【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，臺灣太陽能電池產量，在2010年已達三十億瓦(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鏈的臺灣太陽光電產業(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證是其中的關鍵。因此，無論是矽晶、薄膜或三五族的太陽光電產品，從產品完成到市場銷售，均需依照各個國家的環(huán)境標準不同，通過各項繁復的檢測驗證后，才能更容易進入國外的市場。


透過模擬火源以及風洞的變化，可以測出火焰與溫度對太陽光電模塊的影響程度。(攝影／蔡鴻謀)
為了協(xié)助國內太陽光電產品高值化，成功開拓外銷市場，工研院在經(jīng)濟部能源局的支持下，從2007年開始積極建置太陽光電測試實驗室，之后陸續(xù)提供國內太陽光電產業(yè)有關矽晶型太陽能模塊性能檢測驗證(IEC 61215)，與薄膜太陽能模塊性能檢測驗證(IEC 61646)服務，不僅讓臺灣太陽光電產品的質量能同步于國際標準，也能透過檢測協(xié)助廠商及早發(fā)現(xiàn)問題、加以改善，減少產品驗證失敗的機率，降低生產成本，有效提升國內產品在國際市場競爭力。

由于臺灣并非IEC(國際電工協(xié)會)會員，為了完成國內的太陽光電國際認證實驗室的拼圖，于是工研院尋求擁有NCB(國家認證單位)的德國萊因(TÜV)技術顧問公司協(xié)助。回想起2006年與德國萊因的合作過程，負責與德國萊因接洽建置太陽光電測試實驗室的工研院量測中心能源與環(huán)境計量技術組組長吳登峻表示，記得當時德國萊因由于業(yè)務量龐大，「排隊檢測一年，實際檢測再半年。」檢測時間的拉長，也讓背負國內太陽光電產業(yè)期望的吳登峻倍感壓力。

所幸工研院本身的研發(fā)團隊能量足夠，包括溫度、機械負荷、冰雹沖擊試驗等，雖然很多驗證設備都是從零開始建置，但也使得工研院太陽光電實驗室有80％的測試系統(tǒng)都是自行研發(fā)，而也因為經(jīng)歷過「靠自己」的過程，讓工研院的技術團隊擁有極強的測試設備研發(fā)實力，之后團隊同仁并以IECEE CBTL實驗室技術專家身份，多次參與IEC(國際電氣標準協(xié)會)的TC82太陽光電標準制訂會議，在參與國際太陽光電標準制訂上，擁有更高的主動權，并能陸續(xù)在第一時間提供國內這全球第二大太陽能電池產業(yè)即時的國際標準最新變動信息。

同時為了協(xié)助國內產業(yè)能更快速與國際產業(yè)鏈的結合，也成功地向負責制訂國際產業(yè)標準的SEMI提案通過，成立臺灣太陽光電技術委員會(Taiwan PV Technical Committee)，成為繼歐洲、美國、日本之后，全球第四個擁有SEMI太陽光電技術委員會的國家，讓臺灣有主導制定PV國際產業(yè)標準的機會，目前已有一項國際PV產業(yè)標準進入最后一階段投票，即將成為由臺灣制訂的國際PV產業(yè)標準。

至于本院與德國萊因合作關系，在完成國內第一座符合國際組織IECEE之 CBTL「太陽光電測試實驗室」認證后，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之測試驗證服務，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金太陽等的國際認證，促成臺灣太陽光電產品能以「一測多證」的方式，協(xié)助國內太陽光電業(yè)者取得進入各國市場的通行證。

火焰+燃塊測試

提供普遍性的太陽光電國際檢測驗證服務項目之外，工研院在2011年還新添了一個檢測利器：「太陽光電模塊防火測試實驗室」，成為日本JET及美國UL之外，第三座擁有國際驗證CBTL(認證機關測試實驗室)防火測試技術的太陽光電測試實驗室。

