乏 ， 正 因 資 源 極 度 缺 乏 ， 各 種 能 源 都 仰 賴 進 口 以 轉 換 成 電 力 與 動 力 ， 以 提 供 民 眾 日 常 所 需 與 更 舒 適 的 生 活 ， 也 因 穩 定 的 電 力 供 應 ， 亦 創 造 台 灣 的 經 濟 起 飛 。 台 灣 能 源 有 九 八 ％ 以 上 依 賴 國 外 進 口，因 為 能 源 並 非 能 自 行 掌 握，經 常 會 受 到 國 際 市 場 所 左 右， 造 成 價 格 波 動 與 供 應 上 的 問 題 ， 所 以 如 何 找 到 可 靠 有 效 率 的 能 源 ， 已 成 為 當 務 之 急 。 在 各 種 能 源 研 究 發 展 中 ， 每 種 能 源 各 有 其 優 缺 點 ， 但 以 太 陽 能 發 電 方

式 是 較 佳 的 選 擇 ， 國 內 外 已 經 有 許 多 太 陽 能 發 電 的 相 關 研 究 與 實 績 ， 隨 著 半 導 體 工 業 的 進 步 與 發 展 ， 使 製 造 太 陽 能 電 池 的 成 本 降 低 ， 也 為 太 陽 能 發 展 提 供 良 好 的 發 展 契 機 。 台 灣 位 處 北 回 歸 線 附 近 日 照 充 足 ， 實 為 發 展 太 陽 能 產 業 最 好 的 國 家 ； 台 灣 亦 為 世 界 半 導 體 工 業 的 生 產 基 地 ， 有 半 導 體 製 造 的 相 關 工 業 的 配 合 ， 對 於 這 個 明 星 產 業 ， 台 灣 將 有 機 會 佔 一 席 之 地 。 使 用 太 陽 能 發 電 就 是 希 望 減 少 對 環 境 的 負 擔 ， 若 製 造 過 程 產 生 廢 棄 物 或 生 命 週 期 結 束 時 沒 有 妥 善 處 理 任 意 廢 棄 ， 將 對 環 境 造 成 影 響 使 美 意 打 折 。 太 陽 電 池 因 長 期 使 用 ， 其 材 料 性 質 因 陽 光 照 射 而 老 化 ， 將 使 轉 換 效 率 降 低 而 淘 汰 ， 若 無 先 期 規 劃 其 處 理 或 是 回 收 再 利 用 ， 將 造 成 二 次 的 污 染 ， 屆 時 再 花 費 龐 大 的 經 費 處 理 ， 實 為 不 智 之 舉 。

1.2 研 究 動 機

全 球 因 經 濟 成 長 對 能 源 的 要 求 只 有 增 加 而 無 減 少 ， 不 論 是 積 極 發 展 經 濟 建 設 需 用 電 量 大 的 開 發 中 國 家 ， 或 是 生 活 品 質 要 求 高 的 已 開 發 中 國 家 ， 亦 或 是 需 要 基 礎 建 設 的 落 後 國 家 對 於 能 源 的 需 求 都 成 長 到 歷 史 的 高 峰 。 這 種 現 象 在 金 磚 四 國 （ 巴 西 、 俄 羅 斯 、 印 度 、 中 國 ） 努 力 發 展 經 濟 下 ， 更 使 世 界 對 石 化 能 源 的 需 求 加 大 ， 而 全 世 界 產 油 國 的 生 產 與 供 應 不 及 與 戰 爭 所 影 響 ， 造 成 油 價 上 漲 ， 原 油 價 格 居 高 不 下 ， 對 經 濟 造 成 相 當 程 度 的 影 響 ； 地 球 環 境 也 因 發 展 經 濟 ， 造 成 二 氧 化 碳 大 增 與 加 速 地 球 暖 化 現 象 ， 使 世 界 各 地 天 氣 異 象 頻 傳 ， 造 成 相 當 多 生 命 與 財 產 損 失 。 世 界 各 國 為 減 少 能 源 受 制 他 國 而 影 響 經 濟 與 生 活 ， 均 大 力 推 廣 再 生 能 源 研 究 與 使 用 。 以 台 灣 為 例 ， 使 用 火 力 發 電 的 比 例 仍 高 ， 由 圖 1.1.煤 價 上 漲 的 曲 線 圖 與 歷 年 台 電 電 價 表 1.1 可 知 ， 國 際 煤 價 因 需 求 升 高 ， 而 台 灣 電 價 卻 未 隨 煤 價 同 步 調 整，而 原 油 價 格 上 漲，造 成 相 關 成 本 的 增 加，發 電 成 本 壓 力 大 增 。 以 93 年 為 例 ， 國 際 煤 價 漲 幅 超 過 一 倍 ， 國 內 電 價 卻 未 上 漲 ， 反 較 92 年 下 降 0.8％ 。 政 府 若 維 持 不 漲 價 政 策 ， 將 造 成 台 電 的 虧 損 使 全 民 買 單 ， 政 府 終 將 因 市 場 機 制 而 調 漲 電 價 ， 而 調 漲 電 價 對 節 約 能 源 更 有 顯 著 效 果 ， 更 隨 著 各 項 對 環 境 友 善 的 國 際 公 約 的 施 行 ， 如 京 都 議 定 書 在 2005 年 2 月 16 日 生 效 ， 對 環 境 不 友 善 的 國 家 ， 將 受 到 經 濟 上 的 制 裁 ， 使 環 境 成 為 有 價 與 高

圖 1.1 國 際 煤 價 走 勢 圖 資 料 來 源 ： Frachtcontor Junge Co.,VDKI

表 1.1 台 電 歷 年 電 價 表 年 別 88 89 90 91 92 93 94 電 價 2.1071 2.1133 2.1221 2.0945 2.0682 2.0520 2.415 增 加 ﹪ - 0.3 0.4 -1.3 -1.3 -0.8 18 資 料 來 源 ： 台 灣 電 力 公 司 昂 的 成 本 支 出 。 台 灣 以 燃 煤 等 發 電 方 式 產 生 的 電 力 ， 使 二 氧 化 碳 排 放 量 增 加 ， 而 台 灣 總 體 二 氧 化 碳 排 放 量 佔 全 球 排 放 量 1﹪ ， 這 種 高 汙 染 的 發 電 與 供 電 效 率 不 佳 的 發 電 方 式 ， 將 受 到 嚴 厲 考 驗 。 為 了 減 少 對 環 境 的 破 壞 ， 提 高 發 電 成 本 與 轉 嫁 給 消 費 者 將 是 必 然 的 ， 世 界 各 國 都 面 臨 同 在 一 個 地 球 上 生 活 ， 他 國 對 環 境 的 破 壞 ， 終 將 影 響 自 己 ， 而 無 法 置 身 度 外 。

在 這 種 時 空 背 景 下 ， 各 種 方 式 的 替 代 能 源 便 出 現 了 ， 其 中 較 有 發 展 潛 力 的 有 生 質 能 、 風 力 、 水 力 、 海 洋 能 、 地 熱 等 ， 這 些 能 源 大 都 間 接 或 直 接 來 自 太 陽 提 供 ， 其 中 太 陽 能 電 池 為 直 接 利 用 太 陽 能 發 電 。 太 陽 能 電 池 的 優 點 是 使 用 地 點 廣 泛 ， 不 受 有 形 的 疆 界 所 限 制 ； 是 一 種 模 組 式 成 品 ， 可 任 意 組 成 所 需 功 率 ； 可 靠 度 與 耐 久 性 很 高 ， 保 養 費 低 ； 沒 有 短 路 或 開 路 的 損 害 問 題 ； 只 要 有 陽 光 便 有 電 的 特 性 ， 即 使 未 架 設 輸 配 電 系 統 （ 如 架 設 困 難 或 不 合 算 ） 的 偏 遠 地 區 也 有 電 可 用 ； 加 上 操 作 容 易 ， 安 全 無 虞 ， 所 以 可 廣 泛 應 用 。 缺 點 是 夜 晚 無 太 陽 便 無 法 發 電 ， 受 限 場 地 面 積 僅 能 提 供 小 單 位 的 發 電 ， 相 對 於 大 型 火 力 或 核 能 電 廠 ， 太 陽 能 電 池 的 轉 換 效 率 仍 不 理 想 ， 以 至 於 發 電 成 本 較 高 ， 目 前 無 法 與 其 他 發 電 方 式 競 爭 。 目 前 以 國 內 PV系 統 發 電 成 本 約 14-15 元 /度 電，一 般 住 宅 用 電 夏 季 尖 峰 時 段 2.7~3.1 元 /度 電 ， 非 尖 峰 時 段 2.3 元 /度 電 ， 兩 者 相 較 之 下 ， 高 出 一 般 住 宅 用 電 價 2.3-3.1 元 /度 電 甚 多 [ 1 ]，在 推 廣 上 相 當 不 易。若 參 照 國 外 經 驗 ， 除 補 助 購 置 太 陽 電 池 發 電 設 備 外 ， 更 藉 由 法 令 要 求 電 力 公 司 用 較 優 惠 價 格 收 購 電 力，將 能 大 幅 促 進 裝 設 意 願，對 環 境 負 擔 與 成 本 將 有 效 降 低。 雖 說 以 目 前 再 生 能 源 的 發 電 成 本 仍 高 ， 但 是 再 生 能 源 的 發 展 ， 不 應 只 從 單 純 的 成 本 來 看 ， 傳 統 發 電 產 生 的 環 境 及 社 會 成 本 相 當 大 ， 二 氧 化 碳 與 核 廢 料 棄 置 的 問 題 ， 都 未 能 確 實 反 映 其 社 會 及 環 境 成 本 ， 若 經 計 算 這 些 隱 藏 成 本 ， 再 生 能 源 將 突 顯 其 優 勢 ， 而 發 展 再 生 能 源 也 具 有 掌 握 自 主 能 源 的 戰 略 意 義 ， 能 減 少 對 他 國 的 依 賴 。 太 陽 電 池 的 種 類 繁 多 ， 若 依 材 料 種 類 來 區 分 ， 可 分 為 單 晶 矽 (single crystal silicon)、 多 晶 矽 (polycystic silicon)、 非 晶 矽 (amorphous silicon， 簡 稱 a-Si)、 Ⅲ -Ⅴ 族 [包 括 ： 砷 化 鎵 (GaAs)、 磷 化 銦 (InP) 、 磷 化 鎵 銦 (InGaP) ]、 Ⅱ -Ⅵ 族 [包 括 ： 碲 化 鎘 (CdTe) 、 硒 化 銦 銅 (CuInSe )] 等 。 而 矽 乃 地 球 上 蘊 含 量 相 當 豐 富 的 元 素 ， 且 矽 本 身 無 毒 性 ， 它 的 氧 化 物 穩 定 又 不 具 水 溶 性 ， 且 矽 在 半 導 體 工 業 的 發 展 ， 已 具 有 深 厚 基 礎 ， 目 前 太 陽 電 池 仍 舊 以 矽 為 主 要 材 料 。 台 灣 是 世 界 半 導 體 與 電 機 電 子 製 造 生 產 國 ， 運 用 現 有 半 導 體 與 電 子 製 造 工 業 的 背 景 設 備 與 技 術 ， 與 國 際 能 源 潮 流 相 接 軌 ， 可 為 促 進 經 濟 再 成 長 立 下 良 好 的 基 礎 。 2

