【撰文／葉芷嫻】
依據(jù)知名太陽能雜志Photon International 2011年3月公布的資料顯示，臺(tái)灣太陽能電池產(chǎn)量，在2010年已達(dá)三十億瓦(3GW)，超越日本的二十五億瓦(2.5GW)，高居全球第2位，僅次于中國大陸。做為全球太陽光電主要供應(yīng)鏈的臺(tái)灣太陽光電產(chǎn)業(yè)，要想深入國際市場經(jīng)營，在外銷市場上建立不敗之地，以最快的速度通過驗(yàn)證是其中的關(guān)鍵。因此，無論是矽晶、薄膜或三五族的太陽光電產(chǎn)品，從產(chǎn)品完成到市場銷售，均需依照各個(gè)國家的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不同，通過各項(xiàng)繁復(fù)的檢測(cè)驗(yàn)證后，才能更容易進(jìn)入國外的市場。


透過模擬火源以及風(fēng)洞的變化，可以測(cè)出火焰與溫度對(duì)太陽光電模塊的影響程度。(攝影／蔡鴻謀)
為了協(xié)助國內(nèi)太陽光電產(chǎn)品高值化，成功開拓外銷市場，工研院在經(jīng)濟(jì)部能源局的支持下，從2007年開始積極建置太陽光電測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，之后陸續(xù)提供國內(nèi)太陽光電產(chǎn)業(yè)有關(guān)矽晶型太陽能模塊性能檢測(cè)驗(yàn)證(IEC 61215)，與薄膜太陽能模塊性能檢測(cè)驗(yàn)證(IEC 61646)服務(wù)，不僅讓臺(tái)灣太陽光電產(chǎn)品的質(zhì)量能同步于國際標(biāo)準(zhǔn)，也能透過檢測(cè)協(xié)助廠商及早發(fā)現(xiàn)問題、加以改善，減少產(chǎn)品驗(yàn)證失敗的機(jī)率，降低生產(chǎn)成本，有效提升國內(nèi)產(chǎn)品在國際市場競爭力。

由于臺(tái)灣并非IEC(國際電工協(xié)會(huì))會(huì)員，為了完成國內(nèi)的太陽光電國際認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室的拼圖，于是工研院尋求擁有NCB(國家認(rèn)證單位)的德國萊因(TÜV)技術(shù)顧問公司協(xié)助。回想起2006年與德國萊因的合作過程，負(fù)責(zé)與德國萊因接洽建置太陽光電測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的工研院量測(cè)中心能源與環(huán)境計(jì)量技術(shù)組組長吳登峻表示，記得當(dāng)時(shí)德國萊因由于業(yè)務(wù)量龐大，「排隊(duì)檢測(cè)一年，實(shí)際檢測(cè)再半年。」檢測(cè)時(shí)間的拉長，也讓背負(fù)國內(nèi)太陽光電產(chǎn)業(yè)期望的吳登峻倍感壓力。

所幸工研院本身的研發(fā)團(tuán)隊(duì)能量足夠，包括溫度、機(jī)械負(fù)荷、冰雹沖擊試驗(yàn)等，雖然很多驗(yàn)證設(shè)備都是從零開始建置，但也使得工研院太陽光電實(shí)驗(yàn)室有80％的測(cè)試系統(tǒng)都是自行研發(fā)，而也因?yàn)榻?jīng)歷過「靠自己」的過程，讓工研院的技術(shù)團(tuán)隊(duì)擁有極強(qiáng)的測(cè)試設(shè)備研發(fā)實(shí)力，之后團(tuán)隊(duì)同仁并以IECEE CBTL實(shí)驗(yàn)室技術(shù)專家身份，多次參與IEC(國際電氣標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))的TC82太陽光電標(biāo)準(zhǔn)制訂會(huì)議，在參與國際太陽光電標(biāo)準(zhǔn)制訂上，擁有更高的主動(dòng)權(quán)，并能陸續(xù)在第一時(shí)間提供國內(nèi)這全球第二大太陽能電池產(chǎn)業(yè)即時(shí)的國際標(biāo)準(zhǔn)最新變動(dòng)信息。

同時(shí)為了協(xié)助國內(nèi)產(chǎn)業(yè)能更快速與國際產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)合，也成功地向負(fù)責(zé)制訂國際產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SEMI提案通過，成立臺(tái)灣太陽光電技術(shù)委員會(huì)(Taiwan PV Technical Committee)，成為繼歐洲、美國、日本之后，全球第四個(gè)擁有SEMI太陽光電技術(shù)委員會(huì)的國家，讓臺(tái)灣有主導(dǎo)制定PV國際產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)，目前已有一項(xiàng)國際PV產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入最后一階段投票，即將成為由臺(tái)灣制訂的國際PV產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

