崑 山 科 技 大 學

Kun Shan University 機械工程系

學生專題製作報告

太陽能廣告看板

Solar billboard

指導教授：朱 孝 業 教 授

專題組員：李易庭 學號：4960H146

中 華 民 國 100 年 6 月

I

摘要

每家商店都會在戶外設置廣告看板來招攬客人，白天太陽曝曬，

晚上使用市電來照明，十分浪費能源。本作品之太陽能廣告看板結合

太陽能電池，於每日日曬時即予以蓄電儲能，可以供給晚間照明之

用，並使用 LED 燈以節省耗電，同時以光感測器偵測戶外光線強度

來自動開關 LED 燈，可達到環保節能的效果。

本作品採用矽薄膜型太陽能電池，因為在太陽能電池中，矽系太

陽能電池無疑是發展最成熟、已經被實用化的一種。同時以光感測器

偵測戶外光線強度來自動開關 LED 燈，或是選擇強制開起 LED 廣告

燈開關。兩用電源，除以本身之太陽能面板對內建蓄電池儲電，亦可

以市電點亮看板並對其充電。

II

誌謝

本專題之能夠順利完成，除了感謝尹龍兒學長在旁協助我和教導

我一些機台或儀器上的操作，尤其更應特別感謝本組的指導老師－朱

孝業教授。從題目的決定到分析比較與指導、至整個報告的編寫期

間，給予不斷的指導及鼓勵，才能使本專題能夠順利完成。

最後在感謝我的親朋好友和一起在實驗室的同學、師長們，在這段期

間有你們的陪伴和愛護，大學期間即將要結束，能夠與大家一起分享

這份榮耀，謝謝你們。

III

目錄

摘要 ……………………………………………………………………Ⅰ

誌謝 ……………………………………………………………………Ⅱ

目錄 ……………………………………………………………………Ⅲ

第一章 前言

1-1 研發動機 ................................................. 1

1-2 研發構想 ................................................. 2

第二章 產品介紹

2-1 產品特色 ................................................. 5

2-2 產品運作原理與工作原理................................ . 7

2-3 看板介紹 ................................................ 13

第三章 市場研究與分析

3-1 太陽能電池發展趨勢 .................................... 17

3-2 太陽能電池產業市場發展概況 ........................... 21

3-3 未來太陽能電池產業概況................................ 23

第四章 產品SWOT分析 ………………………………………………26

第五章 結論............................................. 29

第六章 應用與未來....................................... 30

參考文獻................................................ 31

1

第一章 前言

1-1研發動機

面對全球氣候變遷、空氣污染問題以及資源日趨短缺等問題，加上

現今石油價格一再飆漲之故，潔淨能源的發展與節能的技術逐漸受到重

視，其中以太陽能發電做為動力供應主要來源之一的可能性增加。

在太陽電池中，矽系太陽能電池無疑是發展最成熟、已經被實用化

的一種，但由於原材料的成本居高不下，一直影響著其更大規模的推廣

應用。為此，人們一直不斷在製程技術、新材料、電池薄膜化等方面進

行探索，試圖製作出價格低廉、高效率的太陽能電池。由於生產設備低

廉，矽薄膜型太陽能電池受到國內外科學家的重視。因此，矽薄膜型太

陽能電池的研究開發非常廣泛，其應用前景非常被看好。

此外，經濟部能源局在 2007 宣佈，台灣將全面淘汰白熾燈泡，預計

2009 年第一季全面汰換，改用 LED（發光二極體）省電照明，2010 年起

陸續停產白熾燈，且能源局規劃，國內交通號誌將從明年逐步汰換為 LED

燈，建築、景觀照明及非主要道路水銀路燈，2025 年底將全面汰換為 LED

燈，屆時每年將可節約 37.8 億度電，節能潛力達 41%。

而世界各國為減輕溫室氣體排放，開始明文規定禁止使用白熾燈

泡，澳洲政府在 2007 年 2 月宣布，三年內將逐步禁用白熾燈泡；歐盟也

2

決定在 2010 年前，全部使用節能型照明設施；加拿大政府也宣布，到 2012

年將禁止銷售白熾燈泡，因此 LED也將成為未來主要的省電照明。

在現今商業發展店家林立的情況下，每家商店都設置廣告看板以吸

引顧客，但商家懸掛之看板體積厚重且框架相當笨重，同時在經年累月

日曬下易產生泛黃、脆化之現象，更嚴重者會有破損的問題。另外，晚

間看板照明設備使用一段期間後，經常有燈管或點燈器故障之問題，如

想修繕需找專人施工，這又是個費用不貲的浩大工程，且維修常會使用

大型吊車，經常形成交通堵塞。在維修困難重重的情況下，許多店家就

不進行修理看板的動作。

基於上述因素，致力於變更及改善現今廣告看板的結構設計，本作