在 1996 年 前 所 生 產 之 太 陽 能 電 池 ， 因 價 昂 與 普 及 率 不 高 ， 其 安 裝 使 用 量 都 較 小 。 而 太 陽 電 池 使 用 年 限 約 為 20-25 年 ， 這 些 電 池 模 組 將 在 2010 年 起 陸 續 因 老 化 而 淘 汰。因 持 續 研 發 效 率 更 佳 的 太 陽 電 池，在 1999 年 市 場 需 求 量 大 增 下 ， 每 年 的 成 長 率 都 超 過 三 成 以 上 。 而 由 圖 1.2 預 測 其 未 來 太 陽 電 池 仍 以 矽 為 材 料 佔 多 數 ， 其 數 量 上 相 當 大 ， 而 以 矽 為 主 的 太 陽 電 池 ， 佔 太 陽 電 池 模 組 成 本 相 當 高 的 比 例 ， 故 回 收 價 值 相 當 高 ， 值 得 研 究 發 展 其 回 收 處 理 技 術 與 相 關 法 令 配 套 措 施 ， 鼓 勵 此 產 業 的 發 展 ， 也 能 就 近 提 供 矽 材 料 的 來 源 。 圖 1.2 未 來 全 球 太 陽 能 電 池 生 產 量 資 料 來 源 ： Sharp， 2005/04 太 陽 能 發 電 系 統 使 用 年 限 相 當 長 ， 但 隨 技 術 進 步 與 更 新 ， 太 陽 電 池 發 電 系 統 並 非 全 然 是 因 年 限 而 淘 汰 ， 有 相 當 大 原 因 是 其 周 邊 發 電 模 組 已 達 使 用 年 限 ， 維 修 費 用 較 淘 汰 更 新 為 高 ； 更 因 輻 射 造 成 太 陽 電 池 的 老 化 使 轉 換 效 率 降 低 。 故 電 子 廢 棄 物 的 特 點 是 體 積 且 構 造 複 雜 ， 產 品 內 部 緊 密 結 合 了 許 多 不 同 的 材 料 ， 其 中 包 括 黃 金 等 貴 金 屬 ， 又 有 鉛 、 鎘 、 汞 及 六 價 鉻 等 有 害 物 質，回 收 後 不 能 像 其 它 垃 圾 那 樣 地 掩 埋，亦 無 法 以 焚 化 的 的 方 式 處 理。

未 雨 綢 繆 做 好 妥 善 規 劃，避 免 屆 時 其 處 理 設 備 與 技 術，相 關 法 令 尚 未 完 備， 而 無 法 處 理 此 一 廢 棄 物 造 成 環 境 負 擔 ， 實 為 當 務 之 急 ， 如 此 可 避 免 因 使 用 太 陽 能 發 電 的 美 意 ， 反 因 廢 棄 的 太 陽 電 池 而 造 成 環 境 負 擔 。 台 灣 在 這 一 次 能 源 產 業 的 革 命 中 ， 因 半 導 體 的 製 造 群 聚 性 相 當 完 整 ， 在 太 陽 能 產 業 製 造 上 將 可 創 造 出 相 當 可 觀 的 產 值 。 台 灣 已 經 進 入 已 開 發 國 家 ， 人 民 對 生 活 的 要 求 將 愈 來 愈 高 ， 對 自 身 相 關 居 住 環 境 的 關 心 程 度 將 大 大 增 加 ， 台 灣 過 去 用 環 境 賺 取 外 匯 的 時 代 將 過 去 。 在 這 場 能 源 產 品 製 造 上 臺 灣 將 佔 有 一 席 之 地 ， 故 須 考 量 太 陽 電 池 在 製 造 階 段 或 產 品 壽 命 結 束 時 ， 能 否 得 到 完 善 且 充 分 的 處 理 ， 避 免 因 生 產 而 換 取 環 境 永 遠 的 破 壞 。 俗 話 說 「 廢 棄 物 就 是 錯 置 的 資 源 」， 應 避 免 資 源 不 因 人 類 使 用 不 當 ， 而 使 資 源 枯 竭 ， 讓 資 源 得 以 永 續 利 用 。 透 過 資 源 的 再 利 用 與 廢 棄 物 處 理 技 術 的 發 展，可 使 資 源 得 以 永 續 使 用，更 可 減 少 新 品 製 造 的 能 源 與 成 本 支 出， 這 是 本 文 研 究 的 動 機 所 在 。 而 發 展 回 收 太 陽 電 池 技 術 ， 回 收 太 陽 電 池 中 的 矽 材 ， 對 欠 缺 矽 原 料 的 我 國 半 導 體 產 業 而 言 ， 將 可 就 近 提 供 價 廉 的 原 料 來 源 ， 使 產 業 競 爭 力 增 加 。

1.3 研 究 步 驟

為 達 成 本 文 研 究 的 目 的 ， 將 採 用 下 列 研 究 步 驟 ， 以 利 研 究 之 進 行 。 1. 簡 介 太 陽 電 池 原 理 、 製 造 過 程 所 生 之 廢 棄 物 與 文 獻 探 討 。 2. 國 內 外 環 保 法 令 與 回 收 理 論 。 3. 廢 太 陽 電 池 回 收 可 行 性 探 討 與 回 收 處 理 技 術 。 4. 結 論 與 建 議 。

第二章 文獻回顧

太 陽 能 電 池 在 1954 年 時 由 Bell實 驗 室 所 製 造 [ 2 ]， 迄 今 已 50 年 ， 在 效 率 增 加 與 實 際 應 用 上 仍 有 許 多 努 力 的 技 術 空 間 。 以 下 將 針 對 太 陽 能 電 池 發 電 原 理 、 太 陽 能 電 池 材 料 、 廢 棄 物 相 關 法 令 與 國 外 廢 太 陽 電 池 回 收 處 理 文 獻 做 相 關 介 紹 。

2.1

太 陽 電 池 發 電 原 理 與 材 料 簡 介

太 陽 能 電 池 是 一 種 能 量 轉 換 的 光 電 元 件 ， 它 是 經 由 太 陽 光 的 照 射 後 ， 把 光 的 能 量 轉 換 成 電 能 ， 此 種 光 電 元 件 稱 為 太 陽 能 電 池（ solar cell）， 從 物 理 學 的 角 度 來 看 ， 有 人 亦 稱 之 光 伏 特 電 池 （ photovoltaic）。 關 於 太 陽 電 池 的 發 電 原 理 [ 3 ]， 可 以 用 一 構 造 最 簡 單 的 單 晶 矽 太 陽 電 池 來 說 明。所 謂 的 單 晶 矽，就 是 指 矽 原 子 與 矽 原 子 間 按 照 順 序 規 則 的 排 列。 矽 (Si)的 原 子 序 為 14， 其 電 子 組 態 為 1s2 2s 2p 3s 3p ， 其 中 內 層 的 10 個 電 子 (1s 2s 2p6 )，被 原 子 核 緊 密 的 束 縛 著，而 外 層 的 4 個 電 子 (3s2 3p )受 到 原 子 核 的 束 縛 較 小 ， 如 果 得 到 足 夠 的 能 量 ， 則 可 使 其 脫 離 原 子 核 的 束 縛 而 成 為 自 由 電 子 ， 矽 原 子 外 層 的 這 四 個 電 子 又 稱 為 價 電 子 ， 而 矽 的 晶 體 結 構 是 屬 於 鑽 石 晶 體 結 構 (diamond crystal structure)， 每 個 矽 原 子 與 鄰 近 的 四 個 矽 原 子 形 成 共 價 鍵 ， 如 果 我 們 在 純 矽 之 中 摻 入 三 價 的 雜 質 原 子 ， 例 如 硼 原 子 (B)， 此 三 價 的 雜 質 原 子 ， 將 取 代 矽 原 子 的 位 置 ， 因 為 硼 原 子 只 有 三 個 價 電 子 可 與 鄰 近 的 矽 原 子 形 成 共 價 鍵 ， 所 以 在 硼 原 子 的 周 圍 會 產 生 一 個 空 缺 ， 可 供 電 子 填 補 ， 此 一 可 填 補 電 子 的 空 缺 即 稱 為 電 洞 。 電 洞 在 電 學 中 可 視 為 一 可 移 動 且 帶 正 電 的 載 子 (carrier)，因 為 電 洞 可 以 接 受 一 個 電 子 ， 所 以 摻 入 的 三 價 雜 質 原 子 又 稱 為 受 體 (acceptor)， 而 一 個 摻 入 三 價 雜 質 的 半 導 體 ， 即 稱 為 p型 半 導 體 。 2 6 2 2 2 2 2 同 理 ， 如 果 我 們 在 純 矽 之 中 摻 入 五 價 的 雜 質 原 子 ， 例 如 磷 原 子 (P)， 此 五 價 的 雜 質 原 子 ， 將 取 代 矽 原 子 的 位 置 ， 因 為 磷 原 子 具 有 五 個 價 電 子 ， 其 中 的 四 個 價 電 子 分 別 與 鄰 近 的 四 個 矽 原 子 形 成 共 價 鍵 ， 而 多 出 一 個 自 由