至于本院與德國萊因合作關(guān)系，在完成國內(nèi)第一座符合國際組織IECEE之 CBTL「太陽光電測(cè)試實(shí)驗(yàn)室」認(rèn)證后，和工研院之后的合作也越來越順利。目前，除了提供IEC 61215、61646及61730之測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)，工研院也持續(xù)透過國際合作，取得美國UL 1703、UL 8703、美國加州CEC、日本JET、中國大陸CGC金太陽等的國際認(rèn)證，促成臺(tái)灣太陽光電產(chǎn)品能以「一測(cè)多證」的方式，協(xié)助國內(nèi)太陽光電業(yè)者取得進(jìn)入各國市場的通行證。

火焰+燃?jí)K測(cè)試

提供普遍性的太陽光電國際檢測(cè)驗(yàn)證服務(wù)項(xiàng)目之外，工研院在2011年還新添了一個(gè)檢測(cè)利器：「太陽光電模塊防火測(cè)試實(shí)驗(yàn)室」，成為日本JET及美國UL之外，第三座擁有國際驗(yàn)證CBTL(認(rèn)證機(jī)關(guān)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室)防火測(cè)試技術(shù)的太陽光電測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。

工研院量測(cè)中心主任段家瑞表示，太陽光電測(cè)試實(shí)驗(yàn)室提供太陽能模塊的防火測(cè)試，主要是為了確保太陽光電模塊對(duì)外部火焰具備足夠的抗燃性，整套檢測(cè)系統(tǒng)，能容納2.6公尺x2.2公尺大的太陽光電模塊，整體系統(tǒng)可耐燃至攝氏1,200度，透過模擬火源、以及風(fēng)洞產(chǎn)生的風(fēng)力變化，測(cè)試出火焰長度與溫度對(duì)于太陽光電模塊的影響程度，并全程以監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行錄像記錄，以確認(rèn)太陽能板材料的耐燃性。而為了因應(yīng)太陽光電模塊可能受到房屋結(jié)構(gòu)與屋頂角度不同而有差異，還特別設(shè)計(jì)電控調(diào)整功能，依據(jù)不同環(huán)境設(shè)定，讓太陽光電模塊的傾斜角度可從0度到30度加以調(diào)整。

除了火焰之外，工研院還提供燃?jí)K的防火測(cè)試，目的是為了確認(rèn)鄰近建筑物遭遇火災(zāi)時(shí)所掉落或揚(yáng)起的燃燒物，或是臺(tái)灣常見的炮竹煙火余燼，是否會(huì)影響建筑物上的太陽光電模塊安全。防火測(cè)試實(shí)驗(yàn)室模擬的燃?jí)K依據(jù)不同面積大小，防火等級(jí)由高而低可分為A、B、C三個(gè)等級(jí)，越高等級(jí)燃?jí)K熱能越大，表示越難通過檢測(cè)。以一般家用太陽光電模塊來說，需達(dá)到C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而百貨公司等公共建筑則需提升至更高的B級(jí)，或最高的A級(jí)。

吳登峻認(rèn)為，由于以往太陽能板應(yīng)用，約九成都是裝置在大型發(fā)電廠，這些發(fā)電廠本身即設(shè)有專業(yè)設(shè)備與專職人員維護(hù)，所以過去對(duì)于太陽光電產(chǎn)品的防火要求并不強(qiáng)制要求測(cè)試。隨著目前越來越多的太陽光電產(chǎn)品安裝在建筑屋頂或外墻，這些BIPV應(yīng)用對(duì)于太陽能板的「安全」重視程度，不亞于建材的防火耐燃標(biāo)準(zhǔn)，也提高了市場對(duì)于「太陽光電模塊防火測(cè)試」的驗(yàn)證需要。畢竟，對(duì)于整合太陽能電池的建筑物來說，防火安全才是第一考量要件。

特別是對(duì)于木造房子與常出現(xiàn)森林大火的美國來說，如何避免火災(zāi)擴(kuò)大以及耐火程度，確實(shí)是當(dāng)?shù)刂匾曁柟怆姰a(chǎn)品防火安全的重要因素，也因此，「防火」的合格證明也成為臺(tái)灣太陽光電產(chǎn)品銷往美國、歐洲市場的必要檢測(cè)要件。

