太陽能源新曙光 (2)

Posted on 2009/01/24 in 環境議題, 知識通訊評論, 科技報導 with 尚無留言 2,145 views

太陽能源新曙光 (2)
知識通訊評論第44期

「奈米太陽能」首創的滾軸製程，可讓太陽能電池廉價大量生產。

滾軸之上

CIGS 電池經過數十年來的研發，目前已跟主流市場的矽製電池一樣有效率，可以將百分之十五的太陽光轉化為電流，也不容易損壞，但是造價仍不便宜。

「奈米太陽能」嘗試將細小的 CIGS 粒子與某種染料混合攪拌，然後將染料印在金屬箔層基板上，以使粒子凝結成連續性的半導體。這種電池預計在二○○七年問世，而這種粒子直徑僅僅達幾奈米的事實，雖然運氣成分居多，仍然意味著公司名稱裡的「奈米」字樣蠻精確的。

這種處理方法最吸引人的地方，在於可以應用於接連不斷的滾軸裝置上，以相對較小的成本建造高產能的大型工廠，廉價製造電池。羅徹森誇言說「奈米太陽能」的電池製造成本極低，就算把傳統矽製電池工廠的材料、人力、能源成本都扣除掉，矽製電池還是會比「奈米太陽能」的電池昂貴。「奈米太陽能」能否印證羅徹森的大話尚待檢驗，不過該公司剛剛成功募得七千五百萬美元的私人資本，顯現有些人真的這樣相信。許多其他的公司亦開始跟進，其中不止是矽谷的同業，還有來自紐約州、麻州、德州，甚至遠在德國的。

「老實說，整合光電科技是製作太陽能電池，唯一實際而節省成本的方式。 —- 史坦貝利」

衡量度勢

即使這些公司裡有人真的讓太陽能電池便宜許多，也只是個開始而已。目前一個太陽能電池系統持續運轉所產生的電力，每瓦特的成本是六美元，其中只有半數是製造電池的成本，其餘則要用在用以置放電池的保護性可拆卸模組，將其直流電轉換成交流電，以及安裝費用。

這點具有多重意涵。首先這表示發電效率低於百分之十的電池，很難具有經濟效益，因為它們需要更大的受光區域，會導致拆裝成本增加；即使發電效率達百分之十五的電池算是免費的好了，若使用傳統的模組，拆裝它們的成本在很多場合仍然太過昂貴。這就是為什麼「奈米太陽能」跟其他許多公司，對於拆裝電池的新方法這麼感興趣。

光電公司「太陽伏特」 (Heliovolt) 創建者史坦貝利 (B. J. Stanbery) 指出，最終目標是要將太陽能電池直接整合到建物材料裡，比方說新建屋總要有屋頂吧，那就可以打從一開始就把光電磚瓦蓋上屋頂。他說平心而論，整合光電科技是製作太陽能電池，唯一實際而節省成本的方式。

不管這些科技能夠做到什麼程度，都無法讓太陽能的發電成本低廉到足以直接跟燃煤、天然氣、風力或核能發電競爭；但是由於太陽能板天生就易於分散化，因此不用跟其他的發電方式競爭發電成本，只要跟它們競爭消費者的付費價格就可以了。消費者為電力所付出的價格，是發電成本的四到五倍，因為電力公司還需要支付輸電網路架設費用，建造新的電廠，取悅它們的股東。

因此太陽能產業的目標，在於使其價格明顯低於「配電網平價」(grid parity) ；超過這一點，借錢購買安裝太陽能系統的成本，就會高於電力帳單上面所省下的費用。現階段要達到配電網平價言之過早，在大多數使用大量太陽能電池的地方，都是靠大筆的政府補助在維持運作；德國就是這樣，對願意使用太陽能電力的家庭跟小型企業，給予每瓦特五毛錢的補助。

單單達到配電網平價還不夠，不過分析家指出，如果輔以便宜許多的電池，以及可改裝、易於拆裝的模組，總安裝成本預估可以下降三倍，這樣太陽能就前景可期了。

節省開支

基礎材料科學研究可協助蓬勃發展的太陽能產業，進一步壓低其成本。史丹佛大學的麥克蓋希 (Michael McGehee) 關於有機光電電池的點子，早先曾被「奈米太陽能」拿去試做，他現在提議建立一座由美國能源部資助的大型研究中心。主管勞倫思柏克萊國家實驗室的諾貝爾獎得主，史丹佛大學物理學家朱棣文，也有將新的光電研究，與其他捕捉、儲存太陽光的相關研究互相整合的計畫，計畫正在美國能源部審查當中。

將於今年十一月於加州進行公投的第八十七號提案，可能可為太陽能研究提供資金來源。這項提案將會增加石油鑽探的費用成本，好為包括研究工作在內的乾淨能源計畫，籌措四十億美元的資金。石油業者當然強力反對這項提案，太陽能電池公司及投機資本家則大力支持該提案。

不過矽谷對太陽能的一頭熱，並不必然意味著當地發生的所有這些活動，就會引發一場能源革命。在別處的某人可能會做出突破性的科技成果，而投機資本家賺大錢也不意味著他們能影響重大的經濟變革。就像加州經濟永續研究中心的萊維 (Stephen Levy) 所指出的，投機資本家多年來都一直聲稱生物科技會是下一個成長快速的領域，「就快要爆發了」，但始終只是「就快要」而已。