圖 2.1 p 型 與 n 型 半 導 體 分 別 資 料 來 源 ： 熊 谷 秀 ，「 太 陽 光 電 知 多 少 」， 科 學 發 展 ， 第 383 期 ， 頁 36， 2004 年 11 月 電 子 ， 該 電 子 為 一 帶 負 電 的 載 子 ， 因 為 五 價 的 雜 質 原 子 可 提 供 一 個 自 由 電 子 ， 故 稱 此 五 價 的 雜 質 原 子 為 施 體 (donor)， 而 摻 了 施 體 的 半 導 體 稱 為 n 型 半 導 體 ， 在 純 矽 之 中 摻 入 三 價 的 硼 原 子 後 ， 就 會 形 成 可 以 自 由 移 動 的 電 洞 ， 此 即 為 p 型 半 導 體 。 如 圖 2.1 所 示 。 一 般 太 陽 電 池 是 以 摻 雜 少 量 硼 原 子 的 p 型 半 導 體 當 作 基 板 (substrate)， 然 後 再 用 高 溫 熱 擴 散 的 方 法 ， 把 濃 度 略 高 於 硼 的 磷 摻 入 p 型 基 板 內 ， 如 此 即 可 形 成 一 p-n 接 面 ， 而 p-n 接 面 是 由 帶 正 電 的 施 體 離 子 與 帶 負 電 的 受 體 離 子 所 組 成 ， 在 該 正 、 負 離 子 所 在 的 區 域 內 ， 存 在 著 一 個 內 建 電 位 (built-in potential)， 此 內 建 的 電 位 ， 可 驅 趕 在 此 區 域 中 的 可 移 動 載 子 ， 故 此 區 域 稱 之 為 空 乏 區 (depletion region) 。 當 太 陽 光 照 射 到 一 p-n 結 構 的 半 導 體 時 ， 光 子 所 提 供 的 能 量 可 能 會 把 半 導 體 中 的 電 子 激 發 出 來，產 生 電 子 -電 洞 對，電 子 與 電 洞 均 會 受 到 內 建 電 位 的 影 響，電 洞 往 電 場 的 方 向 移 動 ， 而 電 子 則 往 相 反 的 方 向 移 動 。 如 果 我 們 用 導 線 將 此 太 陽 電 池 與 一 負 載 (load)連 接 起 來，形 成 一 個 迴 路 (loop)，就 會 有 電 流 流 過 負 載， 這 就 是 太 陽 電 池 發 電 的 原 理 ， 如 圖 2.2。

圖 2.2 太 陽 能 電 池 發 電 原 理 資 料 來 源 ： 太 陽 能 光 電 發 電 網 w w w. p v pr o j e c t . c o m. t w / a b o u t u s / p r i n c i ple1.ht ml 太 陽 能 電 池 因 受 到 材 料 ， 製 程 與 各 項 發 電 因 素 的 影 響 ， 有 其 優 缺 點 。 優 點 ： 1. 太 陽 能 電 池 是 經 過 光 的 能 量 轉 換 成 電 能 ， 因 無 傳 統 發 電 所 需 之 可 動 部 份 ， 故 無 噪 音 與 轉 換 電 能 之 能 量 浪 費 。 2. 不 因 規 模 大 小 均 有 其 固 定 發 電 效 率 。 3. 構 造 簡 單 易 模 組 化 ， 量 產 容 易 。 4. 可 直 接 將 電 力 輸 出 接 近 使 用 端 ， 減 少 相 關 輸 配 電 路 ， 適 用 於 山 區 偏 遠 地 區 或 電 力 成 本 較 高 處 。 5. 發 電 量 隨 日 照 強 度 而 定 ， 對 紓 解 尖 峰 用 電 有 助 益 。 6. 可 作 為 屋 頂 與 牆 面 之 使 用 ， 兼 具 隔 熱 的 功 能 。 7. 當 每 平 方 公 尺 的 太 陽 電 池 模 組 ， 可 產 生 的 電 力 約 為 112W， 約 可 減 少 石 油 使 用 約 0.48 公 升 ，也 可 減 少 CO 排 放 量 約 1.104 公 斤 ，可 以 說 效 益 相 當 大 。（ 3kw 容 量 之 太 陽 能 電 池 其 安 裝 面 積 約 為 26.7m2 ， 太 陽 能 電 池 發 電 1MW 發 電 量 相 當 400 公 秉 油 當 量 ， 燃 燒 每 公 秉 油 會 產 生 2.33 噸 的 CO ） 2 2 缺 點 ： 1. 設 備 成 本 與 發 電 成 本 較 傳 統 能 源 為 高 。

2. 輸 出 為 直 流 電 ， 需 轉 換 成 交 流 電 ， 方 能 提 供 家 庭 的 電 器 設 備 使 用 。 3. 發 電 量 受 系 統 面 積 的 限 制 。 4. 發 電 量 受 陽 光 能 量 的 強 弱 ， 天 候 的 變 化 ， 夜 晚 無 法 發 電 等 因 素 影 響 。 太 陽 能 電 池 材 料 相 當 多 種 ， 而 各 種 電 池 材 料 其 製 造 方 式 與 特 性 均 不 同，太 陽 電 池 材 料 可 以 大 略 區 分 為 矽 系，化 合 物 半 導 體 系 及 其 他 三 種 類 型， 如 表 2.1 所 示 。 而 市 面 上 太 陽 電 池 的 佔 有 率 如 圖 2.3。 以 下 分 別 簡 單 說 明 介 紹 ： 表 2.1 太 陽 電 池 主 要 種 類 與 材 料 太 陽 電 池 種 類 半 導 體 材 料 Cell 效 率 ％ 模 組 效 率 ％ 單 晶 矽 15-24 12-20 結 晶 矽 多 晶 矽 10-17 10-15 矽 非 晶 矽 a-Si、a-SiO、a-SiGe （ 薄 膜 型 ） 8-13 5-10 Ⅲ -Ⅴ 族 GaAs（ 晶 圓 型 ） 19-32 18-30 Ⅱ -Ⅵ 族 CdS、CdTe（ 薄 膜 型 ） 10-15 7-10 化 合 物 半 導 體 多 元 化 合 物 CuInSe （ 薄 膜 型 ）₂ 10-12 8-10

染 料 敏 化 TiO （ Dye Sensitized Solar Cell） 2 8-11 ~8 有 機 薄 膜 （ 有 機 薄 膜 太 陽 電 池 ） 3-5 資 料 來 源 ： 工 研 院 IEK-ITIS 計 畫 （ 2004/7） 1. 晶 矽 類 ： 有 單 晶 矽 太 陽 能 電 池 、 多 晶 矽 太 陽 能 電 池 、 非 晶 矽 太 陽 電 池 ， 其 特 點 分 別 如 下 （ 1） 單 晶 矽 電 池 特 徵 ： 原 料 矽 藏 量 豐 富 ； 單 晶 矽 製 造 技 術 隨 半 導 體 製 程 進 步 而 良 率 提 高；密 度 低、材 料 輕；能 源 轉 換 效 率 高 ； 發 電 特 性 安 定 [ 4 ]等 優 點 ， 但 因 製 造 成 本 較 高 普 及 性 較 多 晶 矽 低 。 而 單 晶 矽 的 太 陽 能 電 池 開 發 方 向 是 朝 向 提 高 其 效 率 與

圖 2.3 太 陽 電 池 種 類 與 市 佔 率 資 料 來 源 ： Photon International， PIDA 整 理 ， 2004/04

降 低 製 造 成 本 上 著 手，單 晶 矽 的 轉 換 效 率 約 為 15-18﹪，其 模 組 效 率 則 為 12-15﹪，而 通 常 所 知 效 率 是 指 模 組 中 最 低 太 陽 能 電 池 的 轉 換 效 率 ， 而 非 平 均 轉 換 效 率 [ 5 降 低 製 造 成 本 上 著 手，單 晶 矽 的 轉 換 效 率 約 為 15-18﹪，其 模 組 效 率 則 為 12-15﹪，而 通 常 所 知 效 率 是 指 模 組 中 最 低 太 陽 能 電 池 的 轉 換 效 率 ， 而 非 平 均 轉 換 效 率 [ 5 ]， 如 圖 2.4。 圖 2.4 單 晶 矽 太 陽 能 電 池 資 料 來 源 ： 太 陽 能 光 電 發 電 網 w w w. p v p r o j e c t . c o m. t w / a b o u t u s / i n t r o d u c t i o n 2 . h t ml （ 2） 多 晶 矽 電 池 特 徵 ： 因 使 用 品 質 較 低 之 矽 晶 材 料 ， 成 本 較 單 晶 矽 為 低 ， 其 以 降 低 成 本 為 考 量 ， 在 市 場 上 較 易 推 廣 佔 有 率 較 高 。 其 降 低 成 本 的 方 法 有 三 個 ， 一 是 在 純 化 的 過 程 中 沒 有 完 全 將 雜 質 去 除 ， 二 是 使 用 較 快 速 的 方 式 讓 矽 結 晶 ， 三 是 避 免 切 片 的 浪 費 。 多 晶 矽 結 構 較 差 的 原 因 有 兩 個 ， 一 是 本 身 有 雜 質 ， 二 是 矽 的 結 晶 速 度 較 快 ， 矽 原 子 無 法 在 短 時 間 結 晶 成 單 一 晶 粒 。 其 效 率 差 的 原 因 在 於 晶 粒 與 晶 粒 之 間 有 結 晶 邊 界 存 在 ， 結 晶 邊 界 存 在 著 許 多 懸 浮 鍵 ， 懸 浮 鍵 會 與 自 由 電 子 結 合

