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研究生: 蘇怡惠
Su, Yi-Huei
論文名稱: 太陽能的發展與趨勢之協同分析比較:以中國,美國,歐盟及台灣為例
A Comparative Synergetic Analysis of Developments and Trends in Solar Energy: Case Study of China, United States, EU, and Taiwan
指導教授: 吳榮華
Wu, Jung-Hua
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 116
中文關鍵詞: 協同理論專利期刊應用研究應用變化趨勢
外文關鍵詞: Synergetics, patents, Journals, Applied research, Changing application trend
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  • 選擇可永續利用之潔淨發電能源,太陽能已是熱門議題,更備受國際重視。據經濟部國際貿易局統計資料得知,目前中國、美國、歐盟以及台灣太陽能產值占全球太陽能產值的七成以上,由此可見其對於太陽能未來發展走向具有一定的影響性。本研究將產官學的數據整合,並以中國、美國、歐盟以及台灣為研究範圍,研究時間為2005-2015年,運用大數據運算,具體呈現太陽能投入應用現況,以期藉由將歷年太陽能產官學軌跡做鏈結資源整合並採用協同理論,了解太陽能的應用變化趨勢,並進行相關策略建議。本研究模型產業面的主要考量為產值、太陽能上中下游專利、關鍵技術、以太陽光伏、熱能、光熱混合發電方式專利、淨出口等因素;政府面主要考量為政府研發經費、研發人力、能源密度(每一單位實質國內生產毛額所需耗用的能源消費量);學術面的主要考量為太陽能期刊發表量、關鍵技術期刊發表量、學術研究經費以及研究領域。本次研究成果發現:
    就中國而言,以發電方式申請的專利公告數中最多的是太陽光伏的專利公告數,與近年期刊發表多以高傳導材料、奈米天線、多以光電應用類為主的趨勢相符,在應用研究趨勢中,研究最多的是太陽能材料,其次是染料敏化太陽能電池,再其次是薄膜太陽能電池;就美國而言,以光伏的發電方式申請核准的專利公告數最多,申請核准的關鍵技術以高傳導材料以及奈米天線最多與以光伏發電方式為主的趨勢相符,而應用研究方面,則以太陽能材料與薄膜太陽能電池,這二類的研究量最多;就歐盟而言,太陽能累積裝置量在2009年之後快速增加,在關鍵專利中,核准公告量最多的是光集中與歐盟以太陽熱能發電的專利數最多,在期刊中,以光集中為主題的期刊發表量最多,而歐盟係以太陽熱能為主要申請太陽能發電方式,彼此間的趨勢相近;就台灣而言,以中游的太陽能電池與模組表現極為亮眼,台灣以太陽光伏為主要的發電方式核准公告數最多,關鍵專利以奈米天線、高傳導材料的核准公告量最多,而關鍵技術期刊以高傳導材料、奈米天線的發表量最大,台灣主要以光伏發電為主,故四者之間的趨勢相近。在應用研究方面,以薄膜太陽能電池為最多,其次是染料敏化太陽能電池,在2013年之後,以鈣鈦礦太陽能電池為主題的期刊發表量快速增加,在2015年時為最高。
    整體而言,因全球景氣持續低迷,對於太陽能電板仍有可能供過於求的預期心理,故太陽能相關產業的建議為觀望態度,謹慎選擇投資的技術或產品;就各國政府而言,未來對於太陽能的獎勵扶助政策將有趨於保守的趨勢;學術部份因擁有太陽能的研發能量(軟實力)為基礎,未來開發新的技術或改進原有技術的期刊發表增加量維持逐年成長仍指日可期,故維持樂觀態度。

    Sustainable clean energy, such as solar energy, applied to electricity generation has become an important topic that has been drawing international attention. According to the Bureau of Foreign Trade, Ministry of Economic Affairs, the solar energy output of China, the United States, the European Union, and Taiwan accounts for over 70% of the global total, which may influence the future development of solar energy. In the present study, the main considerations from an industrial perspective include output; upstream, midstream, and downstream solar patents; key technologies; photovoltaic and thermal patents for photothermal electricity generation, and net exports. The main considerations from a government perspective include government R&D funding, R&D manpower, and energy density (energy consumption per unit of real GDP). The main considerations from an academic perspective include the publications of solar energy and key technical journals, academic research funding, and research fields. During 2005–2015, the study involved China, the United States, the European Union, and Taiwan. Industrial, governmental, and academic data were integrated to determine the -status of solar energy input and application. The integration of resources was performed by linking the industrial, governmental, and academic trajectories of solar energy over time, and synergetics was adopted to investigate the changing trend of solar energy application and propose relevant strategies and suggestions. The results are as follows.
    Due to the continued downturn in the global economy, there is an expected oversupply of solar panels, and it is therefore suggested that solar energy-related industries adopt a wait-and-see attitude and make prudent investment in technologies or products. From a government perspective, the future incentive and support policies for solar energy tend to be conservative. From an academic perspective, due to the R&D capability of solar energy (soft power), it is expected that publications developing new technologies or improving existing technologies will increase on a yearly basis, and therefore, an optimistic attitude can be taken.

    目錄 中文摘要 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 5 1.3 研究內容與架構 6 1.4 研究範圍與限制 7 第二章 文獻回顧 9 2.1 太陽能的產業面 9 2.2 太陽能的政府面 17 2.3 太陽能的學術面 22 2.4 協同理論之文獻探討 26 第三章 太陽能發展概況 30 3.1 全球太陽能發展概況 30 3.2 六種關鍵技術應用於太陽能發電之相關研究 35 3.3 太陽能歷年狀態 41 3.4 全球太陽能學術期刊發表概況 59 第四章 研究方法與模型建構 63 4.1 材料4.0 MGI演進 63 4.2 協同理論 65 4.3 協同模型建構 66 4.4 序參量與資料處理 71 第五章 結果分析 80 5.1 中國 80 5.2 美國 86 5.3 歐盟 91 5.4 台灣 97 第六章 結論與建議 102 6.1 結論 102 6.2 建議 107 6.3 研究貢獻 108 參考文獻…. 109

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    下載圖示 校內:2025-06-30公開
    校外:2025-06-30公開
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