大家好！今天让小编来大家介绍下关于光伏电站论文_太阳能光伏发电技术的发展趋势的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.关于光伏发电的电池片制作工艺的参考文献有哪些2.太阳能光伏发电技术的发展趋势
关于光伏发电的电池片制作工艺的参考文献有哪些
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a Simple Auxiliary Circuit,IEEE Applied Power Electronics Conference and
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太阳能光伏发电技术的发展趋势
未来太阳能光伏并网发电对电网的影响
摘要尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了，但是世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人
们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中，人们很自然的把目光投向了各种可
再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。虽然光伏发电的实际应用存在着种种的局限，但是随着光
伏发电成本的降低和矿物发电成本的提高以及矿物能源的减少，总有一天光伏发电的成本将会与传统
发电成本相当。到时侯，光伏发电将逐步进入商业化阶段。光伏并网发电形成规模后会对电网形成什
么样的影响是本文想要探讨的问题。
一、光伏发电的基本原理
1. 太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组，光伏系统电池控制器，蓄电池和交直流逆变器是其主
要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是： 光伏电池：光电
转换。
控制器：作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多，如2点式控制器，多
路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等，我国目前使用的大都是简单设计的控制器，
智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。
蓄电池：蓄电池是光伏发电系统中的关键部件，用于存储从光伏电池转换来的电力。目前我国还没有
用于光伏系统的专用蓄电池，而是使用常规的铅酸蓄电池。
交直流逆变器：由于它的功能是交直流转换，因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网
逆变器采用最大功率跟踪技术，最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。
2. 太阳能光伏电池板：
太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。
只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，而在太阳能电池中推动和影响P-N结空
穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热（*）。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换
的效率，也就是光伏电池效率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括
光伏薄膜电池。
3. 太阳能光伏发电系统的分类：
目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统及前两者混合系统。
A）离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单，
而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。
B）光伏并网发电系统，当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完
电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用
的范围和灵活性，并降低了造价。
C）A, B两者混合系统，这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网
的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。 二、光伏发电的
优点
进入70年代后，由于2次石油危机的影响，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展非常迅速。从远
期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源。不论从近期和从近期看，光伏
发电可以作为常规能源的补充，在解决特殊应用领域，如通信、信
电源，和边远无电地区民用生活用电需求方面，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。光伏发
电的优点充分体现在以下几个方面：
1. 充分的清洁性。 （如果采用蓄电池方案，要考虑对废旧蓄电池的处理）
2. 绝对的安全性。 （并网电压一般在220V以下
3. 相对的广泛性。
4. 确实的长寿命和免维护性。
5. 初步的实用性。
6. 资源的充足性及潜在的经济性等。
三、光伏发电局限性。
任何事物总是具有两面性。目前有太多的文章介绍光伏发电的优点和优势，这里有必要指出光伏发电
的一些局限性。太阳能具有能量密度低,稳定性差的弱点,并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影
响。光伏发电的局限性包括以下几个方面：
1. 时间周期局限。由于光伏发电的条件是出太阳时，光伏发电设备才能正常工作发电。因此，白昼
黑夜，一年当中春夏秋冬各个季节对光伏发电的负荷影响巨大。为了应付这个情况，电网不得不配备
相应容量的发电机处于旋转备用状态。
2. 地理位置局限。光伏发电设备基本上只能依附建筑物安装建设，也就是所谓的光伏屋顶就地供电。
如果离开建筑物来建设光伏发电，将会大大增加成本或者破坏环境和生态。
3. 气象条件局限。气候对光伏发**响。采用光伏并网发电无蓄电池方案时，如果一个城市上空的
气候大幅变化，将造成电力负荷的大幅波动；当一个城市上空的空气质量比如空气污染，或能见度变
差比如雾天，阴天等都将使光伏发电在线或实时出力下降。
4. 容量传输局限。在解决了光伏发电的成本问题后，大功率，高电压，远距离从荒漠面积输送电力到
负荷中心，由于光伏发电没有传统电机的旋转惯量，调速器及励磁系统，将给交流电网带来新的经济
和稳定问题。不论采用交流或是直流高电压大功率远距离从荒漠地区输送电力，由于上述1，2，3的局
限性将大大增加单位千瓦的输送成本。下面将会讨论这个问题。
5. 光能转换效率偏低。和传统能源（矿物能源，石油，水能，原子能，等）的转换效率相比，光伏能
量的转换效率不能令人满意。
四、光伏发电未来展望
我国光伏产业正以每年30%的速度增长。最近三年全球太阳能电池总产量平均年增长率高达49.8%以上
。按照日本新能源计划、欧盟可再生能源白皮书、美国光伏计划等推算，2010年全球光伏发电并网装
机容量将达到15GW(1500万千瓦，届时仍不到全球发电总装机容量的1%)，至2030年全球光伏发电装机
容量将达到300GW(届时整个产业的产值有可能突破3000亿美元)，至2040年光伏发电将达到全球发电总
