輕量化太陽光電模組技術：材料世界網

由於太陽能板架設於屋頂會造成強光反射，強烈太陽光經由玻璃帷幕反射進屋內，使社區或住家民眾飽受困擾（如圖一），因此需要解決太陽光電模組(Photovoltaic Module)強反射的問題；另外，在每年接力襲台的颱風或強風壓影響下，易造成太陽光電設施嚴重損失，如圖二，因此需要解決太陽光電模組抗風壓的問題，建立符合台灣環境的安全設計。為了擴大太陽能板設置與提高民眾使用意願，本研究透過標檢局高效模組補助，開發低反射、抗風壓的新型高輸出功率模組，以強化國內模組產業經濟規模與產品差異化。

輕量化與光波導特性
傳統的太陽光電模組一片約18~20公斤，玻璃佔了約2/3的重量，若模組以光波導新材料及新結構技術將玻璃替代，可將模組重量降低至15公斤以下；而新型表面層透明前板材料替代玻璃後，同時會有低反射效果來解決模組表面的反光問題。本研究即採用光波導(Waveguide)透明前板材料取代表面層玻璃，這項光波導太陽光電模組(Waveguide Solar Module)產品由大同集團旗下的太陽能製造商攜手國內頂尖工業設計團隊—奇想創造公司(GIXIA Group)共同發表，新創的輕量化(Light-weight)模組產品設計榮獲2016年紅點設計大獎(Red Dot Award)。

典型太陽模組的封裝結構為：空氣/玻璃/EVA/太陽電池/EVA/背板/空氣，太陽光電模組之玻璃與太陽電池類似三明治夾層方式以黏膠EVA膠合組成，構成太陽模組的結構，此種封裝結構的玻璃表面會造成反射的問題。新結構模組表面採用光波導設計，經由光波導表面層材料取代模組玻璃，將會改變模組疊層結構設計。傳統玻璃模組的反射率為9%，而光波導透明前板材料的反射率則為0.7~0.8%。

輕量化太陽光電模組技術
從輕量化太陽能產品的模組特性來看，發電元件仍是矽晶太陽電池，圖四以專利光波導材料取代傳統太陽模組表面層玻璃，大幅降低模組重量，總模組厚度可降至約1.5公分，輕量化設計可降低重量至15公斤以下，最輕設計可由傳統重量20公斤最低可降至標準模組的65%。

圖四、輕量化太陽光電模組特性：輕量化、廣角吸光、自潔效果、耐候

輕量化太陽光電模組的防火功能具有IEC太陽能模組防火試驗C級，通過二項測試：①火焰散布試驗(Spread of Flame Test)：確保太陽能模組對外部火焰具備耐火性能，火焰溫度達704±28˚C，測試時間4分鐘；②木堆燃燒測試(Burning Brand Test)：模擬鄰近建築物或生物遭遇火災以及未預期的外來火源，掉落或揚起的燃燒物體落在太陽能模組上的影響。且輕量化太陽光電模組已通過IEC 61215及IEC 61730的TUV國際認證，也證明國內研發升級的輕量化太陽光電模組在競價惡戰中找到差異化的新路，讓台灣研發實力在性能、可靠度、安全特性與傳統模組沒有差別。

多種用途的輕量化太陽光電模組
輕量化太陽光電模組具有應用的多樣性，不僅只應用於屋頂型輕量化市場，並可涵蓋至太陽能步道、太陽能隔音牆、太陽能建材等。安裝在步道、椅子、路燈、涼亭、告示牌、公車站等地方，如圖六所示。在波導材料專利的創新加值下，輕量化模組輕又薄並且安裝工法也更多元，能具有實證安裝測試與展示輕量化太陽光電模組的優點，實踐成為綠能生活的園區。圖七為2017年2月於桃園觀音的廠區鋪設之6公尺長的「太陽能步道」，預計將再延展至20公尺長，同時也計畫在台南「沙崙綠能科學城」再鋪設一條12公尺的人行步道，提供給…....以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。

圖六、輕量化太陽光電模組之應用示意圖