而 使 電 流 減 少 ， 而 在 邊 界 上 的 矽 原 子 鍵 結 情 況 較 差 ， 易 受 紫 外 線 破 壞 而 產 生 更 多 的 懸 浮 鍵 。 隨 使 用 時 間 增 加 ， 懸 浮 鍵 數 目 亦 增 加 ， 光 電 效 率 因 而 衰 退 。 因 雜 質 多 半 聚 集 在 邊 界 上 ， 雜 質 的 存 在 使 電 子 與 電 洞 不 易 移 動 。 懸 浮 鍵 增 加 使 光 電 轉 換 效 率 衰 退 ， 這 是 多 晶 矽 太 陽 能 電 池 的 缺 點 ， 但 成 本 較 單 晶 矽 太 陽 能 電 池 低 為 其 優 點 [ 6 而 使 電 流 減 少 ， 而 在 邊 界 上 的 矽 原 子 鍵 結 情 況 較 差 ， 易 受 紫 外 線 破 壞 而 產 生 更 多 的 懸 浮 鍵 。 隨 使 用 時 間 增 加 ， 懸 浮 鍵 數 目 亦 增 加 ， 光 電 效 率 因 而 衰 退 。 因 雜 質 多 半 聚 集 在 邊 界 上 ， 雜 質 的 存 在 使 電 子 與 電 洞 不 易 移 動 。 懸 浮 鍵 增 加 使 光 電 轉 換 效 率 衰 退 ， 這 是 多 晶 矽 太 陽 能 電 池 的 缺 點 ， 但 成 本 較 單 晶 矽 太 陽 能 電 池 低 為 其 優 點 [ 6 ]。 多 晶 矽 太 陽 能 電 池 的 轉 換 效 率 為 10-15﹪，其 模 組 化 的 轉 換 效 率 為 9-12﹪ [ 7 ]，如 圖 2.5。 圖 2.5 多 晶 矽 太 陽 能 電 池 資 料 來 源 ： 太 陽 能 光 電 發 電 網 w w w. p v p r o j e c t . c o m. t w / a b o u t u s / i n t r o d u c t i o n 2 . h t ml （ 3） 非 晶 矽 太 陽 能 電 池 ： 在 可 見 光 範 圍 內 光 吸 收 係 數 高 且 光 導 電 性 大 ； 省 能 之 低 價 材 料 ； 可 在 任 一 基 板 成 長 大 面 積 的 電 池 ； 系 統 差 價 （ Balance of System） 低 ； 可 量 產 化 ； 有 可 控 制 之 價 電 子 存 在 。 因 非 晶 系 電 池 可 在 任 一 種 基 板 上 成 長 其 應 用 範 圍 廣 泛 ， 世 界 各 國 莫 不 投 入 大 量 經 費 研 究 與 發 展 ， 相 信 應 用 此 技 術 將 指 日 可 待 ， 如 圖 2.6。 2. 化 合 物 半 導 體 系 類 （ 亦 稱 薄 膜 太 陽 能 電 池 ） 如 圖 2.7 所 示 [ 8 ]其 特 徵 如 下 ： （ 1） 高 效 率 （ 2） 適 合 薄 膜 化 （ 3） 可 有 效 減 緩 受 輻 射 線 老 化 的 情 形 （ 4） 各 種 半 導 體 之 組 合 ， 可 使 波 長 感 度 帶 寬 域 化 ， 可 期 待 高 效 率 化 。 III-V族 化 合 物 半 導 體 ， 可 以 達 到 30-40﹪ 的 超 高 效 率 ， 已 經 在 專 業 實 驗 室 中 獲 得 證 實 ， 例 如 磷 化 鎵 銦 （ GaInp）、 砷

圖 2.6 非 晶 矽 太 陽 能 電 池 （ 撓 曲 式 ） 資 料 來 源 ： 太 陽 能 光 電 發 電 網 w w w. pv p r oj e c t . c o m . t w / a b o u t u s / i n t r o d u c t i o n 2 . h t ml 圖 2.7 化 合 物 半 導 體 系 類 資 料 來 源 ： 莊 家 琛 ，「 太 陽 能 工 程 -太 陽 電 池 篇 」， 全 華 圖 書 ， 民 國 86 年 8 月 化 鎵 （ GaAs）， 已 可 達 到 將 近 30﹪ 的 效 率 。 而 若 再 利 用 聚 光 方 式 ， 則 可 再 將 太 陽 能 電 池 的 效 率 向 上 提 昇 ， 例 如 若 將 砷 化 鎵 （ GaAs） 與 錫 化 鎵 （ GaSn） 疊 層 起 來 ， 太 陽 能 電 池 在 聚 光 的 轉 換 效 率 可 達 35.8﹪，這 是 目 前 世 界 上 所 得 到 最 高 轉 換 效 率 的 太 陽 能 電 池 [ 8 ]。 但 因 污 染 性 與 成 本 較 矽 晶 類 太 陽 電 池 高 ， 故 其 推 廣 不 易 。 此 種 太 陽 電 池 大 多 使 用 在 太 空 計 劃 上 ， 可 提 供 較 佳 的 轉 換 效 率 。 3. 其 他 種 類 之 太 陽 電 池 ： [ 9 ] （ 1） 無 機 太 陽 能 電 池 ： Zn₃P 系 太 陽 能 電 池 ； Se 系 太 陽 能 電 池 ； Cu S 系 太 陽 能 電 池 ； 球 狀 系 太 陽 能 電 池 。 2 2

（ 2） 有 機 太 陽 能 電 池 （ 3） 濕 式 太 陽 能 電 池 以 太 陽 能 電 池 的 材 料 為 例 ， 化 合 物 半 導 體 等 係 由 少 量 元 素 所 製 成 ， 這 些 少 量 元 素 包 了 鎵 、 砷 、 銦 、 鎘 等 ， 但 其 中 砷 （ As） 是 劇 毒 物 質 ， 誤 用 少 量 將 使 人 致 死 ； 而 鎘 會 引 發 所 謂 的 痛 痛 病 。 儘 管 以 它 們 製 成 的 太 陽 能 電 池 轉 換 效 率 很 高 ， 但 從 材 料 來 源 與 環 保 方 面 來 看 ， 因 有 嚴 重 的 污 染 問 題 ， 這 類 太 陽 能 電 池 將 來 較 不 可 能 成 為 主 導 地 位 。 而 另 兩 類 電 池 奈 米 級 太 陽 能 電 池 和 聚 合 物 太 陽 能 電 池 ， 它 們 的 研 究 剛 剛 起 步 ， 技 術 不 是 很 成 熟 ， 轉 換 效 率 還 比 較 低 ， 這 兩 類 電 池 還 處 於 探 索 階 段 ， 短 時 間 內 不 可 能 替 代 。 因 此 ， 從 轉 換 效 率 和 材 料 的 來 源 來 看 ， 今 後 發 展 的 重 點 仍 是 應 用 矽 的 太 陽 能 電 池，特 別 是 多 晶 矽 和 非 晶 矽 薄 膜 電 池。目 前 太 陽 電 池 之 應 用 範 圍 極 為 廣 泛， 除 建 築 外 ， 農 業 、 交 通 、 通 訊 醫 療 等 許 多 領 域 均 有 使 用 ， 其 應 用 範 圍 整 理 如 表 2.2。 表 2.2 太 陽 電 池 應 用 範 圍 表 領 域 範 例 民 生 消 費 計 算 機 、 手 錶 交 通 安 全 照 明 、 交 通 號 誌 、 警 告 標 誌 燈 、 緊 急 電 話 通 訊 中 繼 微 波 站 、 無 線 電 話 、 收 音 機 、 氣 象 資 料 傳 送 電 力 大 型 太 陽 能 電 廠 、 偏 遠 山 區 及 離 島 供 電 居 住 發 電 系 統 、 照 明 、 通 風 及 空 調 、 保 全 系 統 汽 車 工 業 太 陽 能 動 力 車 農 業 灌 溉 系 統 、 給 水 系 統 、 溫 室 、 病 蟲 害 防 制 海 事 燈 塔 、 浮 標 、 太 陽 能 動 力 船 、 餵 食 器 、 海 水 淡 化 系 統 工 業 獨 立 發 電 系 統 、 廣 告 牌 、 照 明 公 共 設 施 照 明 、 時 鐘 、 裝 飾 、 監 視 及 控 制 器 醫 療 疫 苗 及 藥 品 冷 凍 庫 、 緊 急 醫 療 之 照 明 及 空 調 航 太 太 陽 能 動 力 飛 機 、 衛 星 資 料 來 源 ： 張 子 文 ， 太 陽 電 池 應 用 於 建 築 上 之 研 究 ， 2001， 成 大 建 築 所 碩 論

地 球 暖 化 問 題 受 到 各 國 重 視 ， 對 環 保 的 要 求 提 高 ， 以 各 種 再 生 能 源 為 輔 的 發 電 方 式 ， 相 較 以 傳 統 方 式 發 電 為 主 的 發 電 方 式 ， 將 可 有 效 減 低 二 氧 化 碳 的 排 放 量 ， 避 免 溫 室 效 應 的 發 生 。 利 用 太 陽 能 發 電 ， 每 發 一 度 電 約 可 以 使 CO₂排 放 量 較 傳 統 能 源 平 均 排 放 量 下 降 525 公 克 [ 10 ]。 而 陽 光 取 之 不 盡 ， 不 受 有 形 地 域 疆 界 限 制 ， 長 期 而 言 ， 仍 是 許 多 國 家 發 展 再 生 能 源 的 重 要 方 式 之 ㄧ 。 隨 著 半 導 體 製 程 的 改 善 與 奈 米 技 術 的 發 展 ， 各 種 增 加 轉 換 效 率 與 減 少 面 積 的 太 陽 電 池 電 池 不 斷 被 開 發 出 來 ， 善 加 利 用 對 於 地 球 的 暖 化 效 是 有 相 當 大 的 幫 助 。 據 國 際 半 導 體 協 會 （ SEMI） 統 計 ， 2003 到 2004 年 的 全 球 矽 晶 圓 材 料 使 用 量 大 幅 增 加 22﹪，到 2007 年 全 球 使 用 量 仍 有 6.2﹪ 的 年 成 長 率，太 陽 能 電 池 未 來 的 發 展 趨 勢，2006 約 有 35﹪ 成 長，2007 到 2010 年 則 將 維 持 30 ﹪ 成 長 。 隨 產 量 提 升 與 技 術 的 成 熟 ， 將 有 效 降 低 太 陽 能 電 池 的 成 本 ， 預 期 至 2015 年 ， 其 發 電 成 本 將 能 與 傳 統 發 電 成 本 相 抗 衡 ， PV 將 會 走 入 另 一 波 產 業 發 展 高 峰 ， 也 更 有 效 減 少 CO₂對 環 境 的 負 荷 。

