迎向太陽光電新紀元 工研院攜手產學研點亮淨零綠能新未來

面對二○五○淨零碳排目標，工業技術研究院綠能與環境研究所長期關注綠能產業發展，期待發揮領頭作用，為臺灣能源轉型做出實質貢獻。由於能源轉型肩負歷史重責大任，經濟部能源署署長游振偉表示，臺灣需要雙軌並進發展多元綠能與深度節能，從太陽光電製造生產、後續回收再利用，以及穩定電網之整合運用，透過國際交流展現研究成果，吸取國外專家實務經驗，搭配政府推陳出新輔導政策，加快產業革新速度。

「全球暖化效應已在世人眼前實際展開，催促科學界必須更努力找出應對科技與方法，太陽能光電將是追求淨零未來的關鍵綠能。」工研院綠能所所長王漢英認為，本次論壇匯集日本、荷蘭與臺灣頂尖業界企業代表分享創新開發技術與產品，經濟部能源署展現政府對第一線綠能產業的支持，攜手點亮新世代光電產業未來。

日本台灣交流協會高雄事務所副所長是枝憲一郎表示，日本與臺灣同樣面臨相同困境，在太陽能光電產業上都碰到平地面積狹小，導致在陸域興建太陽光電廠遭受限制，唯有透過科技創新與突破，才能強化在再生能源競爭力。

克服地狹人稠限制

複合式太陽能發電技術崛起

工研院綠能所副所長張簡樂仁表示，臺灣截至明年累計光電裝置總容量約二○GW，離預定目標仍有些許落後，其中最大挑戰在於土地面積有限、人口密度高，導致可設置光電區域有限，解方可透過提升太陽能模組效能與土地複合利用二種方式，包括推動農電共生、漁電共生、浮動太陽能光電。

張簡樂仁表示，每一代太陽能光電新技術從研發到量產至少要花五年時間，從二○○五年推出矽基太陽電池（BSF）到第二代鈍化及背電極太陽能電池（PERC），發電效能從二○％提升至二十四．五％，目前第三階段穿隧氧化層鈍化接觸（TOPCon）的發電效能可達二十八‧七％，整體生命週期約十年，占太陽能光電產能逾五成。」張簡樂仁認為，高效的技術與多樣化應用，可緩解土地使用的衝突，工研院持續推動臺灣太陽能產業發展，扮演研發與營運雙重平台，透過交叉驗證推廣半成品，加速工業化腳步，並從模組、電池到系統提供一站式服務。

由於矽基太陽能的發電天花板為三十二％，且以吸收長波長光譜為主，工研院正積極研發推廣鈣鈦礦，可吸收短波長，發電效率達三十三．七％，未來搭配使用堆疊型太陽能電池，突破效能理論值。此外，新型電池也可創造多元應用模式，如離岸光電、漁電共生與農電共生，可打造E-CUBE移動式光電發電模組，適合在緊急情況下快速布建與組合，但現階段建置成本較高。

探索各種太陽能電池技術——

日本研發超輕量薄膜可撓性電池

日本AIST首席研究員石塚尚吾博士表示，隨著再生能源推廣加速，太陽能發電在全球再生能源中的比例正逐年擴大。放眼全球，中國擁有最大的太陽能發電市場，其次為除中國以外的亞太地區、歐盟及美國。目前，矽是太陽能電池的主要材料，特別是自二○一七年以來，單晶矽技術在市場中的佔有率持續增加。石塚博士指出：「中國在矽基太陽能電池市場中，從原材料到模組生產皆佔有極大市占率，其他國家有必要審慎考慮探索和發展非矽基的新技術。」

石塚博士以鈣鈦礦、CdTe和CIGS等化合物薄膜太陽能電池作為潛力技術的代表舉例，這些技術與傳統晶矽太陽能電池具有不同特點，具備輕便、可撓性高、高性能且不易破裂的優勢，顯示出龐大的市場潛力。此外，III-V族化合物和有機太陽能電池的進展也十分顯著，除了備受關注的鈣鈦礦外，還有許多其他具前景的材料。目前，鈣鈦礦太陽能電池因為易受濕氣影響，其穩定性和可靠性仍面臨挑戰，因此在大規模應用方面仍存在困難。鈣鈦礦太陽能電池的實用化可能還需要一些時間。

