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太陽能之父憂惡性競爭將導致太陽能無法普及

Martin Green 教授素有太陽能之父之稱,他是澳洲新南威爾斯大學(University of New South Wales, UNSW)卓越太陽能研究中心執行長。目前世界上效率最高的太陽能電池便是由 Green 教授的團隊所研發,他的學生們更創辦、且任居要職中國最大、也是世界最大的太陽能公司 — 尚德電力(Suntech)。Green 教授憂心惡性競爭將導致太陽能無法普及,故發表此公開信。

經過數十年的競爭與合作,世界上許多太陽能市場終於達到「市電平價」:即在無需補助的情況下,太陽能供電的價格低於一般供電價格;這也就意味著太陽能科技已能成為主流,以及解決全球能源及環境危機的解決之道。然而,市場保護主義卻阻止了這一天的到來。10 月 18 日,美國政府被要求對中國進口的太陽能相關產品進行課稅,因中國製造商獲有諸多補貼,能以不合理的低價將產品傾銷美國。不意外地,中國也對美國的太陽能產品祭出相同的作法。因此,原本應該是民眾有能力購買且具競爭力的產品就淪為中美兩大製造與消費國間政治角力的工具。

太陽能產業的成功並非單靠一家公司或是一個國家即能達成,而是需要全球的合作競爭,創造出更高效率、低價位的產品。而今中、美、或德國關稅抵制的作法非但造成太陽能電力價格提高,更會導致太陽能的不受支持、無法普及,讓數十年來的太陽能科技成果毀於一旦。Solar World 公司美國區總裁 Gordon Brinser 要求對外來太陽能產品課稅,主張太陽能由美國發明、就應該留用於美國。但事實上,這麼做實在是大錯特錯。

太陽能的光伏效應(Photovoltaic effect,陽光照在材料上從而產生電壓,轉換成電能)首在 1839 年由法國物理學家 Alexandre-Edmond Becquerel 發現,自此,各國科學家便開始研究光伏效應。十年後,美國科學家 Charles Fritts 創造出第一個能夠運作的太陽能電池,他利用鍺半導體上覆上一層極薄的金層形成半導體金屬結,但器件的效率只有 1%。

直到 1887 年,德國科學家 Heinrich Hertz 發現光電效應(Photoelectric effect,金屬中的電子因吸收光能量而導致電子脫離金屬,形成電流),1905 年愛因斯坦以光子(photon)的概念,理論上成功地解釋此效應,因而獲頒諾貝爾物理獎。20 世紀末期由於太空競爭,為了在太空中取得電力,太陽能研究受到大力的經費支持,矽晶太陽能電池從而誕生。1958 年俄國的 Sputnik 3 號及美國的Vanguard 人造衛星,皆由太陽能電池供電。不久各國紛紛創立研究單位進行太陽能電池研究。1985 年,澳洲 UNSW 的光伏與再生能源工程學院(即 Green 教授的團隊)研發世界上第一個矽基太陽能電池,打破效率 20% 的門檻;1988 年,史丹佛大學(Stanford University)的背部點接觸式太陽能電池達到 22% 的效率。1994 年 Green 教授的團隊再度以射極鈍化背面局部擴散(Passivated Emitter Rear Locally diffused, PERL)太陽能電池創下 24% 的效率新記錄,並至今維持 25% 的世界最高效率記錄。然而這一切若無法在現實生活中應用,便毫無意義。

1954 年,美國的貝爾實驗室(Bell Labs)首度製造出可銷售的太陽能電池:有 6% 的效率,每瓦成本約 250 元。十年之後,日本夏普公司(Sharp Corporation)製造出首個可供地球上使用的太陽能模組,自此,全球都在投入太陽能效率的提升以及成本的降低。美國的 SunPower 是第一家將史丹佛大學的背部點接觸式太陽能電池技術量產的公司,數度創造商用單晶矽太陽能模組效率記錄。而中國的尚德電力則是第一家將澳洲 UNSW 的 PERL 太陽能電池技術量產的公司,其亦立刻打破多晶矽太陽能電池的效率記錄。

由於國際間的競爭,現今太陽能產電的成本大約是每瓦 1 元,這一切都不是單一國家自己達成的。能大量且精準生產晶片、電池、模組的儀器由德國公司製造;美國公司在生產太陽能電池的主要原料「矽」的降價上扮演重大的角色,才有今天每公斤低於 40 元的價格;中國公司,許多是由 Green 教授的學生所創設,在創新、以低成本的生產方法生產高品質的太陽能電池與模組上貢獻良多。這一切乃在各國的互相依賴下達成,就如同太陽光一般,太陽能產業屬於我們每一個人。我們當摒除狹隘的思想,反對太陽能產業的貿易保護主義,讓每個人、每個地方都能擁有經濟實惠的太陽能電力。

作者:駐澳洲代表處科技組
資料來源:A Solar Trade War Could Put Us All in the Dark—Technology Review [2011-12-19]

轉載自國科會國際合作簡訊網 [2012-04-05]

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