品構思結合太陽能電池進行儲能，以供給晚間照明之用，並結合新發展

的技術，以達到創新及節能之目的。

1-2研發構想

主要依照未來趨勢、價位、發電發式、材料以及回收部分，設計出

染料品化太陽能看板，以下將分別說明之。

（一）未來趨勢

面對能源日趨短缺的情況下，科學家極盡可能研究針對以最小的能

3

源換取最大效率的可能性，根據研究顯示，到目前為止太陽僅消耗其所

有太陽能量的2％，由此可見在未來應用太陽能源的相關產品將日益增

多。目前太陽能的相關產品（如太陽能車、太陽能電池）雖然價位驚人，

但假使未來的科技進步、應用材料改變及能源轉換的調節等開發技術成

熟，也許太陽能將成為未來能源的主要供應來源。

（二）價位

目前一般的小型廣告看板尺寸為 45×20×65，價位在一萬至兩萬元左

右，而中型和大型廣告看板價位則約八萬到數拾萬不等。此外，採用的

材料不同其價位也隨之改變，且如用於流動式攤販的廣告看板，需要配

合發電機才能使廣告在夜間發亮，其發電機價位也高達六千元以上。而

本產品使用染料敏化太陽能電池，以節能為訴求，且材料的費用在長期

分攤下與一般廣告看板相當，而本產品的看板厚度比一般的廣告刊板縮

幅二至三倍小的狀態下，安裝極為安全便利，其可攜式的特性適用於行

動咖啡車或是夜市的流動攤販。

（三）發電方式

一般廣告看板都是以發電廠的電力維持照明，而許多看板照明在晚

間 12 小時全年無休，長期累積下來需要支付的電費也所費不貲，假使使

用太陽能看板，能在白天儲蓄電能，晚上發電，除了節能省能，也可以

儲能以防停電。

4

（四）材料

目前一般的廣告看板所使用的材料種類繁多，外表材質以壓克力、

塑膠、中空板等等為主，而內部則是以平常的日光燈、燈泡以及霓虹燈

等等為主。矽薄膜型太陽能電池則是以玻璃為基準，外面再加裝框架，

且其不會有一般廣告看板經年累月日曬下會產生泛黃、脆化之問題。

（五）回收

由於以玻璃為基版，其玻璃可回收再利用，相當具環保概念。

5

第二章 產品介紹

2-1產品特色

因矽薄膜太陽能板整體結構厚度相當的薄，現今廣告看板中須留有

日光燈管的設置空間，使得整體龐大且笨重，而本作品之構想則無此缺

點，大幅降低看板體積。

材質上的選用，使用玻璃材質在回收上較為方便對環境污染低，長

期接受日曬也不會有材質劣化的問題；然而現今廣告看板使用的壓克力

玻璃，年代稍久的廣告看板都有泛黃，破裂的材料劣化問題，整體美觀

因此大打則扣，對客戶的吸引力也相對降低。

發光二極體於近年來常常被討論是否可以取代現今照明設備，且以

往的功率不足與散熱問題已逐漸克服，在省能照明方面，發光二極體為

現今首選，發光二極體的長壽命、低耗電量為最大特色，在看板上的使

用，配合上導光板，讓光均勻分佈在廣告看板上的每個位置，與減少發

光二極體的顆數。此設計間接改善了現今廣告看板中日光燈或點燈器損

毀則有一個區域晚間無法清晰可見的缺點，又因廣告看板懸吊於高處，

更換照明設備工程浩大，大多數的商家都不為問題特地進行維修，也會

對於廣告看板的美觀有了影響。

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表2-1 產品特色

表2-2 薄膜太陽能電池之優缺點分析 項目 優點 缺點

投資效益

1. 非具有雄厚資金能力者無法進

入，市場競爭者較少

2. 產業垂直整合性高，仍有較高毛利

1. 投資成本昂貴，是矽晶電池模組

的 5~10倍

2. 矽晶電池模組價格回穩，減少市

場對薄膜電池的使用誘因

材料供應 矽用料少或是不用矽原料，不受非晶

矽價格影響

硒、銦、碲等為稀有金屬，無法支應

全面性量產所需

製程管理 製程數少，製程管理相對容易 設備及技術尚未形成標準，安裝到試

車所需時間長，過程中調校程序複雜

轉換效率 轉換效率提升空間大，新技術研發活

動頻繁 轉換效率較低，所需裝置面積大

產品應用 可用透明、可撓曲的基板及客製化大

面積生產，應用範圍廣

大面積產品之良率及穩定性控制不

易

回收處理 -- 市場對碲/鎘有毒物質回收處理的可

能要求

資料來源：資策會 MIC，2009年

7

2-2產品運作原理與工作原理

產品原理

本產品為利用薄膜型太陽能電池、發光二極體與蓄電池為主要架構，

設計而成的太陽能廣告看板，藉由薄膜型太陽能電池發電，加上發光二

極體的低耗電量與長壽命的優點，整合來做為產品的設計構想，本產品

使用薄膜型太陽能電池板做為面板，讓看板的厚度大幅降低，加上發光

二極體的體積遠比現今日光燈管小，讓廣告看板整體的體積縮小，省下

了很多不需要的空間，應用在移動式攤販更易於攜帶、移動。

應用太陽能的光電轉換效應，有效的解決現今出現有待解決的石油短

缺問題，且可以降低攤販的發電機消耗柴油的成本，未來當石油完全消

耗殆盡時，使用其它替代能源是必要的，且製程不同於其它種類太陽能

電池需要高價位的製程設備及環境，可以有效降低製造成本，有利於消

耗性產品推廣。

薄膜型太陽能廣告看板

未來技術成熟，成本降低後，可以推廣大型廣告看板的替代方案，

配合先進國家將利用發光二極體來取代現今照明設備的推廣法令，進而

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將現今商家使用的日光燈管形式的廣告看板更換為本產品設計之形式之