工研院量測中心主任段家瑞表示，太陽光電測試實驗室提供太陽能模塊的防火測試，主要是為了確保太陽光電模塊對外部火焰具備足夠的抗燃性，整套檢測系統(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、以及風洞產生的風力變化，測試出火焰長度與溫度對于太陽光電模塊的影響程度，并全程以監(jiān)控系統(tǒng)進行錄像記錄，以確認太陽能板材料的耐燃性。而為了因應太陽光電模塊可能受到房屋結構與屋頂角度不同而有差異，還特別設計電控調整功能，依據(jù)不同環(huán)境設定，讓太陽光電模塊的傾斜角度可從0度到30度加以調整。

除了火焰之外，工研院還提供燃塊的防火測試，目的是為了確認鄰近建筑物遭遇火災時所掉落或揚起的燃燒物，或是臺灣常見的炮竹煙火余燼，是否會影響建筑物上的太陽光電模塊安全。防火測試實驗室模擬的燃塊依據(jù)不同面積大小，防火等級由高而低可分為A、B、C三個等級，越高等級燃塊熱能越大，表示越難通過檢測。以一般家用太陽光電模塊來說，需達到C級標準，而百貨公司等公共建筑則需提升至更高的B級，或最高的A級。

吳登峻認為，由于以往太陽能板應用，約九成都是裝置在大型發(fā)電廠，這些發(fā)電廠本身即設有專業(yè)設備與專職人員維護，所以過去對于太陽光電產品的防火要求并不強制要求測試。隨著目前越來越多的太陽光電產品安裝在建筑屋頂或外墻，這些BIPV應用對于太陽能板的「安全」重視程度，不亞于建材的防火耐燃標準，也提高了市場對于「太陽光電模塊防火測試」的驗證需要。畢竟，對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，如何避免火災擴大以及耐火程度，確實是當?shù)刂匾曁柟怆姰a品防火安全的重要因素，也因此，「防火」的合格證明也成為臺灣太陽光電產品銷往美國、歐洲市場的必要檢測要件。

海風徐徐：太陽能板鹽霧測試

由于太陽光電模塊的設計使用壽命長達20年以上，在安裝后的使用期間內，必須承受室外各種自然環(huán)境的嚴苛考驗，因此不僅在性能方面的共通檢驗標準上，越來越嚴格，需要的檢測項目越來越多。工研院為了打造客制化的產品外銷條件，除了防火測試外，目前還針對海島型國家，設置了「太陽光電模塊鹽霧測試」，提供產品檢測驗證服務。


工研院吳登峻組長指出，使用年限長達20年的太陽能板，應用在建材上，會有更高的安全要求。(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產生裂解。」吳登峻解釋，當高分子材料產生裂解，太陽能電池會被濕氣與鈉離子腐蝕而影響性能，長期下來會降低太陽能發(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試的驗證合格，對于國內太陽光電產品銷往臨海國家將大有助益。

工研院的鹽霧測試，采用控制系統(tǒng)與水流量計，自動將濃度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96小時的測試后，經(jīng)由目視檢查(外觀不得有嚴重缺陷產生)、功率量測(功率改變不得大于5%以上變化)，以及絕緣測試結果，確認是否通過鹽霧的檢測。未來，還將加入溫濕度的變化檢測，讓鹽霧測試可以模擬不同臨海環(huán)境，完成更多樣化的檢測。

目前，象是臺電位于濱海區(qū)域設立的太陽能發(fā)電廠，均要求相關太陽光電產品需通過此項檢測認證。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)助測試到哪里里，如果是用在農場，甚至還要做阿摩尼亞(氨)測試哩！」

建立大型PV戶外實證平臺

除了擴充檢測項目之外，為了協(xié)助國內太陽光電模塊或系統(tǒng)業(yè)者，順利爭取國際電廠建置標案，工研院也與屏東科技大學合作，利用南部日照強的優(yōu)勢，以植物工廠結合PV系統(tǒng)，進行大型太陽光電戶外實證平臺的研究。

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

吳登峻強調，加速壽命試驗因為門檻高，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，而工研院也預計在2011年第四季完成自行設計的光老化環(huán)境測試系統(tǒng)建置，讓工研院太陽光電檢測實驗室躋身頂尖檢測實驗室之列。

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太陽光電產品量測驗證技術的創(chuàng)新研發(fā)，建構越來越精致、完善的測試服務環(huán)境，提升臺灣太陽光電國際貿易競爭力。