生態與能源雙贏解方

泓德能源推出漁電共生方案

國內垂直整合再生能源上市公司泓德能源董事長謝源一分享公司在台南七股的日運案場，採用浮動式水面型、地面型、設施型等太陽能光電板設置，將廢棄魚塭重新活化，斥資上億升級現場設備與灌溉管道，因當地生態豐富，有超過四十種鳥類，包括黑面琵鷺等保育類鳥類，泓德能源不僅自發性落實環境稽核檢核工作，也刻意保留六公頃土地做為生態保護區。

「我們也與在地社群進一步合作，僱用大量在地員工，投入當地鹽田保育工作，透過持續對話獲得當地居民與漁民的支持。」謝源一透露，自案場成立起，許多機構組織、政府單位與學術單位都來現場勘查學習，透過光電協作帶動水產養殖技術升級，進階為智慧漁業養殖。

為此，泓德成立子公司「星源漁業」，與在地漁業合作，確保養殖漁產都有順利銷售管道，案場設有養殖戰情儀表板，方便案場養殖人員即時使用手機監測，搭配自動投餌系統，在漁電共生案場中也提供遮蔭工作環境，吸引年輕養殖人才加入。銷售部分可直接從官方社群購買，也與百貨、超市、航空公司、飯店合作，去年成功採收烏魚、虱目魚、白蝦共十萬台斤，下一階段將投資白蝦室內養殖。

發展浮動式太陽光電

旭東環保推離岸複合式系統

旭東環保身為全球第二大箱網與第三大太陽能服務台製造商，十四年前切入浮動式太陽能，二○一八年離岸太陽能議題熱燒，去年完成離岸太陽能實驗數據，預計今年底會有實場驗證，案場位於屏東外海約三公里處，董事長特助董妍伶表示，相較於屋頂型太陽能板，水面型可額外增加約一成發電量，適用於河流、湖泊與水庫等場域，也可設置複合式系統，搭配風能或氫能。

董妍伶強調，面對土地資源有限，海上一小片離岸太陽能就能做非常大的建置量，旭東環保採模組化裝置可彈性擴充，透過與風能共構可降低均化能源成本，場域因離岸超過六公里，可克服遮蔽海景視野問題。現階段最大挑戰在於可維運時間短，尤其牽涉海象問題，可搭配無人機，而錨碇系統與併網也必須納入考量。浮台除具備消浪功能外，材料耐蝕性也是非常重要的議題，浮台採HDPE材料，使用壽命可達一百年且耐酸鹼亦百分百可回收；支架採用四四六不鏽鋼目前通過一萬小時鹽霧測試；太陽能板則使用絕緣超晶體奈米材料及鋁框披覆塗層增強耐蝕。

離岸光電機會VS.挑戰

荷蘭離岸浮動式太陽能公司

推標準化設計

分析全球離岸光電發展以及臺灣的機會與挑戰，荷蘭離岸浮動式太陽能公司Solar Duck k.k 共同創辦人 Olaf de Swart 表示，全球太陽光電成長遭長期低估，但受限土地面積稀缺，現今要進一步擴大太陽能將遭遇極大挑戰，未來光電勢必朝向離岸發展，東京、大阪、雅加達、台北與高雄等亞洲國家皆臨海，具備發展潛力。

風光具互補性， 臺灣離岸光電來源非常豐富，主要歸功於臺灣有許多高山可以吸引雲，離岸光照資源更為豐沛，但同時臺灣海峽也面臨浪高挑戰。Olaf de Swart 分享自家公司在同樣險峻的北海，通過七點一公尺浪高的負載能量評估，系統設計可承受十二至十四公尺浪高。相較之下，臺灣西部海域也同樣面臨十二至十四公尺浪高，要克服這些挑戰並實現具有商業吸引力的海上浮動太陽能技術可能還需多琢磨二至五年。