廣告看板，如此可以朝向大面積的產品推銷。甚至可期望未來嶄新的技

術研發，可以有更加新式的產品型態。

薄膜太陽能電池發電原理與類別

薄膜太陽能電池，是以 pn半導體接面作為光吸收及能量轉換的主體

結構。在基板上分別塗上二種具不同導電性質的 p 型半導體及 n 型半導

體，當太陽光照射在 pn 接面，部份電子因而擁有足夠的能量，離開原子

而變成自由電子，失去電子的原子因而產生電洞。透過 p 型半導體及 n

型半導體分別吸引電洞與電子，把正電和負電分開，在 pn 接面兩端因而

產生電位差。在導電層接上電路，使電子得以通過，並與在 pn 接面另

一端的電洞再次結合，電路中便產生電流，再經由導線傳輸至負載。

從光產生電的過程當中可知，薄膜太陽能電池的能量轉換效率，與材料

的能隙大小、光吸收係數及載子傳輸特性攸關，因此廠商就提升轉換效

率的研發方向，往往也從材料選用、鍍膜方面著手。

薄膜太陽電池中有許多種技術，包括矽薄膜技術(包括非晶矽、微晶

矽及薄膜多晶矽)、化合物半導體技術（包括銅銦鎵硒CIGS及碲化鎘CdTe）

及新興材料技術（包括有機電池、奈米技術、球狀矽技術等）等。

9

資料來源：資策會 MIC，2009 年 1 月

矽薄膜太陽能電池

目前矽薄膜太陽能電池多採用 Superstrate結構，但可撓性的薄膜太陽

能電池則多以 Substrate為主。以 Superstrate 結構的非晶矽太陽能電

池製程而言，第一步先在玻璃或金屬基板上生成一層透明導電層（TCO）；

第二步利用雷射將要留下凹槽的 TCO薄膜剝除；第三步則以濺鍍或電漿

輔助化學氣相沉積法（PECVD）於 TCO 上鍍矽薄膜；第四步再用雷射將要

留下凹槽的矽薄膜剝除、第五步進行金屬鍍膜；第六步再用雷射將要留

下凹槽金屬鍍膜剝除；最後再加上玻璃封裝即可完成模組。

非晶矽太陽能電池（Amorphous Silicon；a-Si）

矽薄膜類中的非晶矽太陽電池，為各類薄膜太陽電池中發展時間最長，

也是目前薄膜太陽能電池中量產最多者。矽薄膜太陽能電池所使用的矽

10

原料量，約為結晶類太陽能電池的 1/100 左右，利用化學氣相沉積法

（Chemical Vapor Deposition，簡稱 CVD）或濺鍍法（sputtering），

形成僅有數μｍ厚度的矽薄膜，具有輕薄、省材料的優點。

然而，由於非晶矽薄膜有照光穩定度問題（即指電池長期在強光照射下，

轉換效率會降低的光劣化現象），一直難以擴大普及率。但隨著二層或

多層接合太陽能電池技術的發展，矽薄膜電池透過不同能隙材料的堆

疊，增加光吸收能力，可達到轉換效率提升的目的

低溫多晶矽太陽能電池（Low Temperature Poly Silicon；Poly-Si）

低溫多晶矽技術主要特點在於改變玻璃基板分子構造，以提昇傳統非晶

矽技術性能。利用準分子雷射作為熱源，雷射光經過投射系統後，會產

生能量均勻分布的雷射光束，投射於非晶矽結構的玻璃基板上。當非晶

矽結構玻璃基板吸收準分子雷射的能量後，會轉變成為多晶矽結構，具

有較高的光吸收能力。因整個處理過程都是在 600℃以下完成，所以一般

玻璃基板皆可適用。

11

LED 運作原理

發光二極體（Light Emitting Diode, LED）是一種特殊的二極體。和普

通的二極體一樣，發光二極體由半導體晶片組成，這些半導體材料會預

先透過注入或攙雜等工藝以產生 p、n 架構。與其它二極體一樣，發光二