量的15%-20%。按此计划推算，2010-2040年，光伏行业的复合增长率将高达25%以上（参看资料：15）
。其中并网应用会有较大的发展，从而形成并网发电(约46%)、离网供电(约27%)和通讯机站(约21%)
3个主要应用领域（参看资料：16）。
太阳的能量对人类而言几乎是无限的，但是实际上，在地球上能够获取太阳能资源的资源是有限的。
并不象有些文章中所说的那样巨大。例如，当我们在在屋顶安装太阳能热水器时，就失去了安装太阳
能电池的机会。除建筑物和荒漠外，在其他地点建设太阳能电池板群将是不现实和得不偿失。这不仅
仅是因为成本巨大的原因，问题是显而易见的，主要的问题是离开建筑物和荒漠来建设光伏发电站将
破坏环境和生态，你会发现在太阳能电池板下面将寸草不生。总之，节能降耗是人类的一个永恒话题。
从某种意义上讲，淘汰旧技术和产品的同时，也就浪费掉了当初生产这些技术和产品的能源。出国考
察的人往往会发现，西方发达国家有些场合还在使用20-30年代的产品和设备，他们并非要保护“古迹”
，某种意义上讲是在节约能源。新旧产品和技术的换代是要以耗费能源为代价的，过快的产品更新换代，
将加快能源的消耗。当然，这里需要有一个总体的经济指标来判断能耗。我们是否应该考虑节约“used
能源”的问题？(**)
另一方面，任何先进的技术，进入商业使用的必要条件是价格能为市场所接受。如果使用成本太高，
再好的技术必将只能停留在试验室中或者示范工程阶段
五、光伏发电并网对未来电网的影响
随着我国《可再生能源法》的颁布实施，常规能源价格的不断升高和石油价格逼近$100，世界范围内
围绕利用太阳能科技，商业发展非常迅速，其中光伏并网发电技术发展非常快。目前制约光伏发电的
主要因素是成本问题。太阳能光伏发电造价高（每千瓦3万元以上），发电成本贵（1．5元／千瓦
时以上）。随着光伏发电成本的降低和耗能发电成本的提高，总有一天光伏发电的成本将会与传统发
电成本相当。到那时侯，光伏发电将会进入商业化应用阶段。为了提早迎接这一天的到来，我们将有
必要提前考虑光伏并网发电对现有发电模式的技术、经济、政策和环境效益的影响。我们先假设这个
时代已经到来，并且现有的发电模式并未发生较大的改变。那么光伏发电给我们带来好处的同时将会
对现有的电网产生什么样的问题？
由于太阳能光伏发电属于能量密度低、稳定差，调节能力差的能源，发电量受天气及地域的影响较大
，并网发电后会对电网安全，稳定，经济运行以及电网的供电质量造成一定影响。至于有多大的影响
目前尚不清楚。我们知道目前电能是不能大规模低成本储存的，在可以预见的将来也不能大规模低成
本储存。这就使得光伏发电的应用受到物理因素的制约，同时也受到地理上的限制。但是随着技术和
市场的发展，当光伏发电的上网电量在电网中与火电厂，水电，核电等电厂的发电量处于可比较的数
量级和成为不可忽略的一部分时，光伏并网发电将对现有发电模式和电网的技术、经济、政策和环境
效益带来如下问题：（如果光伏并网发电系统采用有蓄电池方案，光伏并网发电的优点和优势将大打
折扣。但是为光伏并网发电优化配置的蓄电池系统可以部分解决以下1，2和3点提出的问题。）
1. 负荷峰谷对电网的影响。由于光伏并网发电系统不具备调峰和调频能力，这将对电网的早峰负荷和
晚峰负荷造成冲击。光伏并网发电系统增加的发电能力并不能减少传统旋转机组的拥有量，电网必须
为光伏发电系统准备大量的旋转备用机组来解决早峰和晚峰的调峰问题。光伏并网发电系统向电网供
电是以机组利用小时数下降为代价的。这当然是发电商所不愿意看到的。
2. 昼夜变化，东西部时差以及季节的变化对电网的影响。由于阳光和负荷出现的周期性，光伏并网发
电量的增加并不能减少对电网装机容量的需求。
3. 气象条件的变化。当一个城市的光伏屋顶并网发电达到一定规模时，如果地理气象出现大幅变化，
电网将为光伏并网发电系统提供足够的区域性旋转备用机组和无功补偿容量，来控制和调整系统的频
率和电压。在这种情况下，电网将以牺牲经济运行方式为代价来保证电网的安全稳定运行。
4. 远距离光伏电能输送。当光伏并网发电远距离输送电力在经济和技术上成为可能时，由于光伏并网
发电没有旋转惯量，调速器及励磁系统，它将给交流电网带来新的稳定问题。如果光伏并网发电形成
规模采用高压交直流送电，将会给与光伏发电直流输电系统相邻的交流系统带来稳定和经济问题，
（专门用于光伏并网发电的输电线路，由于使用效率低，将对荒漠太阳能的利用形成制约。用于借道
或者兼顾输送光伏并网发电系统电能的输电线路，由于负荷率低下，显得很不经济。）不论采用高压
交流或直流送出，光伏并网发电站都必须配备自动无功调压装置。至于对电网稳定的影响，目前还未
见到光伏发电在电网稳定计算中的数学模型（包括电源模型和负荷模型）。光伏并网发电将对电网安
全稳定运行有多大的影响目前尚不清楚。
5. 降耗问题；光伏并网发电的一个主要优势是可替代矿物燃料的消耗。由于光伏并网发电增加了发
电厂旋转发电机的旋转备用或者是热备用，因此，光伏并网发电的实际降耗比率应该扣除旋转备用或
热备用损失的能量。光伏并网发电的降耗效率应该考虑到由于光伏并网发电系统提供的电力导致发电
公司机组利用小时数降低带来的效率损失。由于电力系统是作为一个整体来运行的，光伏并网发电向
电网输送电力将侵害其他发电商的利益，这是作为政策制定者需要考虑的问题。这是由于电网在考虑
安全，稳定和经济运行时，不仅仅只由水电厂担任旋转备用。因此，系统中总的光伏并网发电量所等
效的理论降耗标煤量前应该乘以一个小于1的系数，并且等比例的减去旋转备用机组的厂用电损耗。
6. 环保问题；光伏发电带来的减排效果是否应该只考虑火电排放的二氧化硫和二氧化碳还有待研究，
因为当光伏并网发电时，同样电网在考虑电网安全，稳定和经济运行时，往往减少出力的不仅仅是火
电厂，而考虑旋转备用时，也不仅仅是水电厂来承担旋转备用的任务（水电厂承当旋转备用任务损失
较小）。因此，在考虑光伏并网发电系统的减排贡献时，也应该在理论值前乘以一个小于一的系数。
这个结论并不象一些文章中所讲的那么乐观。
7. 顺便指出，风力发电也存在环保生态问题。国外有环保人士指出大型的风力发电站往往建在季
风的风道上，这往往是候鸟迁徙的最佳路线。
结束语
光伏发电的优势在于解决离网地区通信，微波等设备的能源动力，分散人口地区的小容量电力消费
及为有条件建立光伏屋顶的建筑就地提供电力。未来电网在做发展规划时，对负荷预测应充分考虑离
网光伏发电和光伏并网发电对电网的影响和数学模型。离网光伏发电系统可以作为在线有源可变负荷
模型来考虑（这里指的是城市中既可由离网的光伏发电系统，也可以由市电网供电的负荷）。光伏并
网发电系统如果以110V或220V并网供电时，也可以把光伏并网发电系统考虑为可从负到正变化的有源
负荷模型。通过上述分析，光伏并网发电远期定位只能作为电网节能降耗的重要补充手段。如果超出
这个战略定位，将造成投资和额外的能源浪费，对减少污染排放量的乐观看法也要大打折扣。
麻烦-设.置下-最佳;
行业主要上市公司：隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等
本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量
全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
光伏发电行业技术概况
1、技术原理及类型
(1)光伏发电行业技术原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其发电原理如下。
(2)光伏发电种类
光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。
2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线
光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。
晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。
薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。
叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动
光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。
光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升
近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。
光伏发电行业技术发展现状
1、光伏发电行业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。
注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。
2、光伏发电技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。
注：统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，其中，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。
(3)专利聚焦领域
从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。
主要光伏电池技术对比分析
从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。
注：平均转换效率均只记正面效率。
光伏发电行业技术发展痛点及突破
1、光伏发电行业技术发展痛点
(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低
由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。
据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为24.5%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。
(2)薄膜电池量产转换效率低
薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。
2、光伏发电行业技术发展突破
(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率
相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。
(2)钙钛矿电池可实现高转换效率
钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。
光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效
2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。
可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
行业主要上市公司：隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等
本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量
全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
光伏发电行业技术概况
1、技术原理及类型
(1)光伏发电行业技术原理
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其发电原理如下。
(2)光伏发电种类
光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。
2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线
光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。
晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。
薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。
叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动
光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。
光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升
近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。
光伏发电行业技术发展现状
1、光伏发电行业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。
注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。
2、光伏发电技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。
注：统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，其中，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。
(3)专利聚焦领域
从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。
主要光伏电池技术对比分析
从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。
注：平均转换效率均只记正面效率。
光伏发电行业技术发展痛点及突破
1、光伏发电行业技术发展痛点
(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低
由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。
据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为24.5%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。
(2)薄膜电池量产转换效率低
薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。
2、光伏发电行业技术发展突破
(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率
相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。
(2)钙钛矿电池可实现高转换效率
钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。
光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效
2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。
可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》