2.2 國 內 外 太 陽 能 產 業 發 展 現 況

受 能 源 價 格 不 斷 上 漲 的 壓 力 ， 溫 室 效 應 產 生 的 天 候 異 常 現 象 ， 使 各 國 莫 不 感 受 到 自 然 反 撲 帶 給 人 類 的 衝 擊 ， 目 前 各 國 均 大 力 開 發 再 生 能 源 ， 尤 其 以 德 國 與 日 本 在 這 方 面 為 領 導 者 ， 其 發 展 亦 較 他 國 為 佳 ， 故 目 前 太 陽 電 表 2.3 世 界 各 國 對 太 陽 能 光 電 系 統 發 展 規 劃 及 展 望 地 區 計 畫 名 稱 目 標 日 本 新 陽 光 計 劃 2010 年 12.2TWh 美 國 百 萬 陽 光 屋 頂 計 畫 2025 年 5TWh 歐 盟 再 生 能 源 發 展 白 皮 書 2010 年 3GWp 中 國 能 源 技 術 研 發 計 畫 2015 年 300MW 南 韓 新 能 源 和 可 再 生 能 源 發 展 要 點 2012 年 1.3GW 台 灣 能 源 會 議 2010 年 21MW 資 料 來 源 ： IEK， 2005 年 7 月 註 ： 美 國 係 依 能 源 部 對 未 來 展 望 之 預 測

池 以 歐 洲 的 德 國 與 日 本 為 主 要 的 生 產 地 ， 各 國 也 都 有 相 關 的 推 展 計 畫 與 目 標 如 表 2.3。 藉 由 政 府 在 經 濟 上 的 補 助 與 誘 因 ， 來 推 動 太 陽 發 電 的 產 業 發 展，更 盼 藉 由 能 源 政 策 的 推 動，使 能 源 效 益 增 加 與 減 少 對 他 國 的 能 源 依 賴， 更 藉 由 促 進 太 陽 產 業 發 展 ， 掌 握 下 一 階 段 的 國 家 成 長 機 會 [ 11 ]。 太 陽 光 電 於 最 近 幾 年 之 成 長 快 速，自 1999 年 起 太 陽 電 池 的 全 球 產 量 以 30～ 40％ 的 年 增 率 持 續 擴 大 。 根 據 renewableenergyaccess 的 調 查 ， 2005 年 全 球 太 陽 電 池 銷 售 量 較 2004 成 長 了 約 50﹪ ， 達 到 1727MW， 歷 年 主 要 太 陽 光 電 生 產 國 之 市 場 銷 售 量 詳 如 表 2.4。日 本、歐 洲 大 廠 仍 為 主 要 供 給 者 ， 前 十 大 廠 商 生 產 量 佔 全 球 超 過 八 成。工 研 院 IEK 更 樂 觀 的 預 期，直 到 年 2010 為 止 ， 將 以 年 複 合 成 長 率 三 成 的 步 調 成 長 ， 以 此 成 長 率 預 估 ， 2010 年 全 球 太 陽 能 電 池 市 場 規 模 可 望 達 6412MW。 表 2.4 主 要 國 家 歷 年 太 陽 電 池 市 場 銷 售 量 （ 單 位 ： MW） 國 家 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2005* 美 國 1 6 . 2 1 7 . 9 2 1 . 0 2 5 . 6 3 8 . 9 3 8 . 9 5 3 . 0 5 3 . 7 6 0 . 8 7 4 . 7 9 1 0 0 . 3 1 2 0 . 6 1 0 3 . 0 1 3 9 2 8 9 日 本 1 8 . 7 1 8 . 3 1 7 . 0 1 6 . 5 1 6 . 4 2 1 . 2 3 5 . 0 4 9 . 2 8 0 . 0 1 2 8 . 6 1 7 1 . 2 2 5 1 . 1 3 6 3 . 9 6 1 8 8 3 3 歐 洲 1 3 . 0 1 3 . 0 1 6 . 0 2 1 . 7 2 0 . 1 1 8 . 8 2 9 . 3 3 3 . 5 4 0 . 0 6 0 . 6 6 8 6 . 4 1 3 5 . 1 1 9 3 . 4 3 0 8 4 5 2 其 他 6 . 0 6 . 0 6 . 0 5 . 6 0 6 . 3 5 9 . 7 5 9 . 4 1 8 . 7 2 0 . 5 2 3 . 4 2 3 2 . 6 5 5 . 1 8 3 . 8 1 2 9 1 5 3 合 計 5 4 . 0 5 8 . 2 6 1 . 1 6 9 . 4 7 7 . 6 8 8 . 6 1 2 5 . 8 1 5 4 . 9 2 0 1 . 3 2 8 7 . 7 3 9 0 . 5 5 6 1 . 8 7 4 4 . 1 1 1 9 4 1 7 2 7

資 料 來 源 ： Photovoltaic News， March 2005

＊ http://www.renewableenergyaccess.com/rea/news/story 根 據 太 陽 能 專 業 網 站 Solarbuzz近 日 所 提 出 全 球 太 陽 能 光 電 市 場 供 需 成 長 動 態 報 導 ， 由 於 多 晶 矽（ Polysilicon）材 料 供 貨 持 續 嚴 重 短 缺 ， 全 球 太 陽 能 市 場 的 成 長 將 因 而 受 到 限 制，預 估 2006 年 市 場 僅 達 10％ 的 成 長 率。 根 據 Solarbuzz市 場 評 估 [ 12 ]，2005 年 全 球 太 陽 能 模 組 系 統 安 裝 市 場 成 長 率 為 34％ ， 已 突 破 1,460 百 萬 瓦（ MWp）， 其 中 德 國 市 場 已 達 到 837MWp， 年 成 長 率 為 53％，亦 占 全 球 太 陽 能 市 場 的 57％，也 是 美 國 市 場 的 8 倍。在 全 球 太 陽 能 電 池 產 能 方 面 ， 從 2004 年 的 1,146MWp成 長 到 2005 年 的 2,656MWp，2005 年 日 本 仍 是 位 居 市 場 供 應 的 領 導 地 位，有 46％ 的 市 佔 率 ， 歐 洲 則 佔 28％ ， 而 美 國 的 總 產 能 為 156MWp， 詳 見 圖 。

德 國 於 2000 年 通 過 再 生 能 源 法（ Renewable），新 能 源 法 和 補 貼 政 策 加 速 推 動 了 德 國 太 陽 能 發 電 計 劃 的 執 行 ， 以 固 定 優 惠 收 購 電 價 鼓 勵 提 供 綠 色 電 力 之 再 生 能 源 事 業 ； 2004 年 四 月 德 國 通 過 再 生 能 源 法 之 補 充 修 訂 ， 2005 年 起 對 新 設 備 收 購 電 價 費 率 每 年 減 少 5％，但 裝 設 目 標 量 上 限 由 350MW提 高 為 1000MW； 由 於 條 件 優 惠 且 大 幅 放 寬 ， 因 而 使 德 國 2004 年 太 陽 光 電 系 統 裝 設 大 幅 增 加 ， 並 一 舉 超 越 日 本 成 為 全 球 最 大 太 陽 光 電 系 統 裝 設 地 區 [ 13 ]。正 因 太 陽 能 發 電 技 術 的 快 速 成 長，未 來 五 年，太 陽 能 光 電 發 電 成 本 將 大 幅 降 低 30%~50%。 或 許 在 未 來 的 五 年 ， 太 陽 能 光 電 發 電 成 本 將 比 燃 油 成 本 低 [ 14 ]。 不 同 於 日 本 及 德 國 市 場，美 國 PV 市 場 的 推 動 主 要 著 力 於 州 政 府 及 地 區 性 電 力 公 司 ， 缺 乏 國 家 統 一 的 推 動 政 策 及 法 令 。 西 岸 的 加 州 是 最 主 要 的 市 場，約 佔 全 美 市 場 的 八 成。美 國 西 部 的 幾 個 州 在 2004 年 制 定 了 開 發 地 區 再 生 能 源 的 計 畫，在 未 來 20 年 提 高 再 生 能 源 發 電 量。目 前 西 部 幾 個 州 政 府 計 畫 在 未 來 10 年 至 20 年 內，將 再 生 能 源 發 電 占 其 總 發 電 量 的 比 例 提 高 到 10 ﹪ 。 各 州 政 府 在 計 畫 中 採 取 包 括 稅 收 優 惠 、 政 策 法 規 傾 斜 政 策 和 其 他 獎 勵 措 施 ， 鼓 勵 能 源 系 統 開 發 與 利 用 更 多 的 再 生 能 源 ， 以 減 少 對 石 化 能 源 的 依 賴。而 加 州 在 2006 年 1 月 在 公 共 電 力 委 員 會 通 過 創 建 全 美 歷 來 最 大 規 模 的 太 陽 能 發 電 計 畫 。 美 西 的 加 州 太 陽 電 池 板 已 出 現 缺 貨 ， 產 業 界 估 計 嚴 重 缺 貨 的 情 形 將 持 續 ， 供 需 平 衡 將 在 2007 年 以 後 ， 2010 年 前 將 達 到 300MW[ 15 ]。 透 過 太 陽 能 發 電 較 一 般 傳 統 發 電 方 式 的 成 本 來 的 高 ， 故 各 國 政 府 先 期 大 多 採 用 補 貼 設 備 設 置 的 方 式 ， 補 助 太 陽 能 發 電 設 備 的 裝 設 ， 再 藉 由 修 改 相 關 電 力 法 令 ， 將 設 置 後 太 陽 能 所 發 的 電 除 供 自 用 外 ， 還 能 將 所 發 的 電 透 過 電 力 公 司 的 輸 電 網 路 用 高 價 格 賣 回 ， 增 加 民 眾 申 裝 的 意 願 。 國 內 目 前 在 太 陽 能 發 電 的 推 廣 與 建 設 上 均 落 後 先 進 國 家 相 當 多 ， 起 因 電 價 相 較 其 他 國 家 便 宜 ， 在 能 源 使 用 上 較 無 省 能 觀 念 ， 故 推 行 上 相 當 不 易 ， 大 都 為 公 家 機 關 的 示 範 計 畫 。 國 內 的 太 陽 能 政 策 是 補 助 設 備 購 置 ， 卻 未 修 改 相 關 的 配 套 法 令 ， 無 法 將 所 發 的 電 賣 給 台 電 得 到 收 益 ， 故 民 眾 裝 設 的 誘 因 不 大 推 廣 效 益 不 佳 ， 因 有 利 可 圖 才 有 申 設 的 意 願 ， 也 才 能 進 一 步 帶 動 國 內 太 陽 發 電 的 產 業 發 展 。