極體中電流可以輕易地從 p極（陽極）流向 n極（負極），而相反方向則

不能。兩種不同的載流子︰電洞和電子在不同的電極電壓作用下從電極

流向 pn極。當電洞和電子相遇而產生複合，電子會跌落到較低的能階，

同時以光子的模式釋放出能量。

多數發光二極體被稱為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體，是由Ⅴ族元素(氮 N、

磷 P、砷 As 等)與Ⅲ族元素(鋁 Al、鎵 Ga、銦 In 等)結合而成，以與 IC

半導體所使用之矽(Si)等Ⅳ族元素區別。傳統液相磊晶法(Liquid Phase

Epitaxy, LPE) 與氣相磊晶法 (Vapor Phase Epitaxy, VPE)，以磷化鎵

(GaP)或砷化鎵(GaAs)為基板，用於生產中低亮度 LED 及紅外光 IrDa 晶

粒，其亮度 在 1燭光(1000mcd)以下。有機金屬氣相磊晶法(Metal Organic

Vapor Epitaxy, MOCVD)用於生產高亮度 LED，其亮度約在 6000-8000mcd。

以 AlGaInP 四種元素為發光層材料在砷化鎵基板上磊晶者，發出紅、橙、

黃光之琥珀色系，通稱為四元 LED；以 GaN為材料所生產的藍、綠光 LED，

則稱為氮化物 LED，一般以藍寶石(Sapphire)為基板，美國大廠 CREE 則

發展出以碳化矽(SiC)為基板的製程。

12

LED 在順向偏壓下，電子在接合面流動時，會在再結合而消滅的過程

中發光。它所發出的光的波長（決定顏色），是由組成 pn 結構的半導體

物料的禁帶能量決定。由於矽和鍺是間接帶隙材料，在這些材料中電子

與電洞的複合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，所以矽和鍺二極

體不能發光。發光二極體所用的材料都是直接帶隙型的，這些禁帶能量

對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。

發展初期，採用砷化鎵(GaAs)的發光二極體只能發出紅外線或紅光。

隨著材料科學的進步，各種顏色的發光二極體，現今皆可製造。

白光發光二極體產品圖(資料來源：中國燈飾商貿網)

13

PN 架構(資料來源：維基百科)

2-3 看板介紹

太陽能面板儲能

整個看板表面可以用下列之數種可轉換太陽光電之面板組成，其

組成可為下面數種，各有優缺點：

• 矽晶片太陽能面板：貴但效率高。

• 薄膜型太陽能面板：可撓但效率較差、價格也不低。

• 染敏太陽能面板：便宜但效率差且尚未廣泛商業使用。

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充電電壓與電流指示表

圖(a) 圖(b)

圖(a)看板遇到光線微暗或光線不足時，箭頭所指的光源感測器會自行感應而發亮。

圖(b)當看板偵測到環境光線微弱後，大約 5至 10秒會自動發亮，若周圍變亮時

則會熄滅以確保節省電能。

光源感測器,當光線暗明,感

測器則會自行感應而發亮 光感測器,當偵測環境光線

不足時，LED 廣告燈約 5

至 10 秒後自動點亮，若環

境變亮時則會自動熄滅以

節能。

LED牌燈

電壓

及電

流值

太陽能面板發電與否

可從電壓變化察知

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圖(c) 圖(d)

