COMPOUND SOLAR TECHNOLOGY

Technology

工程技術與開發規劃

化合物半導體有比矽快速的電子遷移特性 (Electron Mobility) 和具有高效率的光特性，故其適用於無線、微波通訊和光電及太陽能電池方面的應用。化合物半導體最早僅應用於國防軍事之軍事雷達、武器、通訊與太空事業之衛星等。隨著美俄冷戰時代的結束，這些原應用於國防之科技逐漸釋出於商業應用。 1990 年後，在行動通訊、網際網路、數位家電 ( 如 DVD player) 與光電產業的蓬勃發展及美國極力發展 MMIC 的帶動下，化合物半導體這種具有高頻高速傳輸、消耗功率低、抗輻射性高、耐熱度高、發光性等特質之材料的需求即呈現快速的增加，繼而帶動化合物半導體產業的發展與成長。

砷化鎵 IC 及其產品應用領域主要於行動無線通訊、光纖通訊及網際網路傳輸。近來，由於對能源耗損管理的重視與城市照明改善計劃的推廣，化合物半導體這種消耗功率低及發光性之材料便廣受採用，帶動 LED、光通訊用 LD、光儲存用 LD 及綠色能源 Solar Cell 需求的增加。砷化鎵 IC 及其主要產品應用，詳如表列。

市場	應用範圍	元件技術
太陽能電池應用產品	˙太空衛星 , 太空站 ˙太陽能電廠 , 建築業及公共工程 ˙太陽能燈 , 太陽能節能設備 ˙民生用品	GaAs on Silicon/Glass Solar Cell
行動電話	˙ GSM 行動電話 (GSM 為 Global System for Mobile Communication) ˙ CDMA 行動電話 (CDMA 為 Code Division Multiple Access) ˙ PHS 行動電話 (PHS 為 Personal Handheld System) ˙ 3G 行動電話 ( 3G 為 3rd Generation Personal Digital Cellular)	HBT, pHEMT, MESFET
無線區域網路	˙固網長途無線傳輸的無線區域迴路 (Wireless Local Loop, WLL) ˙電腦間之無線區域網路 (Wireless Local Area Network, WLAN) ˙ 無線高傳真 , 代表著 IEEE 802.11a /b/e/g/n (Wireless Fi-delity, Wi-Fi) ˙ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)	HBT, pHEMT, MESFET
微波通訊 / 定位系統等	˙衛星定位系統 (Global Positioning System, GPS) ˙數位微波通訊 (Digital Microwave Radio) ˙直撥衛星系統 (Digital Satellite System) ˙汽車防撞雷達系統 ˙電子收費系統 ˙ RFID 倉儲管理系統	HBT, pHEMT, MESFET
數位家電產品	˙ DVD player ˙ DVD-RW ˙ CD/ VCD player	LD(Laser Diode)
光應用產品	˙車燈、交通號誌 ˙看板照明與城市照明系統 ˙背光板	LED (R/G/B/W)
光纖通訊元件產品	˙光纖通訊 ( Fiber Communication ) ˙全球光纖到戶 ( Fiber To The Home, FTTH ) ˙全球光纖到道路端 ( Fiber To The Curb, FTTC )	LD(Laser Diode), VCSEL

比較目前矽太陽能板製程，其原物料 (poly-Si) ，必須從矽礦砂經過高溫高壓等極大耗能的生產過程，生產有極大污染之氯矽烷之危險易燃、易爆的中間產物，故生產廠必須遠離人類之沙漠區域，無法任意擴廠，而未來也面臨缺料狀況，加上後續之拉晶棒等製程也必須經過高溫之耗能過程，故矽的太陽能技術應為過渡技術。玻璃基板之化合物薄膜太陽能由於具有低成本高轉換效率 (26%~40%) 比市售 (~15%) 之太陽能板更具競爭力。

太陽能電池原理介紹

太陽電池（solar cell）為太陽光電系統之基本元件，單一太陽電池之電壓約0.5V，可依所需要的電壓、電流設計，將數個太陽電池串聯成一組，再以強化玻璃（正面）、EVA、太陽電池、EVA、杜邦Tedlar（一般型背面，若為半透光型模板則上下均採用強化玻璃）等層疊後，放入層壓機（Laminate）台上做真空封裝，並加框保護後，成為太陽光電模組或模板（Photovoltaic Module，PV Module）。

太陽電池依材料可分類為：矽、化合物半導體、半導體接合物薄膜型（Tandem-Thin film）、有機染料半導體或Polymer等技術型態；其中，以化合物半導體之理論轉換效率達35%為最高，以往因為成本較為昂貴，多用於衛星電源等特殊用途，但近年由於大型裝置容量之PV系統及集中式太陽能發電廠逐漸受到歐美日等國重視，以化合物半導體(GaAs, GaInP, AlGaAs, Ge)為基材之高效率聚光型太陽光電（Concentrating PV，CPV）系統，正吸引Sharp等國際大廠加強技術研發，本公司由於有日本三菱的技術奧援，得以成功量產新世代太陽能電池，光電轉換效率一舉達到最高 39% ，為目前市場最佳，同時採用玻璃基板取代矽基板，成本亦達到目前市場最低。

新世代太陽能電池

目前國內的太陽能電池製造廠，大部份都採用巨額資金購買國外舊世代的技術，雖然市場需求的狀況依然強勁，但是在無自主的技術，加上缺乏本身的研發能力，未來在市場正常的競爭下，將會逐漸的喪失競爭力，而遭到市場的淘汰。加上矽晶圓材料的嚴重短缺、價格急劇昇高，導致成本高漲，使得售價逐漸的喪失競爭力。

本公司致力於新世代太陽能電池的研發，以最先進的太陽能電池製程及量產技術，藉由嶄新的化合物半導體技術，晶圓廠成功量產多介面太陽能電池(Multijunction Concentrators)，如下圖紫線部份，目前國內廠商仍停留在矽的單晶或多晶技術 (Crystalline Si) ，如下圖藍線部份，其光電轉換效率約在17% ；而新世代太陽能電池的光電轉換效率為目前市場最佳，高達25%~39%，同時採用玻璃基板取代矽基板，成本亦達到目前市場最低。