從First Solar發展觀察薄膜太陽能電池進展

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估計2010年後主要廠商如Sharp等積極投入薄膜電池的發展，使得非晶矽薄膜產能大幅增加。預計至2012年時矽薄膜產能約近6GW，CdTe可達2.2GW，CIGS可達1.7GW。總合薄膜型太陽能電池全球產能從2006年約200MW，將成長至2012年近1GW，速度驚人。
2006～2012年薄膜太陽能產能預估
Source：拓墣產業研究所整理，2010/06
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2010/06/09 下午 01:03

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從First Solar發展觀察薄膜太陽能電池進展 2010/6/9 -- 黃鋰

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從First Solar發展觀察薄膜太陽能電池進展
  黃鋰　2010/6/9



估計2010年後主要廠商如Sharp等積極投入薄膜電池的發展，使得非晶矽薄膜產能大幅增加。預計至2012年時矽薄膜產能約近6GW，CdTe可達2.2GW，CIGS可達1.7GW。總合薄膜型太陽能電池全球產能從2006年約200MW，將成長至2012年近1GW，速度驚人。

2006～2012年薄膜太陽能產能預估
Source：拓墣產業研究所整理，2010/06

一. 全球太陽能電池產能與市場持續成長
(一) 2009年各家太陽能廠商產量持續成長
2009年全球主要太陽能電池生產廠商業績大都持續成長，美國First Solar從2008年的全球第二位，擠下德國Q-Cells成為全球最大廠商，產量也突破1GW。由於First Solar以生產碲化鎘(CdTe)薄膜型太陽能電池為主要產品，改變過去薄膜型技術尚未成熟的印象，以下將進一步探討薄膜電池的發展。
2009年主要廠商中以First Solar、英利、晶澳、天合、昱晶等廠商較2008年成長最為迅速，且各廠商至2010年時仍持續擴充產能，尤其日本廠商因國內恢復補助，促使當地需求大增，加上外銷增加，Sharp、Kyocera、Sanyo等都將大幅增加產能，包含First Solar、尚德、Sharp等多家廠商，估計至2010年底時年產能都將超過1GW。

表一　2006～2009年全球主要太陽能電池廠商產量
Source：拓墣產業研究所整理，2010/06
(二) 全球太陽能產能持續增加
根據法國Yole Developpement的調查，至2012年時全球太陽能電池產能可達44.26GW，由於擴大產能為增加產出與降低成本的要件，故廠商的產能規劃往往大幅超越實際產量。全球2007～2012年間產能之複合年成長率(CAGR)達44%，其中以中國、台灣、美國等成長幅度較大，台灣排名第三。日前Yole Developpement又將2012年全球產能略為提升至45.17GW，不過變動幅度不大。由於台灣大型廠商如台積電、友達等新進入太陽能產業，而現有廠商也積極拓展產能，未來數年台灣產業在全球市場重要性日增。

圖一　2007～2012年全球太陽能電池國家別產能預估
Source：Yole Developpement；拓墣產業研究所整理，2010/06
(三) 全球太陽能發電市場規模預測
全球太陽能市場規模代表實際裝機之需求量，與產能有相當差距，2009年受到金融危機影響成長幅度稍減，2010年以後預計將恢復高度成長。估計至2012年時全球太陽能電池需求量可達14.86GW，2006～2012年間全球年複合成長率達約43%。
太陽能主要市場仍以德國所佔比例最大，但成長幅度已經降低，估計2012年時德國佔全球市場規模約24%，美國、義大利、日本、中國將成為市場主要成長動力。美國由各州推動，義大利、中國由政府主導，日本一度衰退，目前已恢復成長，其他地區市場所佔比例也日益提升。

圖二　2006～2012年全球太陽能電池國家別市場需求預估
Source：拓墣產業研究所，2010/06
二. First Solar的發展
(一) 各項數據顯現良好發展成果
First Solar與CdTe化合物太陽能電池發展劃上了等號，其以低成本與高轉換效率，成為全球排名第一大廠，並且直接威脅結晶矽太陽能電池大廠的領導地位。
由於CdTe具有良好的吸光特性，應用在薄膜太陽能電池上，具有較高的轉換效率，適合用於太陽能發電上，但CdTe化合物技術在發展之初，受到鎘元素可能產生污染等問題影響，原先投入部分廠商因為市場接受度問題而終止發展，由於First Solar的堅持改善，使得公司獲得良好成果。
First Solar在太陽能的成功發展經驗，不但使廠商重新注意CdTe化合物的發展，更帶動美國創投廠商投資於CIGS/CIS等薄膜太陽能電池的發展，許多擁有新技術與能力的新創公司集中在美國矽谷一帶，期望能利用嶄新技術一舉超越其他競爭者。
First Solar是以生產CeTe化合物薄膜太陽能電池為主的廠商，2008年第二季時季產量超過100MW，2009年第一季季產量超過200MW，當年度年產量超過1GW，是薄膜太陽能電池廠商中首先年產量突破1GW者。2009年第四季產量再度突破300MW，2年間季產能成長12倍達322MW。
First Solar產品轉換效率於2007年第二季突破10%關卡，2009年第三季突破11%，產量擴增、轉換效率提升，致使關鍵的製造成本得以降低，目前為大廠中成本最低的廠商之一，2008年第四季每W生產成本降至1美元以下，2010年第一季每W生產成本降至0.81美元，要突破0.8美元以下已指日可待。
其他如營收及獲利狀況都表現亮麗，2010年第一季營收達5.68億美元，淨利達1.72億美元，分別較二年前成長8.5倍及34倍。

表二　2007年～2010年第一季First Solar發展各項數據
Source：First Solar；拓墣產業研究所整理，2010/06
(二) 產能規劃向上修正
First Solar隨著營收、淨利不斷增加，也積極擴張產能，2005年時年產能僅25MW，2009年時超過1GW，預計2011年即可超過2GW，目前規劃至2012年時產能可達2.1GW，其中在美國生產維持年產能223MW，德國地區也維持年產能223MW，馬來西亞為主要產地，年產能1.3GW以上，未來將開發法國之生產線，每地區生產都維持在223MW的倍數，顯示223MW為一經濟規模產量。
First Solar為維持優良品質，採取一貫作業自動化流程，整體作業流程從一片玻璃到完整太陽能模組僅需2.5小時。First Solar並採取稱為Copy Smart™的流程複製能力，不但能使在任何工廠生產之產品品質相同，利用生產線之複製方式更能降低成本增進效率。

圖三　2005～2012年First Solar產能擴充規劃
Source：First Solar；拓墣產業研究所整理，2010/06
(三) First Solar產品回收計畫
由於First Solar所採用之原料中鎘元素具有毒性，公司遂建立業界第一家具廣泛性的產品回收再利用計畫，目的是希望能重複應用可回收的大部份有價材料，並降低對環境的影響。目前估計約90%的First Solar太陽能模組可回收並重複應用。
First Solar在回收太陽能模組過程中，使用者只要依循指示，即可獲得包裝材料、運輸費用及相關服務費用的支援。First Solar在銷售一筆產品的同時，即將未來可能發生的回收與再利用相關費用予以信託，每年也會請公正第三者加以稽核。
First Solar每一產品銷售時皆加以登錄，消費者可用電話或網路查詢，若要返還產品時毋需其他費用；回收再利用時，將遵照當地政府之相關法規辦理。