圖(c)不論環境光源亮度情形，由箭頭所指地方按壓，可使看板強制發亮。

圖(d)強制按鈕按壓後，不會隨著環境的光源偵測，也能使讓看板發亮。

看板 LED燈電源開關

圖(e)

圖上的左上角箭頭所指地方為 LED 光源偵測開關(開)，

需要靠外界光線來偵測看板的亮度。

左下角箭頭所指的為 LED 光源偵測開關(關)。

右邊所指發亮地方為看板內電池已充電

光源強制開關器

明

亮

時

強

制

發

亮

LED 牌燈開 有充電時

燈會發亮

強制斷電

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市電開關

圖(f)

圖上的右上角箭頭所指地方為暗房充電開關(開)，

不需要靠外界光線來偵測看板的亮度也能讓看板發亮。

右下角箭頭所指的為暗房充電開關(關)。

關掉後不會有任何光源出現。

暗房充電時,光源

感測器依然會使

牌燈發亮

暗房充電時,光源

感測器不會使

LED 牌燈發亮

17

第三章 市場研究與分析

3-1太陽能電池發展趨勢

薄膜型太陽能在未來能成為主要能源的因素有下列幾點，將分別說明

之：

1. 傳統燃料能源轉變到可再生能源

傳統的燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出，同

時全球還有 20 億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光

投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長

遠的可持續發展。而太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐

富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無污染、廉

價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達 80 萬

千瓦，假如把地球表面 0.1%的太陽能轉為電能，轉變率 5%，每年發電量

可達 5.6×1012千瓦小時，相當於目前世界上能耗的 40倍。

當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為

制約國際社會經濟發展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行「日光節約

計劃」，開發太陽能資源，尋求經濟發展的新動力。歐洲一些高水平的核

研究機構也開始轉向可再生能源。在國際光伏市場巨大潛力的推動下，

各國的太陽能電池制造業爭相投入巨資，擴大生產，以爭一席之地。

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2. 生產基地移往開發中國家

與國際上蓬勃發展的光伏發電相比，中國落後於發達國家 10 年。

但是，中國光伏產業正以每年 30%的速度增長，2005 年中國太陽能電池

生產總量達到 139MW，較 2004 年猛增了 179%，2006年達到 400MW，從而

超過美國成為全球第三大生產國，產能則達到驚人的 1180MW。以 3 年產

量增長 45 倍，產能增加 125 倍而成為全球發展最快的國家。

預計在今後的十幾年中，太陽電池的市場走向將發生很大的改變，

到 2010 年以前中國太陽電池多數是用於獨立光伏發電系統，從 2011 年

到 2020年，中國光伏發電的市場主流將會由獨立發電系統轉向並網發電

系統，包括沙漠電站和城市屋頂發電系統。在國家各部委立項支持下，

目前中國實驗室太陽能電池的效率已達 21%，可商業化的光伏組件效率達

14-15%，一般商業化電池效率 10-13%。目前中國太陽能光伏電池生產成

本已大幅下降，太陽能電池的價格逐漸從 2000 年的 40 元/瓦降到 2003

年的 33 元/瓦，2004 年已經降到 27 元/瓦。這對國內太陽能市場走向壯

大與成熟起到了決定作用，對實現與國際光伏市場接軌具有重要意義。

產品推銷技術方面，主打以下三個趨勢：

1. 本產品的推出勢必將大幅改變現今傳統看板之型式，朝向輕便、易於

攜帶、減去不必要之空間浪費並達到節能 。

2. 替移動式攤販解決發電機攜帶不便的困擾，並減少空氣污染等環境危

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害等問題 。

3.本產品可省下油料的開銷與高耗電的照明設備。

薄膜太陽能電池之產品特性分析