鈣鈦礦Ｘ光前景看好

工研院綠能所技術副理黃國瑋表示，鈣鈦礦材料因其出色的光電特性，在太陽能電池、光偵測器等領域備受關注。其中，鈣鈦礦材料用於光偵測器領域具備低能耗、低延遲、可調能隙與低成本優勢，看準光偵測器龐大應用市場，團隊也著重此領域進行布局。

鈣鈦礦材料在Ｘ光檢測領域應用潛力備受看好，工研院團隊成功開發出大尺寸可撓型鈣鈦礦閃爍體，具備優異的可撓性、大面積均勻性、高溫度穩定性和高Ｘ光耐受性，此一創新材料將為非破壞性工業檢測帶來嶄新的解決方案，工研院綠能所目前可根據客戶需求開發客製化鈣鈦礦閃爍體技術，尺寸於50x50 cm2內可控、厚度於五○○微米內可控，解析度優於商用閃爍體材料，搭配既有封裝條件即可達到現有產品對於環境穩定性與Ｘ光穩定性的要求。

國立清華大學教授林皓武則聚焦鈣鈦礦太陽能電池、Ｘ光、紫外光與可見光偵測器之研究，由於鈣鈦礦的吸光係數是矽基的十至百倍，具高缺陷容忍度，毋須高純度鈣鈦礦材質或高溫就能製成高品質鈣鈦礦薄膜，「我們透過真空沉積達成更大規模無毒無溶劑生產，太陽能面板可達二十％以上光電能量轉換效率。噴塗法產生量子點，則能實現快速且穩定的奈米結晶，發光量子產率高達一○○％，極具Ｘ光偵測器、顯示器等應用價值。」

打造光儲一體智慧電網

提高再生能源電網管理占比

工研院綠能所組長梁佩芳表示，不論太陽光電或風力發電，最大問題即是發電的間歇性，依照我國現有規劃，二○二五再生能源供電占比將達七成以上，面對鴨子曲線與發電驟降的風險，必須持續整合儲能系統，以協助供需平衡；而因應事故造成的頻率快速變動，除了儲能系統之外，未來虛擬電廠的應用也會更加普遍，以便善用各類分散式資源，支持電網運轉。

梁佩芳強調，儘管持續增加的間歇性再生能源對電網帶來嚴苛挑戰，但善用新興技術與分散式資源，仍可打造穩定運轉的低碳電網。

國立成功大學教授楊宏澤認為，隨著再生能源滲透率提高，恐增加電網的不確定性與調度挑戰，應擴大推動太陽能光電廠與儲能系統的整合調度，提高系統併網容量、協助確保饋線電力品質，而透過智慧控制調度更可減少太陽光電系統棄光。

至於在用戶端的負載管理上，沙崙綠能科學城未來利用智慧能源管理系統與區塊鏈技術，整合虛擬電廠、微電網、負載控制、分散式能源資源與電力交易平台，使調度達最佳化電能運用。

「二○二四沙崙綠能國際論壇暨成果展」透過專家洞見與創新技術分享，以及前瞻光電材料、智慧電網應用之交流分享，成為重要技術與資源對接平台，加速推動跨國合作與產業升級。也讓臺南沙崙綠能科技示範場域成為國內新興綠能科技的重要實驗與推廣基地，產官學研攜手迎接淨零永續未來。

建構低碳論壇暨成果展

打造低碳永續新思維

為響應國際低碳理念，本次論壇特採環保低碳活動方式辦理，從宣傳到場佈全面導入節能低碳設計，以電子媒介取代紙本，會議餐食以在地食材、廚餘減廢的理念，並使用可回收餐盤與落實垃圾分類，降低飲食碳排，同時鼓勵與會大眾搭乘大眾運輸，會場佈置捨棄傳統木工材料，針對活動可控項目範圍內進行減碳量化，可達減碳量七十八％之成效（每人次減碳量約1.261kg CO2e），另因本次會場導入綠電供應進一步減碳排（每人次可減碳約0.369kg CO2e），因此會展建築應設置綠電設施加大減排成效，讓論壇成為知行合一的永續基地。