經 濟 部 能 源 局 在 2000 年 啟 動 「 太 陽 光 電 示 範 推 廣 計 畫 」， 截 至 2004 年 累 計 設 置 發 電 容 量 為 1272KW， 其 設 置 大 多 為 機 關 團 體 為 主 ， 較 少 民 眾 申 請 。 因 油 價 上 漲 壓 力 依 舊 存 在 ， 對 於 電 價 與 經 濟 的 衝 擊 相 當 大 。 台 灣 的 能 源 都 靠 進 口 。 2005 年 的 全 國 能 源 會 議 上 ， 經 濟 部 將 太 陽 能 發 電 推 廣 目 標 由 2004 年 的 0.056 萬 瓩 ， 提 升 到 2010 年 2.1 萬 瓩 、 2015 年 32 萬 瓩 、 2020 年 57 萬 瓩 、 2025 年 80 萬 瓩 為 目 標 。 希 能 在 2010 年 將 整 體 再 生 能 源 發 電 量 提 高 到 占 總 能 源 3%~5%， 或 再 生 能 源 發 電 設 置 為 500 萬 瓩 佔 整 體 能 源 10%， 而 太 陽 能 發 電 將 佔 0.04﹪ ， 這 個 目 標 將 較 現 行 太 陽 能 發 電 佔 整 體 發 電 量 的 0.007﹪ 高 出 許 多 [ 16 ]， 故 太 陽 能 的 發 展 是 相 當 令 人 期 待 。 綜 觀 各 國 對 太 陽 能 推 廣 計 畫 ， 油 價 上 漲 與 二 氧 化 碳 排 放 限 制 是 使 太 陽 能 發 電 普 及 的 因 素 ， 但 各 國 在 法 令 上 配 合 與 補 助 措 施 ， 更 是 使 普 及 增 加 的 重 要 手 段。隨 太 陽 能 產 業 蓬 勃 發 展，未 來 20 年 廢 棄 太 陽 電 池 也 將 有 大 幅 的 增 加，先 行 研 究 其 廢 棄 處 理 技 術 與 法 令，有 助 減 少 因 淘 汰 造 成 的 環 境 影 響。 回 收 所 得 之 矽 材 ， 更 能 有 效 降 低 製 造 成 本 與 廢 棄 量 。

2.3 國 內 外 廢 棄 物 法 令 簡 介

經 濟 學 上 環 境 屬 於 環 境 財 ， 環 境 財 的 特 色 在 於 不 具 有 排 他 性 與 公 共 財 的 特 性 ， 因 有 此 種 特 性 存 在 ， 在 生 產 過 程 中 廠 商 並 無 將 之 計 算 於 成 本 中 形 成 外 部 成 本 ， 人 人 得 坐 享 其 成 。 若 生 產 者 無 需 考 量 環 境 成 本 ， 社 會 大 眾 需 付 出 對 環 境 破 壞 的 成 本，造 成 市 場 不 均 衡 [ 17 ]。故 需 要 政 府 的 介 入，藉 由 公 權 力 實 施 ， 將 清 理 費 用 外 部 成 本 給 予 內 部 化 ， 使 廢 棄 物 的 產 生 不 會 因 為 是 公 共 財 ， 而 使 製 造 者 未 將 這 種 社 會 成 本 計 算 於 其 中 ， 達 成 社 會 均 衡 的 狀 態 。 廢 棄 物 的 管 理 需 要 公 權 力 的 介 入 與 法 令 上 配 合 ， 故 必 須 瞭 解 相 關 法 令 ， 才 能 針 對 廢 棄 物 的 性 質 差 異 做 不 同 的 處 理 。 而 日 本 與 美 國 的 制 度 與 規 劃 上 偏 向 PDCA（ Plan-Do-Cheek-Action） 的 運 作 模 式 ； 而 歐 盟 屬 於 「 巴 賽 爾 公 約 」 的 締 約 國 ， 故 歐 盟 所 屬 會 員 國 均 遵 循 與 配 合 公 約 做 出 相 關 法 令 規 範 ； 我 國 是 採 用 兩 者 的 管 理 與 立 法 模 式 ， 使 廢 棄 物 在 有 效 管 理 的 追 蹤 與 稽 核 下 ， 能 減 少 對 環 境 造 成 的 破 壞 。

廢 棄 物 大 都 分 類 成 一 般 廢 棄 物 與 事 業 廢 棄 物 。 一 般 廢 棄 物 因 是 民 眾 所 生 產 ， 環 境 是 公 眾 財 且 無 排 它 性 ， 若 無 公 權 力 介 入 將 會 造 成 環 境 的 負 擔 ， 故 都 由 政 府 介 入 清 運 處 理 。 而 事 業 廢 棄 物 是 因 為 事 業 為 了 營 利 所 產 生 ， 若 隨 意 棄 置 將 造 成 社 會 負 擔 ， 造 成 整 體 社 會 成 本 增 加 。 在 考 量 避 免 增 加 社 會 成 本 下 ， 應 要 求 事 業 負 起 相 對 的 處 理 成 本 ， 使 社 會 不 因 事 業 得 到 利 益 ， 而 使 社 會 成 本 增 加 ， 使 市 場 得 到 均 衡 。

2.3.1 日 本 、 德 國 與 美 國 廢 棄 物 法 令

日 本 將 廢 棄 物 分 為 一 般 廢 棄 物 及 事 業 廢 棄 物 兩 種 不 同 之 管 理 方 式 ， 其 中 事 業 廢 棄 物 中 又 將 具 爆 炸 性 、 腐 蝕 性 、 威 染 性 及 特 定 有 害 事 業 廢 棄 物 ， 列 為「 特 別 管 理 事 業 廢 棄 物 」，其 中 並 定 有 需 特 殊 管 理 之 廢 棄 物 項 目，茲 就 日 本 的 管 理 制 度 簡 略 說 明 如 下 ： 法 令 規 定 事 業 廢 棄 物 之 儲 存 、 集 中 、 運 輸 、 中 間 及 最 終 處 理 等 階 段 皆 須 符 合 法 令 公 告 標 準 ， 並 取 得 營 業 執 照 ； 指 定 事 業 廢 棄 物 之 中 間 處 理 與 最 終 陸 上 掩 埋 設 施 ， 上 述 設 施 興 建 與 施 工 、 維 護 保 養 皆 需 符 合 相 關 法 令 ， 在 動 工 興 建 之 前 ， 須 向 縣 （ 市 ） 政 府 核 備 ； 產 生 「 特 別 管 理 事 業 廢 棄 物 」 之 事 業 機 構 或 委 託 清 理 機 構 代 為 處 理 必 須 將 其 廢 棄 物 之 型 式 、 數 量 及 處 理 情 況 每 年 向 縣 （ 市 ） 政 府 申 報 。 在 廢 電 子 電 器 的 回 收 處 理 方 面 ， 著 重 資 源 回 收 再 利 用 、 資 源 減 量 等 方 向 。 日 本 在 2000 年 與 2001 年 間 施 行 了 八 項 法 規 ， 以 建 立 回 收 導 向 的 社 會 (Recycling-Oriented Society, ROS)， 藉 以 促 進 永 續 發 展 。 此 八 項 法 規 分 別 為：(1)推 動 創 造 ROS 的 基 本 法，(2)資 源 有 效 利 用 推 動 法，(3)容 器 與 包 裝 回 收 法 ， (4)家 用 電 器 回 收 法 ， (5)食 品 回 收 法 ， (6)建 材 回 收 法 ， (7)綠 色 採 購 法 ， (8)廢 棄 物 管 理 修 訂 法 。 上 述 第 一 項 是 仿 效 德 國 ， 說 明 建 立 ROS 須 遵 守 的 基 本 原 則 ； 第 二 項 要 求 企 業 在 其 相 關 上 下 游 製 造 商 中 進 行 減 廢 、 回 收 與 再 利 用 。 第 三 至 第 六 項 強 制 要 求 相 關 機 關 對 特 定 產 品 施 行 回 收 。 第 七 項 從 源 頭 著 手 ， 推 動 政 府 的 綠 色 採 購，以 回 收 為 導 向 的 社 會 目 標，為 日 本 進 入 21 世 紀 建 立 一 個 融 合 環

境 與 經 濟 的 「 社 會 經 濟 系 統 」， 以 提 高 日 本 的 經 濟 與 資 源 效 率 。

德 國 認 為 無 所 謂 的 廢 棄 物，只 是 錯 置 的 資 源，故 使 用 特 殊 廢 棄（ Special Waste） 來 代 表 。 在 其 「 廢 棄 物 消 滅 及 管 理 法 （ Waste Avoidance and Waste Management Act）」中 對 特 殊 廢 棄 物 定 義 為 ＂ 因 為 類 型 及 數 量 無 法 與 生 活 廢 棄 物 共 同 處 置 ＂ 和 ＂ 產 生 自 工 業 、 商 業 或 公 眾 來 源 ， 因 其 本 質 、 狀 態 及 數 量 對 健 康 或 環 境 品 質 可 造 成 特 別 之 危 害 或 導 致 病 原 之 滋 長 散 佈 ＂ ， 其 種 類 則 採 特 定 源 、 非 特 定 源 及 化 學 品 名 稱 列 表 方 式 ， 亦 不 採 用 認 定 不 易 方 式 判 別 特 殊 廢 棄 物 。 1. 法 規 沿 革

德 國 於 1972 年 制 定 廢 棄 物 處 置 法 (Waste Disposal Act)， 此 法 明 訂 廢 棄 物 清 理 的 定 義、權 責、處 理 與 處 置 之 相 關 規 定，並 於 1986 年 頒 定 了 廢 棄 物 消 滅 管 理 法 ， 其 管 制 方 向 為 ： （ 1） 事 業 機 構 應 儘 量 減 少 事 業 廢 棄 物 的 產 生 （ 2） 如 無 法 避 免 產 生 之 廢 棄 物 ， 須 儘 可 能 予 以 資 源 化 。 （ 3） 而 無 法 資 源 化 之 廢 棄 物 ， 需 以 無 害 處 理 方 式 妥 善 處 置 。 此 部 份 條 文 提 示 了 廢 棄 電 子 電 器 產 品 之 回 收 清 除 處 理 ， 必 須 由 生 產 買 賣 相 關 產 品 業 者 ， 擔 負 起 回 收 處 理 與 消 費 者 付 費 的 概 念 。

