2017光伏技术进步_太阳能光伏发电技术的发展趋势

大家好！今天让小编来大家介绍下关于2017光伏技术进步_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。

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光伏产业是一个什么样的行业，一再走高的还可以入场吗？(为什么光伏行业即将迎来大爆发?)

光伏行业，中国产业链相对完整，硅资源丰富，技术进步快，放眼全球，中国新能源产业很有竞争力。光伏、风能等新能源，是哪些缺乏石化能源国家的福音，市场很大。在未来10之中，新能源都一个很好的赛道，在此期间，新能源上市公司任何一次暴跌都是进场时机。隆基股份、通威股份、阳光电源等k线演绎，就是标准答案。

光伏产业是什么？我们旁人可能不太了解这个行业，那么今天，我们就来采访一下光伏一哥！隆基股份。大家热烈欢迎！

大家好，我是光伏一哥隆基股份，你们可以叫我隆哥。我们具体是干嘛呢？简单来说：我们就是利用太阳能发电，属于新能源行业，清洁能源，可重复利用！那么基本原理，就是这个把光能，通过硅材料，转化为电能，转化率我们公司目前能达到30%，非常厉害，大家鼓掌！其中的原理，大概就是硅分子在太阳能作用下，从光转化为热能，再进行玻璃手机来了..好了好了，采访结束！

我们来看看隆哥怎么说：我们先看看美G大佬光伏股市盈率比中国光伏股高。中国光伏股最牛的股市盈率还没到100，相对低估了，中国光伏公司有强大的竞争力。除了科技金融和光伏股，其他行业的头部牛股市盈率全在100，甚至200以上。目前中国光伏头部公司隆基市盈率56和阳光电源市盈率113，作为空间巨大中国掌控全产业链光伏行业头部公司隆基市盈率不到100，阳光电源市盈率不到200就称不上泡沫，甚至成长空间巨大！

那么光伏隆基，阳光，通威，都是光伏板块重要参与者，设计者，研发者，相信后面光伏会超越风电，成为第一大清洁能源。目前政策倾向，再加上本身成长性高，业绩良好。

目前火热板块光伏，今天均翻好几倍，那么接下来可能短期调整，但是整体向上趋势不变，持续关注，大家注意风险

十年光伏行业工程师来回答你的问题。

光伏就是太阳能发电，属于新能源行业。经过20多年的发展，我国的光伏行业在国际上也算得上一张国家名片了，关键设备龙头企业基本都在国内。

大力发展光伏发电，可以降低煤炭的使用，有助于节能减排，更加环保。随着系统成本的不断减低，现在已经完全可以实现平价上网，紧紧围绕国家的绿水青山战略，前途无限。

为什么最近一再走高？大概率是跟国家的十四五规划/碳中和/碳达峰有直接关系。目前国内光伏总装机量应该不超过500GW,

2030年装机量要达到1200GW，这就预示着市场足够大，一线设备厂家产能基本要在2021年完成翻倍。

你就说他能不高吗，这时候你应该也知道值不值得入场了吧。

光伏发电的增长,将是一个确定性比较大的赛道。用巴菲特的说法,这是一个长长的破,而且有厚厚的雪。这个投资周期可能长发30年或者更久,留给我们的就是去滚就可以了。

1.碳中和与新能源革命。石化能源,即煤炭,石

油,天然气,他们的储量是有限的,而且石化能源的燃烧会产生大量温室气体,会导致全球气温升高,并带来温室效应,随后会带来很多自然灾害,而且很多海平面比较低的国家可能会在30年后被海水淹没,或者大量国国土浸在海水中。目前世界主流国家都已经达成共识,要延缓温室气体排放,要达到碳中和,即排出去的二氧化碳跟吸收的二氧化碳相等。并且努力将温度上升在2050年内控制在2度以内,减少因温室气体产生的自然灾害。这个是巴黎协定。目前全球能源消耗,50%来自于工业热消耗及电消耗,25%来自交通运输的油气消耗,25%来自商业和民用热电消耗。因此,权衡之后,各国政府将发电环节能源革命作为重点推动,以寻求能在2050年达到碳中和。据统计,实验室里有26种石化能源替代能源,但都因为种种问题无法实施,最终三种方案得到了认可;

zhengzhi问题,从21世纪开始的发展就缓慢了下来,而光伏和风电却逐步加速发展。光伏和风电被备国视为实现碳中和及新能源革命最终用的途径。

专家预测,或者说是美好的期望,到2050年,光伏发电要占整个发电量的30%,目前这个比例可能是3%左右,也就是说,光伏发电在接下来的30年要成长十倍,对于坚持长期主义的价值投资者来说,这应该是一个值得深入研究学习和投资下注的赛道。

2.硅和光电转化效率。硅并不是科学家们认为最理想的光伏发电材料,他的光电转化效率理论极限值是29%,目前最主流的PERC单晶硅技术光伏电板光电转化效率接近25%,但目前基本已经到达了极限了。所以说单纯的从硅上下手,已经很难很难提升光电转化效率，也就是很难降低度电成本。然而,商业要考虑的事情跟科学家们考虑的事情是不一样的。在目前确实无法找到更好的替代物情况下,硅

