從World Smart Energy Week 2012 看太陽光電、二次電池最新趨勢

刊登日期:2012/4/19
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這場匯聚PV EXPO 2012、BATTERY JAPAN 2012 、PV SYSTEM EXPO 、FCEXPO 2012 、INT’L SMART GRID EXPO、ECO HOUSE & ECO BUILDING EXPO 和Processing Technology Expo – ENETECH JAPAN 等七大展覽的能源界盛事,在三天展會期間共吸引來自全球1,950 家的參展廠商,和不重複計算超過93,000 位的入場參觀人潮。另外,由主辦單位精心企畫安排的246 場專題演講和技術研討會,更是場場爆滿,在人氣匯聚的有明國際展覽中心掀起一波波的熱潮與迴響。工業材料雜誌/ 材料世界網編輯群在展會期間深入各研討會場蒐集最新研發資訊,也穿梭在展會現場體驗最新展覽內容。


圖三、Smart Grid 展會現場擠得水洩不通,觀眾對於新一代節能、省能議題高度關心和好奇

PV EXPO 2012 展出高效率輕量化產品趨勢
日本政府預計於2012 年7 月開始大型地面太陽光電(PV)系統補貼,實施太陽能電價買回策略(FIT), EPIA 預估日本市場將成長至1.5 GW 規模,因此導致各太陽能廠為了搶奪日本市場,而紛紛推出高效率產品及系統整合方案,成為PV EXPO 2012 展出的一大特色。

PV EXPO 2012 的另一項特色是系統整合方案,特別是屋頂型(Roof-Top)太陽光電系統中,屋瓦型太陽電池的造型、安裝及輕量化等技術。Panasonic 公司也在現場展出多款屋瓦型太陽電池的設計,如圖七所示。屋頂型(或屋瓦型)太陽電池的設計除了要求高效率(降低使用面積)之外,另一重點是輕量化。主要在於考量日本木造房屋結構,屋頂能夠承受的重量有限,另外則是著眼於防震的效果。


圖十、淀川製鋼結合金屬箔CIGS 的輕量化防颱模組

韓國在太陽光電產業的企圖心亦不容忽視,除了現代重工(HHI)引進了Avancis 的高效率CIGS 太陽電池技術外, HHI 在本屆PV EXPO 展場以極大面積的攤位推廣其產品(如圖十三)。其主要展示出轉換效率15.9% 、輸出功率230W 的單晶矽太陽光電模組,由9 × 6 片6 吋單晶矽太陽電池所組成,重量約17 kg ,如圖十四所示。該模組可以提供10 年的保固,同時10 年內可以保證至少維持90% 的功率輸出、25 年內可以保證至少維持80% 的功率輸出。HHI 同時宣傳將推出轉換效率16.2% ,利用選擇性射極(Selective Emitter)及無光衰(Light Induced Degradation; LID)技術,輸出功率235Wp 的單晶矽太陽光電模組,如圖十五所示。


圖十四、HHI 展出轉換效率15.9% 、輸出功率230W 的單晶矽太陽光電模組

Battery Japan 2012 展場處處驚奇
3. 鋰電池電解液
日本觸媒公司在現場展示出新型鋰鹽(LiTCB)和機能性添加劑,該公司開發的新型鋰鹽在鋰電池電解液具有耐高電壓、耐高溫與高離子導電度等特色,較傳統鹽類具有高氧化電位、高熱穩定性、低HOMO Level 與高離子導電度。另外一家材料大廠關東電化學工業公司則展示出新型機能性添加劑材料(Fluoroethylene Carbonate; FEC),此材料具有提升電解液低溫特性、提高電解液氧化電位與鋰離子電極和溶劑表面移動速度、延長電池循環壽命等特色。目前年產能為250 噸。
4. 鋰電池製造設備
其中,日鐵公司展示了幾款新型電動車充電系統,包括中速充電裝置(細身型與低身型)與快速充電裝置。中速充電裝置的輸出功率為15 KW 、重量為250 Kg ,三菱iMiEV 的充電時間為60 分鐘;快速充電裝置的輸出功率為50 KW 、重量為500 kg ,三菱iMiEV 的充電時間只要20 分鐘。圖十六、圖十七分別為日鐵電動車中速及快速的充電裝置。日鐵公司也展示了兩款燃料電池發電測試系統,包括PEMFC 與SOFC 燃料電池的單電池、系統發電測試、環境測試等設備,將有助於燃料電池性能的評估與開發,圖十八為日鐵公司的燃料電池測試系統。

從技術研討會看材料發展趨勢
1. 高效率矽晶太陽電池
首先介紹瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的IMT , IMT 從事異質接面(HJ)太陽電池的基礎與應用研究,包括分析c-Si/a-Si:H 的界面缺陷狀態,同時進行HJ 太陽電池的製程最適化以及上電極印刷的最佳化,目前IMT 利用n 型Fz 晶片可以達到21.8%的效率(面積4 cm2)。IMT 同時亦與德國的R&R (Roth & Rau)合作進行HJ 太陽電池的產業化。

R&R 改良IMT 網印3 條Busbars 的設計,利用網印5 條Busbars 製作6 吋晶片,可得到20.0% 的最高效率;其他相關的HJ電池效率如表一所示。R&R 已建立了可使用於量產的HJ 太陽電池Pilot Line ,宣稱使用具有專利的SCube PECVD 系統進行a-Si:H 的鍍膜,該設計是使用Box-in-Box 腔體的概念,一個批次可以鍍製---以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者: 陳金銘、曾寶貞 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌304期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10249


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