1993 年 德 國 修 訂 為 廢 棄 物 回 收 與 處 置 法 （ Waste Recycling and Disposal Act）， 是 將 廢 棄 物 資 源 化 與 經 濟 面 相 結 合 ， 使 其 產 生 的 資 源 化 產 品 透 過 檢 驗 標 準 於 社 會 中 再 行 利 用 。 該 法 令 明 定 製 造 與 因 商 業 活 動 所 生 廢 棄 物 ， 應 儘 量 避 免 產 生 ， 若 產 生 則 在 廢 棄 前 進 行 回 收 ， 若 避 免 產 生 或 回 收 成 本 高 時，須 儘 可 能 將 其 危 害 特 性 移 除，使 廢 棄 物 的 管 制 有 預 防 性 的 概 念。 在 所 有 廢 棄 物 都 需 儘 量 回 收 的 前 提 下 ， 其 法 令 與 管 理 方 式 均 導 向 成 「 資 源 循 環 利 用 的 經 濟 體 系 」。 法 案 的 重 要 精 神 有 ： （ 1） 污 染 者 付 費 原 則 。 （ 2） 「 導 向 成 具 預 防 觀 念 」的 責 任 體 系 (在 尚 未 回 收 熱 值 或 回 收 材 料 之

前 )。 （ 3） 對 廢 棄 物 的 資 源 化 方 式 訂 出 其 優 先 順 序 。 （ 4） 生 產 者 對 其 產 品 有 照 顧 的 責 任 。 （ 5） 廢 棄 物 的 清 運 與 處 理 走 向 民 營 化 。 透 過 法 令 規 範 生 產 者 責 任 與 結 構 的 調 整 ， 產 品 生 產 者 有 責 任 使 產 品 與 附 產 物 之 再 利 用 更 具 有 整 合 性 ， 在 生 產 階 段 將 廢 棄 物 減 少 至 最 低 。 產 品 的 資 源 化 及 處 理 工 作 ， 也 必 需 符 合 環 保 的 要 求 。 因 此 產 品 其 重 複 使 用 性 高 ， 使 用 壽 命 長 ， 易 於 修 復 與 更 換 零 件 時 間 短 等 更 具 經 濟 價 值 與 成 本 的 特 性 ， 而 污 染 性 更 低 。 德 國 聯 邦 政 府 認 為 在 經 濟 上 的 誘 因 ， 可 增 加 產 業 界 和 消 費 者 對 有 害 廢 棄 物 處 理 的 創 新 ， 在 政 策 與 管 制 上 採 取 積 極 的 態 度 ， 在 廢 棄 物 管 理 法 規 和 推 動 計 畫 的 研 擬 趨 勢 上 ， 特 別 重 視 綠 色 誘 因 的 設 計 。 2． 廢 棄 物 分 類 為 使 廢 棄 物 分 類 明 確 實 及 掌 握 其 發 生 源 ， 使 廢 棄 物 產 生 者 及 管 制 單 位 在 實 際 運 用 上 有 所 依 循 ， 德 國 聯 邦 政 府 於 1974 年 制 定 廢 棄 物 目 錄 ， 為 7 大 類 、 24 中 類 、 79 小 類 ， 凡 620 項 廢 棄 物 。 依 處 理 設 備 之 不 同 區 分 為 三 大 種 類 。 3． 管 理 制 度 其 管 理 制 度 是 要 求 事 業 機 構 以 不 污 染 環 境 ， 為 處 理 事 業 廢 棄 物 的 最 高 指 導 原 則 。 事 業 廢 棄 物 產 生 與 處 理 機 構 授 權 各 邦 可 因 需 求 不 同 ， 訂 定 不 同 管 理 法 令 與 管 理 方 式 ， 而 可 分 為 下 列 四 種 型 態 ： （ 1） 聯 邦 法 授 權 成 立 之 獨 家 壟 斷 處 理 機 構 。 （ 2） 行 政 區 互 相 合 作 共 同 投 資 成 立 之 處 理 機 構 。 （ 3） 民 營 專 業 處 理 公 司 。 （ 4） 以 上 三 種 型 態 之 混 合 。

除 大 型 生 產 事 業 機 構 有 能 力 可 依 照 法 令 自 行 成 立 處 理 中 心 外 ， 更 可 接 受 委 託 處 理 他 廠 之 廢 棄 物 。 一 般 中 小 型 工 廠 多 委 託 公 、 民 營 之 廢 棄 物 處 理 機 構 代 為 清 除 與 處 理 ， 而 廢 棄 物 產 生 者 則 加 以 監 督 及 輔 導 。 此 優 點 是 一 方 面 廢 棄 物 產 生 機 構 有 權 瞭 解 並 要 求 作 妥 善 處 理 ， 另 一 方 面 依 其 廢 棄 物 的 殘 餘 經 濟 價 值 ， 而 產 生 收 付 免 的 經 濟 行 為 ， 得 以 維 持 處 理 機 構 之 正 常 營 運 。 事 業 機 構 依 法 有 義 務 向 主 管 機 關 申 報 ， 其 生 產 廢 棄 物 的 種 類 、 特 性 及 數 量 ， 並 載 明 對 廢 棄 物 產 生 的 改 善 措 施 及 廠 方 處 理 或 委 託 處 理 之 主 要 方 法 。 德 國 政 府 為 掌 握 事 業 廢 棄 物 之 動 向 ， 確 保 廢 棄 物 經 正 確 路 線 處 理 ， 乃 於 廢 棄 物 處 理 法 內 規 定 「 運 送 聯 單 制 度 （ Trip-ticket-system）」， 此 聯 單 提 供 政 府 與 事 業 機 構 ， 對 其 廢 棄 物 流 向 有 效 追 蹤 ， 亦 對 處 理 機 構 產 生 有 效 的 管 理 。

美 國 廢 棄 物 管 理 之 法 規 依 據 為 Resource Conservation and Recovery Act（ RCRA）， 該 法 於 1976 年 開 始 實 行 ， 經 過 多 次 修 法 之 後 ， 目 前 主 要 掌 管 固 體 廢 棄 物 、 有 害 廢 棄 物 及 特 定 地 下 儲 槽 之 管 理 ， 其 管 理 原 則 係 自 產 生 至 最 終 處 置 為 止，整 個 生 命 週 期 均 需 確 保 安 全 性，以 保 護 環 境 及 人 類 之 健 康。 美 國 環 保 署 廢 棄 物 管 理 局 （ Office of Solid Waste） 總 管 全 國 廢 棄 物 政 策 擬 定 與 推 行 ， 但 州 政 府 可 依 所 需 制 定 更 嚴 格 法 令 規 章 ， 以 下 就 美 國 廢 棄 物 認 定 方 式 及 管 理 制 度 簡 單 說 明 ： 1． 廢 棄 物 之 認 定 及 分 類 美 國 對 於 廢 棄 物 認 定 上 採 用 「 固 體 廢 棄 物 （ Solid Waste）」 來 統 稱 廢 棄 物 ， 再 由 其 中 分 出 「 有 害 廢 棄 物 (Hazardous Waste)」 及 「 特 殊 廢 棄 物 （ Special Waste）」， 其 認 定 及 分 類 說 明 如 下 ： （ 1） 固 體 廢 棄 物 之 認 定 ： 固 體 廢 棄 物 （ Solid Waste） 包 含 了 任 何 經 由 工 、 商 、 礦 、 農 業 或 社 區 活 動 而 產 生 之 固 體、液 體、半 固 體 或 容 器 裝 之 氣 體 等 均 稱 之 。 （ 2） 有 害 廢 棄 物 之 定 義 ： 凡 對 人 體 健 康 或 環 境 造 成 顯 著 或 潛 在 性 的 危 害 ， 足 以 使 死 亡 率 、

罹 病 率 等 顯 著 增 加，或 因 不 當 的 處 理、儲 存、運 送、處 置 或 管 理 ， 則 稱 為 「 有 害 廢 棄 物 」。 2． 廢 棄 物 管 理 之 法 規 1976 年 美 國 國 會 為 確 保 有 害 廢 棄 物 控 制 與 處 理 的 安 全，通 過 了 資 源 保 育 及 回 收 法 案 （ RCRA， 1976） 此 法 案 的 目 的 為 ： 資 源 回 收 、 一 般 固 態 廢 棄 物 管 理 及 災 害 性 廢 棄 物 管 理 。 3.管 理 制 度 由 於 美 國 環 保 署 針 對 各 類 有 害 事 業 廢 棄 物 ， 已 經 制 定 出 較 嚴 格 的 「 土 地 處 理 限 制 」 管 理 準 則 ， 所 有 有 害 事 業 廢 棄 物 雖 經 有 效 的 中 問 處 理 而 達 到 減 量 效 果 ， 但 仍 無 法 確 保 所 有 的 處 理 設 施 皆 能 將 有 害 廢 棄 物 進 行 處 理 完 成 ， 並 達 到 零 排 放 的 目 標 。 所 以 對 有 害 廢 棄 物 的 處 理 ， 仍 須 制 定 出 一 套 合 理 的 標 準 值 ， 用 以 判 定 不 同 處 理 技 術 的 處 理 效 果 。 在 此 前 提 下 ， 美 國 環 保 署 因 應 不 同 類 別 的 有 害 廢 棄 物，共 制 定 出 三 種 不 同 的 判 定 法 則：1、處 理 技 術 標 準 、 2． 廢 棄 物 污 染 物 萃 取 濃 度 標 準 （ Constituent Concentration in Waste Extract ,CCWE）、 3． 廢 棄 物 危 害 成 份 的 濃 度 標 準 （ Constituent Concentration in Wastes）。 事 實 上 ， 此 三 種 有 害 廢 棄 物 處 理 判 定 標 準 並 非 獨 立 而 互 不 相 關 ， 某 些 有 害 廢 棄 物 必 須 符 合 多 種 處 理 標 準 ， 或 雙 重 標 準 才 可 進 行 最 終 土 地 處 置 。 且 大 部 份 表 列 的 有 害 廢 棄 物 ， 其 處 理 後 的 萃 取 溶 出 試 驗 標 準 值 ， 比 危 害 成 份 的 濃 度 標 準 值 為 低 ， 不 同 的 表 列 有 害 廢 棄 物 ， 對 同 一 種 危 害 性 污 染 物 ， 亦 有 不 同 的 處 理 標 準 值 。