显然是最适合的材料。

3.光伏产业的规模经济效应已经成型。光伏发电不仅仅是材料的事情,从产业链看,涉及硅的开采,熔融提纯,硅片制作,电池组件制作,还涉及到玻璃,逆变器等行业。再往下是光伏组件的部署,这个涉及选址,勘查,安装。再往下是并网和消纳。

整条下来,随着规模化发展,即便硅材料技术无法进一步提升光电转化效率,但整个产业链的协同与规模经济效应的体现,目前光伏发电度电成本已经降到4毛钱一度,基本实现平价。这得益于中国大力发展光伏行业,大力开采硅矿,大规模生产,政策补贴,至使规模效应产生,即光伏产量每增加一倍,度电成本降低20%。当然,光伏发展的历史很很有趣,也要感谢主要发达国家的大量需求和政策补贴,给了中国光伏产业出口的机会,消耗大量库存。前述整个过程,对硅片光伏产业全面积累经验

起到了很大作用。这才有了今天4毛一度的硅片光伏度电成本。随着硅片光伏产量的进一步提升,新技术安装部署经验的进一步提升,运营效率的进一步提升,预期十年后,光伏成本降下降到2毛一度。这是规模经济的胜利。希望提醒大家注意的是,这不是传说中摩尔定律,这个是结合会材料光伏片行业特性的规模经济效应,类似莱特定律。

4.新材料进一步提升光电转化效率。钙钛化合物的。科学家们发现,钙钛化合物作为涂层,涂抹在硅片上,可以将光电转化效率提升最高10个百分点,也就是说,未来钙钛化合物涂层的硅片光伏板,可以将光电转化效率提升到35%这是一个巨大的进步。

5.光伏行业已经达到了奇点。很多人对光伏行业的印象还停留在光伏产业骗补贴的时代,是的,这个现象确实存在过,不过那已经是过去式。随着行政管理手段的不断改进和提升,政府补贴从补贴厂商已经转变为补贴消纳端,而且两年前,光伏行业已经停止了补贴,国内的光伏行业已经平价运营两年了。而且,光伏产业已经经历了行业AMC取消的第一次衰退期,目前是第二次上涨期,会比第一次涨的更加波澜壮阔。行业集中度已经大幅提升,规模效应越来越明显。目前中国的光伏产业在世界占据

绝对的主导。貌似是硅片的80%来自中国,组件的60%来自中国。中国的光伏出了实现自给自足,还有将近40%的产能是出口的。这也是为什么过去的一年,光伏产业的股票都大涨。因为,已经达到了奇点,未来的发展会更加波澜壮阔,相关个股,长期看,是会持续上涨的。

6.光伏发电是否存在问题?是的,存在很多问题。最重要的问题就是光伏的并网与消纳。这个问题的根本原因是太阳能的不可控性,即光伏发电基本只能在晴天,早8点到下午4点,而且与光照强度也有

关系。这导致三个核心成本。第一,匹配成本,光伏的出力与负荷曲线匹配成本。第二,平衡成本,即光电短期内多变不稳定,要维持电力供需平衡的成本高昂。第三,电网成本,因为地理位置和气候问题,各地光能不一样,因为经济发展不平衡问题,各地消纳也不一样。这些问题,还没有很好的解决,也是投资光伏产业以及各国想利用好光伏必须面对的挑战。说句简单直白的话,这些是投资光伏股票需要考虑的潜在风险。如果这些问题无法良好的解决,会面临一个尴尬的问题,就是当光伏装机量达达到了30%,但因为光伏发电的不稳定性,激烈波动性,出力与负荷无法达到有效的平衡管理,以及高昂的电网成本。要么各国放弃大量光电的并网,要么把电网整崩溃了。这就是一个尴尬的困境。也是投资风险。

7.问题来了,你是否愿意为了使用清洁能源,而支付比目前电费贵10%的成本?如果各国政府跟国民能达成这样的一个涨价的约定,也许2050年时,真的有可能30%的发电来自于光伏。

8.总结一下,光伏发电发展了几十年,目前硅片光伏已经实现了产业上的规模经济,达到了奇点,后续会持续增长,并有望在未来30年内成10倍增长,CAGR超过8%%。随着材料技术进步,部署运营能力提升,并网技术进步及电网改造升级,这个行

业还是值得长期投资和持有的。

光伏产业，是指利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包含高纯多晶硅原材料出产、太阳能电池出产、太阳能电池组件出产、相关出产设备的制造等。

上下游产业中的企业冷热不均，上游硅料产业持续走高。

通威股份今日再次走高，逼近涨停，收盘价格创历史新高51元，总市值2296亿元。作为光伏产业上游优质企业市盈率达到70-80%，是光伏产业绝对的龙头之一，

2020年第三季度的供应短缺致使硅料价格暴涨，在光伏产业的良好发展趋势下，位于产业链前端的硅料也得到了极大的增长动力。供需关系的急剧变化使得硅料价格在短时间内回升迅猛，但此番涨价仍然建立在行业恢复发展的整体趋势之上，并未脱离其基本的价值规律。

