太陽能源新曙光 (1)

太陽能源新曙光 (1)
知識通訊評論第44期

過去十年，全球太陽能市場快速發展，二○○五年已達一百二十億美元的總產值，在創業投資最蓬勃的加州矽谷，已吸引許多投入者。但是太陽能光電技術和材料的問題，以及價格的高昂，都仍須尋求突破，才能再造光電產業的摩爾定律。

太陽提供地球上的人類文明所需的能源。沒有其他的能量來源能像太陽，源源不絕提供多達一百二十兆千瓦的能源。只要一小部分的太陽光能被光電電池捕捉，轉化為電力，我們就不再需要會排放溫室氣體的發電廠了。

過去十年裡，由於日本跟德國政府的大力補助，太陽能電池市場以平均每年百分之三十一的速率成長。最樂觀的產業分析師認為，二○○五年總值一百二十億美元的太陽能產業，可望在二○一○年成長到七百億美元；即使不是所有人都預期成長會這麼可觀，不過大部分人認為，百分之二十到二十五的年成長率並不為過。太陽能公司的股票市場同樣後勢看漲。

然而就能源供給整體來看，太陽能仍舊無足輕重。目前全世界已安裝的太陽能電池，總發電量不過大約五百萬千瓦，與核能的四億千瓦與燃煤的十億多千瓦相比，實在是太少了，而且這還沒將太陽能電池無法全天候以最高效率製造電力的事實列入考量。即使在可再生能源的領域裡，太陽能電池與風力發電跟水力發電相較之下亦相形見絀，原因很簡單：太陽能電池過於昂貴。專家不認為整體形勢會有什麼巨大改變，即使在未來十五年內皆維持百分之二十五的年成長率，太陽能光電發電也只會佔全世界能源的百分之一而已。

觀點問題

太陽能產業的前景，基本上是一個觀點問題。以小產業的角度而言，太陽能產業近期的發展確實很了不起；但起跑點落後競爭對手一大截，就算成長如此快速，也很難引起對能源產業造構的全面檢視。因此即使太陽能電力未來會變得較為便宜，也沒幾個人認為它會造成什麼劇烈改變。

「沒幾個人」並不代表「沒有人」，而沒有地方比加州的矽谷更容易找到這種人。孕育出半導體跟網際網路繁榮世紀的矽谷，可能是全世界最適於產生新科技的環境；除了擁有超高密度的成功科技公司以外，矽谷還擁有世界級的研究大學、充裕的資金、以及想要率先把握未來，從中大撈一筆的固置文化。最近矽谷對於各種「乾淨科技」特別感到有興趣，從水質淨化到生質燃料無所不包。

在所有這些選擇裡，光電發電看起來最切合矽谷的歷史與文化。對矽谷來說，太陽能產業的吸引力之一，在於它對其科技的熟悉度高：太陽能產業一直都在晶片產業的陰影下成長，使用的是晶片產業淘汰下來的材料跟技術。除此之外，太陽能可讓能源製造分散化的潛力，對於創造出分權化網際網路的矽谷，特別具有文化上的吸引力。對於一個在三十年內，把個人電腦從業餘嗜好者的工作室，推廣到全世界將近十億張書桌上的商業社群來說，太陽能現在的小規模市場可嚇不倒他們，他們看中的是明日的可能性。

「太陽能現在的小規模市場可嚇不倒他們，他們看中的是明日的可能性。」

捕捉光線

矽谷對太陽能產生興趣的代表人物，是一家稱做「奈米太陽能」(Nanosolar) 的公司。公司所在的建築物屋頂上沒有太陽能板，令人感到有點失望，不過停車場裡倒是有幾台豐田汽電混合動力車 (Prius hybrid) 。

「奈米太陽能」由薩格 (Brian Sager) 跟羅徹森 (Martin Roscheisen) 於二○○一年創立，投資者裡不乏像 Google 之類的大公司。薩格是具有智慧財產權專長的生化科技老兵，羅徹森則是慣說大話、熱情洋溢而緊張兮兮的澳洲企業家。羅徹森表示，「奈米太陽能」創建之初，並沒有想好要開發哪個特定的太陽能科技；公司名稱裡的「奈米」，原意是打算利用有機分子解決一些技術難題，不過很快就發現這點子需要好幾年才能實現，而且做出來以後也不夠有效率，不夠持久。

這時候來了曾任職於世界最大太陽能電池製造商「亞科」 (Arco)研發部門主任，日後成為該公司工程副主席的艾伯史巴荷 (Chris Eberspacher) 。他在早年前往德州農工大學的校外教學裡，沒被德州亂流托卡馬克裝置 (Texas Turbulent Tokamak) 核融合實驗所迷，反而被對街破破爛爛的替代科技展示中心所吸引，成為一名不折不扣的太陽能迷。

太陽能電池充電器

「奈米太陽能」有資本，艾伯史巴荷則有比該公司正在研發的所有選項都還要成熟穩定的創新技術，兩造一拍即合。第一批太陽能電池如今已在工廠製造，第一年產量可達超過二十萬千瓦，翌年預計產量達四十三萬千瓦；這將使「奈米太陽能」成為世界最大的太陽能電池裝配廠之一，也是目前這種「薄膜」太陽能電池的最大製造商。

傳統矽製太陽能電池，是由一大堆厚達零點二公釐的矽片製成，但是「奈米太陽能」所製，含有銅、銦、鎵、硒 (CIGS) 四種金屬的電池，其厚度可達千分之一公釐。雖然其中有些金屬價格日益上漲（銅價過去四年漲了三倍，銦價更上漲十倍之譜），但其用量不多，不是什麼嚴重的問題；製作 CIGS 電池所用薄膜的複雜昂貴技術，才是真正的問題。