2.3.2 國 內 廢 棄 物 法 令

1.法 規 沿 革 我 國 廢 棄 物 清 理 法 (以 下 簡 稱 廢 清 法 )首 次 於 民 國 63 年 公 佈 施 行，因 社

會 環 境 快 速 變 遷 及 廢 棄 物 種 類 越 趨 複 雜 ， 而 進 行 四 次 的 修 改 ， 因 有 毒 、 有 害 事 業 廢 棄 物 隨 意 棄 置 事 件 層 出 不 窮 ， 因 此 於 修 正 條 文 中 針 對 事 業 廢 棄 物 清 理 責 任 有 明 確 規 範 ， 並 明 定 各 目 的 事 業 主 管 機 關 之 權 責 。 在 法 令 修 改 過 程 中 ， 因 應 工 業 化 與 經 濟 上 的 須 求 而 增 加 的 廢 棄 物 ， 分 別 增 加 了 對 廢 棄 物 的 認 定 標 準 與 貯 存 清 除 處 理 方 法 及 設 施 標 準 。 有 害 事 業 廢 棄 物 認 定 標 準 中 ， 則 由 特 定 行 業 別 之 “ 特 定 認 定 屬 性 ＂ 改 採 “ 特 性 與 列 表 雙 重 認 定 ＂ 方 式 ， 並 重 新 規 定 及 建 立 毒 性 特 性 溶 出 試 驗 方 法 (TCLP)。 2.廢 棄 物 分 類 在 廢 棄 物 認 定 中 ， 以 一 般 廢 棄 物 與 事 業 廢 棄 物 做 分 類 ， 一 般 是 指 由 家 庭 產 出 之 廢 棄 物 ， 並 非 因 營 利 所 產 生 ； 而 事 業 廢 棄 物 又 分 為 一 般 與 事 業 廢 棄 物 ， 而 一 般 是 指 員 工 生 活 上 產 出 的 廢 棄 物 ， 事 業 廢 棄 物 則 是 在 製 造 過 程 中 所 產 生 的 廢 棄 物 。 其 判 定 標 準 如 下 ： （ 1） 列 表 之 有 害 事 業 廢 棄 物 ： 製 程 有 害 事 業 廢 棄 物 ， 指 附 表 所 列 製 程 產 生 之 廢 棄 物 。 混 合 五 金 廢 料 ： 依 貯 存 、 清 除 、 處 理 及 輸 出 入 等 清 理 階 段 危 害 特 性 之 不 同 ， 其 認 定 方 式 如 附 表 。 （ 2） 有 害 特 性 認 定 之 有 害 事 業 廢 棄 物：毒 性 有 害 事 業 廢 棄 物、溶 出 毒 性 事 業 廢 棄 物 、 腐 蝕 性 事 業 廢 棄 物 、 易 燃 性 事 業 廢 棄 物 、 反 應 性 事 業 廢 棄 物 、 感 染 性 事 業 廢 棄 物 、 石 綿 及 其 製 品 廢 棄 物 、 多 氯 聯 苯 有 害 事 業 廢 棄 物 、 單 一 非 鐵 金 屬 有 害 廢 料 等 共 九 種 經 認 定 之 有 害 廢 棄 物 。 （ 3） 其 他 經 中 央 主 管 機 關 公 告 者 。 而 依 此 這 三 項 有 害 廢 棄 物 認 定 標 準 的 廢 棄 物 ， 其 處 理 技 術 則 依 認 定 標 準 可 分 為 中 間 處 理 ， 最 終 處 置 與 再 利 用 三 種 方 式 。 3.廢 棄 物 管 理 配 合 時 勢 與 環 保 政 策，在 民 國 88 年 增 加 電 子 網 路 申 報 規 定，將 廢 棄 物

管 理 由 源 頭 管 制，對 廢 棄 物 的 產 出 情 形 與 流 向，經 由 網 路 申 報 勾 稽 與 核 對， 使 廢 棄 物 有 效 管 理 與 處 理 ， 這 與 德 國 的 遞 送 聯 單 制 度 相 近 ； 對 廢 棄 物 認 定 標 準 則 由 行 業 改 依 TCLP 所 規 範 的 標 準 認 定，與 美 國 的 判 定 標 準 相 近。事 業 機 構 須 建 立 清 理 計 畫 書 的 各 項 內 容 並 申 報 ， 使 產 出 的 廢 棄 物 接 受 到 管 制 ； 對 清 除 處 理 業 者 ， 則 要 求 在 運 輸 機 具 上 ， 加 裝 GPS 使 廢 棄 物 管 理 更 有 效 追 蹤 與 管 制 。 國 內 廢 棄 物 法 令 大 都 參 照 先 進 國 家 法 令 與 管 理 模 式 ， 並 配 合 科 技 與 國 內 廢 棄 物 現 況 ， 進 行 廢 棄 物 的 規 劃 與 管 理 。 國 內 廢 棄 物 清 除 處 理 法 的 發 展 趨 勢 ， 其 管 理 重 點 從 早 期 的 一 般 廢 棄 物 管 理 ， 增 列 事 業 廢 棄 物 管 制 、 有 害 事 業 廢 棄 物 認 定 、 清 除 處 理 方 與 網 路 申 報 等 。 從 源 頭 對 廢 棄 物 的 分 類 、 管 理 制 度 的 設 計 等 ， 都 顯 示 出 廢 棄 物 管 理 與 處 理 上 的 進 步 。 為 因 應 各 種 不 同 廢 棄 物 被 大 量 產 生 ， 政 府 亦 隨 時 公 告 其 應 回 收 處 理 項 目 ， 使 廢 棄 物 的 回 收 上 更 見 彈 性 。 而 資 源 的 價 值 性 與 相 關 回 收 處 理 技 術 進 步，更 在 92 年 通 過 ＂ 經 濟 部 事 業 廢 棄 物 再 利 用 管 理 辦 法 ＂ ， 依 此 法 設 立 的 再 利 用 機 構 ， 其 主 管 機 關 則 由 環 保 署 改 成 經 濟 部 工 業 局 ， 藉 由 工 業 局 的 協 助 、 研 發 等 相 關 促 進 產 業 發 展 的 政 策 施 行 ， 使 廢 棄 物 透 過 有 效 率 的 處 理 與 回 收 ， 變 成 資 源 且 增 加 經 濟 效 益 的 產 業 。

2.3.3 WEEE、 RoHS與 EuP指 令

WEEE（ Waste Electronics and Electrical Equipment， 2002/96/EC， 廢 電 子 電 機 設 備 指 令 ）指 令 的 目 的 在 於 提 高 報 廢 電 子 電 氣 產 品 的 回 收 及 再 循 環 率 ， 從 而 降 低 最 終 處 理 的 電 子 廢 料 的 數 量 ， 以 此 減 少 對 環 境 的 污 染 ， 提 高 對 自 然 資 源 的 利 用 率 。 該 指 令 適 用 於 工 作 電 壓 小 於 1000V AC， 以 及 1500V DC的 所 有 設 備 ， 這 些 設 備 有 10 大 類 ， 見 表 2.5。

表 2.5 RoHS 和 WEEE 指 令 管 轄 的 電 子 電 氣 設 備 分 類 表 序 號 產 品 類 別 產 品 名 稱 1 大 型 家 用 電 器 大 型 製 冷 器 具 、 冰 箱 、 冷 凍 箱 、 其 他 用 於 食 品 製 冷 、 保 鮮 和 儲 存 的 大 型 器 具 、 洗 衣 機 、 幹 衣 機 、 洗 碗 機 、 電 飯 鍋 、 電 爐 灶 、 電 熱 板 、 微 波 爐 、 其 他 用 於 食 品 烹 飪 和 加 工 的 大 型 器 具 、 電 加 熱 器 、 電 暖 氣 、 其 他 用 於 加 熱 房 間、床 和 座 椅 的 大 型 器 具、電 風 扇、空 調 器 具 、 其 他 吹 風 、 換 氣 通 風 和 空 調 設 備 2 小 型 家 用 電 器 真 空 吸 塵 器、地 毯 清 掃 機、其 他 清 潔 器 具、用 於 縫 紉 、 編 織 及 其 他 織 物 加 工 的 器 具 、 熨 斗 和 衣 服 熨 燙 、 壓 平 和 其 他 衣 物 護 理 器 具 、 烤 麵 包 機 、 電 煎 鍋 、 研 磨 機 、 咖 啡 機 和 開 啟 或 密 封 容 器 或 包 裝 的 設 備、電 刀、剪 髮 、 吹 發、刷 牙、剃 鬚、按 摩 和 其 他 身 體 護 理 器 具、電 鐘 、 電 子 錶 和 其 他 測 量 、 顯 示 或 記 錄 時 間 的 設 備 、 電 子 秤 3 資 訊 和 通 訊 設 備 中 央 數 據 處 理 器 、 個 人 電 腦 、 印 表 機 、 複 印 設 備 、 電 氣 電 子 打 字 機 、 臺 式 和 袖 珍 計 算 器 、 利 用 電 子 方 式 對 資 訊 進 行 採 集 、 儲 存 、 處 理 、 顯 示 或 傳 輸 的 其 他 產 品 和 設 備 ； 用 戶 終 端 和 系 統 ； 傳 真 機 ； 電 報 機 ； 電 話 ； 收 費 電 話 ； 無 繩 電 話 ； 移 動 電 話 ； 應 答 系 統 ； 通 過 電 資 訊 傳 輸 聲 音 、 圖 像 或 其 他 資 訊 的 產 品 或 設 備 4 消 費 類 產 品 收 音 機 、 電 視 機 、 錄 象 機 ； 錄 音 機 ； 高 保 真 錄 音 機 ； 攻 放 機 ； 音 樂 儀 器 ； 其 他 記 錄 或 複 製 聲 音 或 圖 像 的 產 品 或 設 備 5 照 明 設 備 （ 包 括 家 用 電 燈 泡 和 照 明 設 備 ） 熒 光 燈 具（ 家 用 的 照 明 設 備 除 外 ）； 直 型 熒 光 燈 ； 緊 湊 型 熒 光 燈 ； 高 亮 度 放 電 燈 ， 包 括 壓 力 鈉 燈 和 金 屬 鹵 素 燈 ； 低 壓 力 鈉 燈 ； 其 他 用 於 傳 播 或 控 制 光 的 照 明 設 備 （ 細 絲 燈 泡 除 外 ） 6 電 氣 電 子 工 具 （ 大 型 靜 態 工 電 鑽 ； 電 鋸 ； 縫 紉 機 ； 對 木 材 、 金 屬 或 其 他 材 料 進 行 車 削 、 銑 、 砂 磨 、 研 磨 、 鋸 削 、 切 割 、 剪 切 、 鑽 孔 、 衝 孔 、 折 疊 、 彎 曲 或 類 似 加 工 的 設 備 ； 用 於 打 鉚 釘 、