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2008/04/29 15:11
產業瞭望-次世代料源一旦成行  太陽能產業將豬羊變色
改走「上瘦下肥」且對薄膜也衝擊

黃女瑛/電子時報 2008/04/22
 
2008年第2季太陽能矽晶圓業者成功拉出 "幾根" 冶金矽鑄成的長晶棒,開始讓市場對 冶金級矽 另 眼相看,其間的突破不但只是冶金級矽從配料轉成主要料源,它也代表料源市場在不久的未來,可能會有重大的突破及轉折,進而影響到整個太陽光電市場的發展, 當然,這些可能的改變假設前題在於,冶晶矽不只要能夠獨當一面成為主要料源,而且產量足以支撐市場需求,否則一切都只是技術突破的驚鴻一瞥想像。


冶金級矽若主導料源市場 「上肥下瘦」將快速轉成「上瘦下肥」

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屬於次世代太陽能級的冶金級矽因為遲未有突破,所以近幾年來,新料源廠多數將大把的資金投入傳統西門子法,加計老字號多晶矽如Hemlock、REC、Tokuyama、MEMC等持續擴產,新生代如南韓DC Chemical、日本M.Setek、洛陽中硅等產能陸續開出,一般市調機構以這些業者為多晶矽料源的計算基礎,預估2009年下半缺貨的問題可望解決,2010年料源供、需的差距可望明顯改善,甚至有些研究機構不客氣的認為,2010年將有供過於求的危機。

但是這些評估方式都沒有將冶金級矽產出的納入其中,主因只要聽到冶金級矽料源,多數的業者都是搖頭,但一旦冶金級矽有突破的發展,它對整個市場的影響恐怕是前所未有的,尤其它的產出成本與現有傳統西門子法流體床反應爐法相差甚大,由於攸關成本問題,對整個產業供應鏈的衝擊也可想而知。

成本低廉的冶金級矽若快速成為主流的料源,且量產化程度足以因應市場需求,整個太陽光電的料源市場將快速改觀,許多人捧著銀子前往現貨市場搶料的盛況將不再,換來的是買家預期心理遲不出手購買及直落的價格,而有合約料源護身的業者也將很快變成被合約綁到無法喘氣。

「上肥下瘦」將成為歷史名詞,快速改變成「上瘦下肥」的走勢,因為冶金級料源的產出需要太陽能電池業者技術相輔佐,而料源成本大量降低,代表產品普及化的程度將快速提升,應用端市場也將因而產生相當大的變化,不單只有住家太陽能發電及太陽能電力公司,其它應用市場也會因應而生,便宜的太陽能發電產品將可為取代任何需要電的產品提供電力。

而有技術支撐的電池廠才有能力有效使用便宜的冶金級料源,若技術不足也只好乖乖購買昂貴的多晶矽料源,但彼此間的成本競爭力也可想而知,電池端產業的淘汰賽也將跟著展開。

要冶金級矽料源達水準 太陽能電池廠技術是關鍵

若依目前結晶矽太陽能電池的轉換效率來看,多晶太陽能電池約15~16%,單晶太陽能電池約16~17%,而2008年 第2季市場傳出利用冶金級矽做成的太陽能電池,轉換效率高達15%,其實也是出乎意料的高,要產生這樣的傑作,不單只有冶金級矽料源製造廠也包含搭配的太 陽能電池廠本身的技術。

冶金級矽料源純化度約98.5%~99%,或99.999%(5個N),不過,據太陽能長晶業者透露,冶金級矽的長晶技術其實沒有什麼特別 的難的技術,反倒是太陽能電池業者的技術主宰太陽能電池的轉換效率,要利用冶金級矽做出的矽晶圓,再製成轉換效率達15%或可用的轉換效率,嚴重考驗太陽 能電池業者的技術能力。

這個突破,使傳統西門子法或流體床反應爐製程產出的多晶矽料源,快速被擠往高轉換效率電池所需的料源,而低成本且約15%轉換效率的太陽能 電池將由冶金級矽來取代,傳統多晶矽料源因被應用範圍不及原本預估的廣,供過於求的問題也將快速到來,料源市場的淘汰賽也將跟著快速展開。

而且值得關注的是,傳統結晶矽產品轉換效率與利用冶晶矽做出的太陽能電池轉換效率約15%相當接近,凸顯現有高純度多晶矽料源所製成的產品競爭優勢不大,相關的業者也必須利用優質料源、快速提升轉換效率來市場區隔,否則將會面臨極大的生存挑戰。

當然,冶金級矽若能達到相當的純度,但量產的能力並無法快速符合市場需求,也可以透過提高配料比例的方式,以循序漸進減低客戶端的料源成 本,進而在料源市場佔據一定地位。相較於目前多晶矽主流製造的傳統西門子法,量產後每公斤合理成本約30~40美元,每公斤成本不到2美元的冶金級矽,預 估會帶給料源市場相當大的衝擊。

冶金級矽若成行 薄膜太陽能市場也會受衝擊

早 期市場並不看好薄膜太陽能產業的發展,主要是它的技術突破有相當的難度,尤其在轉換效率上,但因受到多晶矽料源缺乏的影響,使得新加入者紛紛投入薄膜太陽 能,為的就是能跳脫找料的困難,透過資本及技術密集的突破,與結晶矽太陽能產品相抗衡。如果昂貴料源問題難以解決,薄膜出頭天的機率就會大增,這也是茂迪 及益通,以往對薄膜總投以保守觀望的態度,但在近2年卻變得積極。


但冶金級矽若成行,成為太陽光電的主要料源,最該注意的是便宜料源發展後的結晶矽太陽能市場,對薄膜太陽能電池市場的衝擊,由於薄膜太陽能是因應結晶矽缺料問題而快速崛起,一旦結晶矽料源問題解決了,薄膜太陽能產品所要面對的就是沒有蜜月期的競爭。

因為冶金級矽的成本低廉,所以將導致太陽發電成本快速下降,其實也是搶了薄膜太陽能電池大量量產所被期待的優勢,而薄膜太陽能目前的轉換效 率平均不到8%,比起利用冶金級矽成功做出轉換效率15%的太陽能電池來說,仍有一段相當大的技術成長空間。而薄膜太陽能設備成本是結晶矽的3~5倍,資本支出的回收期相對長,又遇到沒有價格蜜月期的市場環境,所面臨的路也是可想而知的辛苦。

此也意謂著薄膜太陽能產品必須在冶金級矽未大量量產並成為主流料源時,快速提升轉換效率及生產成本,儘管從更長期市場的角度來看,薄膜太陽 能電池的量產成本競爭力仍是最具優勢的,但若讓冶金級矽的發展捷足先登,搶占高度的市場佔有率,薄膜太陽能電池的生存恐將變得汲汲可危。

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