原料方面可使用多樣、低成本基板

薄膜太陽能電池可以在低成本的玻璃、不銹鋼、陶瓷及塑膠等基板上，

利用化學氣相沉積法（矽薄膜常用）、濺鍍（矽薄膜、CIGS常用）或蒸

鍍（CdTe常用）等方式形成薄膜，產品因而輕、薄。且基板通常數量多

且取得容易，不需使用昂貴的結晶矽基板。

原料供應充足

在鍍膜部分，非晶矽太陽能電池所需的矽鍍膜亦只需 1~2μm，厚度僅為

矽晶圓的 1/100，當矽料短缺時，可節省可觀的材料費。而 CIGS 所需的

硒、銦及 CdTe的碲雖為稀有金屬，但因全球對此類原料的需求量仍低，

故尚無缺料問題。

研發方面以多層接合技術研發提升轉換效率

矽薄膜技術中的非晶矽太陽電池，在強烈光線的長期照射下，轉換效率

會衰減 10~20%，也就是產生所謂的光輻射引致性能衰退效應

(Staebler-Wronski Effect；簡稱 SWE 效應)，光劣化效果會造成供電不

20

穩定現象，因此，過去僅適用於功率小的消費性電子產品。但隨著多層

接合技術（Multijunction Cell）的發展，轉換效率的問題將有機會獲

得改善。

然而，多層接合技術雖可提高轉換效率，但每多鍍一層所造成的成本負

擔、轉換效率穩定性及產品良率控制等問題，亦是採用多層接合技術會

衍生的問題。

製造方面省材節能

薄膜太陽能電池在濺鍍或蒸鍍時的成膜溫度在 600℃以下，相較於晶矽太

陽能電池需要以 1,000℃以上的高溫融解高純度的矽晶製程，薄膜太陽能

電池的製程所需能源量可節省 20%左右，能源回收期較矽晶太陽能電池

短。

再者，除了矽膜薄用的矽用料節省外，由於 CIGS 及 CdTe 為直接能隙的

材料，吸光範圍更廣，因此用料可以更少，厚度可以做得更薄。

21

3-2 太陽能電池產業市場發展概況

以市場面來看太陽能電池產業，根據工研院經資中心的調查資料顯

示，全球太陽光電產業市場蓬勃發展，近五年太陽電池年複合平均成長

率達 35%，太陽光電系統裝置量的成長也達 30%以上，94 年全球太陽能電

池產值約為 112億美元，而我國 94年太陽能電池產值預估約為 2億美元。

國內太陽電池的發展，早在 1980年即已開始，當時是在能源基金的

支持下，由工研院能源所進行研發工作。早期是以 2”晶圓製作矽單晶太

陽電池及矽多晶太陽電池，當時的效率可達 11，1980年代末期，產業界

透過工研院之專業人才，技轉美國 Chronar 公司的非晶矽技術，成立國

內第一座太陽電池的生產工廠(光華開發公司)。到了 2000 年茂迪公司成

立太陽光電事業部，正式投入太陽能電池領域，營運與銷售太陽能電池。

2002年益通光能公司成立，以生產結晶矽太陽電池為主，並於 2003 年後

半年開始量產。現在國內已有茂迪、益通光能、旺能公司、中美矽晶、

綠能科技及合晶等公司投入生產太陽電池相關產品。而英國 Cardiff

Wales 公司在 2006 年 10 月重金打造「太陽能箔」(Solar Foils)工廠，

極為看好染料敏化太陽能在未來的發展潛力。

22

台灣光電產業規模

國內的TFT LCD產業在2007年再度景氣翻升，帶動台灣光電產業繼2006

年突破兆元規模後，2007 年又表現出 32％的高成長，首度突破二兆台幣，

締造另一個里程碑！2007 年台灣兩兆台幣的光電產值相當於 633億美

元。未來幾年之內，保守估計台灣光電產業仍可維持 17％以上的成長率，

則台灣光電產業的規模也可望在 2011 年突破千億美元的規模，相當於三

兆台幣的產值。台灣光電產業成長趨勢如圖 5.1 所示。

產業結構分析

平面顯示面板仍然是台灣光電產業裡比重最大的領域，各式面板及其

上游原材料與零組件在 2007 年佔有 76％的比例。次高的領域為光儲存領

域；「光電半導體光源與照明」，和「影像感測器與光輸出入」產業則緊

追於後。崛起中的太陽能光電則可能會在 2011 年與「光電半導體光源與

照明」一起擠進台灣光電產業第二大的領域。

全球市場佔有率分析

2007年台灣的光電產值為 633億美元，約佔全球市場的 17％，較 2006

年增加了兩個百分點。台灣有幾項產品的世界佔有率為前三大，包括 LED

封裝、TFT LCD材料與零組件、TFT LCD 面板、CIS模組、掃描器、數位

相機（代工生產）、數位攝錄影機、資訊用光碟機、可錄型光碟片、光學

鏡片等。太陽電池則坐四望三，明年或後年可望也會進入世界前三大。

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太陽電池相關的產品是連續第五年有高成長率的產品。2007 年 PIDA