海風(fēng)徐徐：太陽能板鹽霧測(cè)試

由于太陽光電模塊的設(shè)計(jì)使用壽命長達(dá)20年以上，在安裝后的使用期間內(nèi)，必須承受室外各種自然環(huán)境的嚴(yán)苛考驗(yàn)，因此不僅在性能方面的共通檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)上，越來越嚴(yán)格，需要的檢測(cè)項(xiàng)目越來越多。工研院為了打造客制化的產(chǎn)品外銷條件，除了防火測(cè)試外，目前還針對(duì)海島型國家，設(shè)置了「太陽光電模塊鹽霧測(cè)試」，提供產(chǎn)品檢測(cè)驗(yàn)證服務(wù)。


工研院吳登峻組長指出，使用年限長達(dá)20年的太陽能板，應(yīng)用在建材上，會(huì)有更高的安全要求。(攝影／蔡鴻謀)
「受到海島型國家或近海區(qū)域空氣中的鹽分較高因素影響，空氣中的鈉離子易使PV上的高分子材料EVA產(chǎn)生裂解。」吳登峻解釋，當(dāng)高分子材料產(chǎn)生裂解，太陽能電池會(huì)被濕氣與鈉離子腐蝕而影響性能，長期下來會(huì)降低太陽能發(fā)電效率，以及減短太陽能電池的使用壽命，因此若能透過鹽霧測(cè)試的驗(yàn)證合格，對(duì)于國內(nèi)太陽光電產(chǎn)品銷往臨海國家將大有助益。

工研院的鹽霧測(cè)試，采用控制系統(tǒng)與水流量計(jì)，自動(dòng)將濃度5%的鹽水氣體化后，經(jīng)噴嘴塔將鹽水霧化后，讓鹽霧均勻由上而下散落在太陽光電模塊上，經(jīng)過長達(dá)96小時(shí)的測(cè)試后，經(jīng)由目視檢查(外觀不得有嚴(yán)重缺陷產(chǎn)生)、功率量測(cè)(功率改變不得大于5%以上變化)，以及絕緣測(cè)試結(jié)果，確認(rèn)是否通過鹽霧的檢測(cè)。未來，還將加入溫濕度的變化檢測(cè)，讓鹽霧測(cè)試可以模擬不同臨海環(huán)境，完成更多樣化的檢測(cè)。

目前，象是臺(tái)電位于濱海區(qū)域設(shè)立的太陽能發(fā)電廠，均要求相關(guān)太陽光電產(chǎn)品需通過此項(xiàng)檢測(cè)認(rèn)證。吳登峻幽默地說：「要用20年的太陽能板，看你用在哪里里，我們就要協(xié)助測(cè)試到哪里里，如果是用在農(nóng)場，甚至還要做阿摩尼亞(氨)測(cè)試哩！」

建立大型PV戶外實(shí)證平臺(tái)

除了擴(kuò)充檢測(cè)項(xiàng)目之外，為了協(xié)助國內(nèi)太陽光電模塊或系統(tǒng)業(yè)者，順利爭取國際電廠建置標(biāo)案，工研院也與屏東科技大學(xué)合作，利用南部日照強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，以植物工廠結(jié)合PV系統(tǒng)，進(jìn)行大型太陽光電戶外實(shí)證平臺(tái)的研究。

吳登峻表示，由于太陽光電模塊的檢測(cè)，是以通過這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為主，但這些針對(duì)日照、雨淋、光老化等「加速壽命」實(shí)驗(yàn)的模擬測(cè)試依據(jù)，是否真能使用25-30年，還是需要實(shí)證數(shù)據(jù)支持實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)。因此，許多國際電廠建置時(shí)，往往會(huì)要求廠商提供第三方長時(shí)間模塊實(shí)證數(shù)據(jù)，而工研院目前建置中的實(shí)證平臺(tái)，便是為了收集實(shí)證數(shù)據(jù)，提供比對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的信效度，以證明多晶矽、薄膜與聚光型模塊長時(shí)間性能試驗(yàn)，以及太陽光電材料長時(shí)間可靠度試驗(yàn)。

吳登峻強(qiáng)調(diào)，加速壽命試驗(yàn)因?yàn)殚T檻高，國際上除了歐、美、日的頂尖研究單位有能力建置外，其它國家都還在努力中，而工研院也預(yù)計(jì)在2011年第四季完成自行設(shè)計(jì)的光老化環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)建置，讓工研院太陽光電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室躋身頂尖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室之列。

隨著行政院在2009年公布的「再生能源發(fā)展條例」，以及2011年的「陽光屋頂百萬座」政策，吳登峻也期望透過執(zhí)行能源局支持的相關(guān)太陽光電產(chǎn)品量測(cè)驗(yàn)證技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，建構(gòu)越來越精致、完善的測(cè)試服務(wù)環(huán)境，提升臺(tái)灣太陽光電國際貿(mào)易競爭力。