再將太陽能電池細分為「太陽能矽晶圓」、「矽晶圓型太陽電池」、「薄膜

型太陽電池」、「標準型太陽電池模組」等太陽能電池材料與元件，以及

各式的太陽光電發電系統，包括有住宅用途、公共場所用途，以及發電

廠用途等，更能呈現太陽光電產業發展的風貌。

3-3未來太陽能電池產業概況

未來太陽能光電市場營收概況

太陽能發電(photovoltaic，PV)是發展日趨成熟的可再生能源，因

原料容易取得、成本低廉、符合環保、擁有克服能源短缺的潛力等因素，

已經成為全球重要工業之一。構成此系統的重要元件－平衡系統

（Balance of System, BOS）元件，年營收屢創新高。

太陽光電系統秉著可靠、不需消耗燃料、有光源即能運作的特性，

為市場強勢成長的主因所在，它們堪稱是穩定、靜態的發電機，予人高

可靠度的印象。另一個原因是其靈活應用的特性，太陽光發電系統可以

依照不同的目的和需求加以設定，如不同的工作容量、延展瓦數區間（從

數瓦到數百萬瓦間），以及把 PV 控電板與 BOS 元件模組化。光能發電的

市場潛力是有目共睹的，除了帶來長期可觀的市場營收外，更能實際地

貢獻人類，以趕在石油危機出現前，減少對石油和煤炭的依賴。

24

未來太陽能光電市場規模概況

由下圖顯示，2006年全球可再生能源系統材料和設備市場規模約 24

億美元。2006~2011 年間將以 25.8%年均複合增長率（CAGR）成長，預計

到了 2011 年，市場規模將達到 75 億美元。總體來看，未來可再生能源

市場以太陽能及風能為主要發展市場，海洋能發電市場潛力可期。

可再生能源的全球市場正在迅速地成長中。自 2000年以來，太陽能

電池的應用增加了六倍之多，造就了太陽能為全球發展最迅速的工業之

一。2005年，可再生能源的投資金額已達 380 億美元，且根據一些資料

指出，它能達到 700 億美元的規模。

2006 年太陽能發電設備已有 12 億美元的市場規模，約占全球可再

生能源總體的 55.1% 。預計到了 2011 年底，市場將會超過 49億美元。

屆時，以其 28.1%年均複合增長率將把市場佔有率擴大至 56.3%。這正是

減低成本及加速技術躍進的動力，技術的躍進包含了新材料和新設備的

誕生，能有效地增加可再生能源的成本效益，幫助市場的持續擴展。

25

圖 5.1 2005~2011 年全球市場---可再生能源的材料和設備

傳統發電與太陽能發電之差異

傳統發電 太陽能發電

成

效

1. 溫室氣體排放之環保問題

2. 地方抗爭

3. 成本隨國際能源情勢波動

4. 電力需求面管理問題，夏季需

求量大，尖峰負載量，超過電

力公司所能提供之發電量

1. 無燃料、廢棄物污染問題

2. 無需轉動組件

3. 發電量聲音大小隨著日光強度

而變。夏季發電量大。

4. 以自然能源替代石化燃料，建

立自主能源

實

施

1989年實施季節電價制度，希望

能在夏季減低一般用戶用電，以

抑制尖峰用電為目標，以提高能

源使用率，避免投資浪費。

輔助尖峰電力之不足達到提高能

源使用率避免投資浪費與建築結

合可阻隔輻射熱達到雙重之節能

效果

資料來源：工研院

26

第四章 產品 SWOT 分析

以下將分別針對產品的優勢、劣勢、機會及威脅加以分析說明

（一）優勢(Strengths)

(1)省電、節能：利用太陽能板蓄電能力，以讓廣告看板發亮，與傳統

廣告看板在夜間需使用日光燈照明相比，更能節省電源與省電費，達

到節能之功效。

(2)安裝便利：太陽能廣告看板體積輕薄，厚度僅為 2.6 公分，安裝便

利，可減少耗費人力與降低安裝時的危險度。

(3)視覺效果佳：除了在夜間的視覺效果明顯外，在白天的視覺效果仍

然比傳統的廣告看板更為顯眼醒目。

(4)具環保概念：廣告外框使用玻璃材質，回收方便。

(5)體積輕薄：因體積輕薄，可作為攜帶式廣告看板，特別適合早餐車、

移動式咖啡車、夜市攤位等流動性場合。

（二）劣勢(Weaknesses)

(1)成本比傳統廣告看板較貴：生產初期，製程與材料都比傳統廣告看

板昂貴。

(2)使用壽命較傳統廣告看板短：太陽能廣告看板的使用壽命約為五～

十年，而傳統廣告看板使用期限達十年以上，所以仍處劣勢。

27

（三）機會(Opportunities)

矽系太陽能之技術具新穎性，未有廠商量產矽系太陽能，且目前全

世界尚未有廠商使用染料敏化太陽能應用在廣告看板上，因此在市場上

更顯獨占性。

（四）威脅(Threats)

(1)短期內難以普及化：具高新穎性，屬於全球首創的革命性新產品，

因此短期內不易達到普及化。

(2)推廣不易：一般廣告業者對於高新穎性產品會有觀察階段，所以短

期內仍會以傳統廣告看板為主。

SWOT分析

優勢(Strengths) 劣勢(Weaknesses)

省電、節能 安裝便利 視覺效果佳 具環保概念 體積輕薄

太陽能板蓄電力有限 成本比傳統廣告看板較貴 使用壽命較傳統廣告看板短

機會(Opportunities) 威脅(Threats)

技術先驅者 競爭廠商少 產品具獨占性

短期內難以普及化 推廣不易，短期內仍會以傳

統廣告看板為主

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薄膜型太陽能廣告看板與傳統廣告看板之比較

產品

功能 薄膜型太陽能廣告看板 傳統廣告看板

光 源

1. 發光二極體(LED)可減少耗電

量。

2.LED使用壽命長，不易損壞。

3.光源可均勻分布在整個廣告看

板的平面上。

1. 使用日光燈耗電量大。

2. 日光燈使用壽命不長，如燈管

或點燈器之故障，會導致燈光

閃爍，且拆卸維修甚為麻煩。

3. 需要安裝多支日光燈才能達到

光源均勻的效果。

節 能

1. 矽系太陽能在白天可接受日

曬儲能，夜間將儲存的電能供

給 LED 照明使用，以達省電效

果。

2. 具有環保意識概念。

廣告看板在夜間需照明，但在日

積月累的情況下，需支付可觀的

電費。

環 保 無燃料、空氣污染之問題。

有二氧化碳氣體排放之問題，且

使用發電機會產生極大噪音問

題。

體 積 體積輕薄，安裝甚為便利，為可

攜式廣告看板。

傳統大型廣告看板體積厚重，安

裝時往往需藉由吊車施工。

重 量 使用之蓄電池重量僅為 2公斤。

傳統大型廣告看板需配合發電機

以供應夜間廣告看板發光，但發

電機重達 10 幾公斤，攜帶不便。

品 質 不受日曬、溫度的影響，使用期

限長。

經年累月的日曬會產生泛黃、脆

化之現象，甚至會產生破損的情

形。

適用

範圍

除了安裝在店家外，也可適用於

早餐車、移動式咖啡車、夜市等

流動場合使用，適用範圍較廣。

一般都安裝在店家外或戶外。

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第五章 結論

總結以上的分析與介紹，推出勢必將大幅改變現今傳統看板之型式，

朝向輕便、易於攜帶、減去不必要之空間浪費並達到節能。以現今移動

式攤販普及的商業形式，且每個攤販都需要藉由看板來招攬、吸引客人

的目光，為了讓看板在夜間有視覺效果，許多移動式攤販都需攜帶汽油

發電機以供應所需電力，然而現今石油短缺油價上漲的時代，如能使用

太陽能的發電機制，不只可替移動式攤販省下發電機與油料的成本，以

及解決發電機攜帶不便的困擾，並減少空氣污染等環境危害等問題，如

何節能與維護環境已經成為全球重要的議題。雖然在初期的費用會比傳

統看板的開銷較多，但長期下來的費用分擔與傳統看板相差無幾，且省

下油料的開銷與高耗電的照明設備，可以替移動式攤販節省部份成本以

及增加移動式攤販的收入。

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第六章 未來應用

1. 可以應用範圍很廣，包含應用在各種民生消費產品、娛樂、交通、

通訊、運輸及居住等等。 2. 將來可望達到廣告看板照明能源全部仰賴日間的太陽光供給，而

材料的輕量化，可將看板直接應用在宣傳車或行動咖啡車上；尺

寸規格的擴大後也可應用於大型的競選看板、高速公路的 T 霸...等大型看板招牌。

3. 屋內用小型電池、兒童用玩具電池、與 3C 產品相結合、軍事上的

可攜帶的電力系統，也可以與建築物相結合做為窗戶或百葉窗以

及汽車天窗等用途。 4. 太陽能電池具備輕、薄及可撓式、可攜式等特性。 5. 在未來太陽能電池各項技術日趨成熟穩定後，材料成本可望越來

越低廉，太陽能電池勢必將會普及化，且太陽能看板的尺寸規格

也可以逐漸擴大。

我們利用這些上天賜予地球的自然資源，達到「取之於自然，用之於

自然」的目的，進而往潔淨能源的目標邁進。

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參考文獻

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