硅料价格的上涨是通威股份持续走高的原因之一，而另一方面的原因光伏产业作为我国新能源发展规划的重要产业，其市场前景非常良好，2021年的国内装机量将会同比增长

67.3%达到66GW，国内的硅料需求亦将顺势增加，发展空间也将进一步增大。

总之，硅料价格不倒，通威我就始终屹立行业前排。

产业集中度进一步提升，选股选龙头

2020年产业集中度将进一步提升，主要体现在以下两个方面。一方面，落后产能加速淘汰。随着高效产品的需求日益旺盛，以及产品价格的进一步下降，部分中小企业受制于资金限制，无力进行改造升级，在价格压力下，老产线加速淘汰；头部企业产能的持续扩张在增大其市场供应量的同时进一步挤压中小企业的生存空间。

产业集中度的进一步提高就意味着一点，如果想入场一定选龙头，今日隆基股份涨幅达到4.64%，总市值来到4428亿，隆基股份产业覆盖相对完善，除了最上游的硅料以及最下游的电厂，在新能源汽车特斯拉在2020年横空出世，新能源电池也站上风口浪尖，隆基股份在去年的一年中股价暴涨4倍，并且是呈现稳定上涨趋势，这是最为难得的。

核心关注点还是会放在光伏产业上,因为目前我国乃至世界,都在新能源发展及改革方面进行了大力的推动和支持,各国也充分地重视光伏产业的潜力,会把更多的资源向光伏产业进行倾斜,为我国光伏产业出一份力。

光伏产业在未来二十年内依旧是炙手可热的香饽饽，传统能源石油，煤的利用与使用已经陷入僵局之中，对于新能源的应用如开发将是21世纪攻克主题之一，而新能源之中，水能，风能皆受限于地形地理环境的影响，而光伏产业则是阳光普照之地皆可利用。国家对于能源的重视，往往更能作为风向标。

长线投资大胆持有买入

不建议短线投资，因为目前光伏产业已经经历过一波大型鲤鱼跃龙门现场，短期呈现波动，哪怕总体上升，很多投资者玩不过操盘者的心态，极大可能被割韭菜。

所以走高是可以入场的，入场后坚信自己在山腰上。

最后，投资有风险，投资需谨慎，理性投资，监控生活。

光伏产业论其本身它是一个新兴的产业，具有很强的发展前景，它是新能源的主要发展方向，至于说股价走高，随着它的深入发展，从长远来看还会走高，毕竟现在还在初级发展阶段。

中国是第一大光伏国，光伏就是未来的石油，是中国遏制其他国家的武器，股票趋势可以说10年内长期看好，因为光伏可以说是全人类的未来，但是永远别去追高，因为你不知道他到底会回调多少，回调多久，就像当年的茅台腰斩的时候你买在高位，根本不可能拿的住，但是不代表他以后不会涨。炒股永恒不变的真理就是高抛低吸，永不追高。

绿能行业，国家主推，你如果炒股的话你就会知道风能、水能、光伏、锂钠镁电池等等是多么的火爆，这些都是国内外龙头企业主打产品

太阳能光伏发电技术的发展趋势

光伏行业发展趋势是：

1、产业规模持续扩大：由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低，平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待，光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向，包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。

2、产品性能持续提升：技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底，产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%，单晶硅电池有望达到22.5%-23%，主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步；多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%，单晶硅片将完成金刚线切割的替代。

3、分布式光伏快速发展：分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点，有利于解决我国发电与负荷不一致的问题，同时大幅降低传输损失，减少对大电网的依赖，并缓解电网的投资压力。

4、单晶硅电池市场逐步增大：随着光伏市场的不断发展，高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测，未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大，2018年单晶硅片市场份额已经超过40%，2019年将超过一半，其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。

5、平价上网加速到来：随着政策支持和技术进步，我国光伏发电产业成长迅速，成本下降和产品更新换代速度不断加快，目前，用电侧在部分地区已可以实现平价，2019年1月，国家发改委、国家能源局联合发布的《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》，推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。

未来5年光伏行业的发展前景怎么样？

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》

行业主要上市公司:国内光伏行业上市公司主要有隆基股份(601012)、金高科技(002459)、晶科能源(688223)、通威股份(600438)、天合光能(688599)等。

本文核心数据:产能利用率、装机容量、弃光率、光伏发电量、系统建设成本。

行业概况

1.定义

光伏产业，简称PV(光伏)，主要指硅材料应用开发形成的光电转换产业链，包括高纯多晶硅原料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备制造和光伏发电应用。随着二氧化碳排放峰值碳中和国家目标的推进，以新能源为主体的新型电力体系建设正在加快推进。光伏与复兴号高铁、国产商用飞机、新一代运载火箭一起获得了中共十九大纪念邮票。光伏产业地位显著提升，迎来历史性发展机遇。

光伏产业的下游应用主要是光伏发电，根据建设规划定位可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。集中式光伏发电系统，如大型西北地面光伏发电系统；分布式光伏发电系统(以> 6MW为界)，如工商企业和住宅建筑的屋顶光伏发电系统。

2.产业链分析:产业链长。

随着光伏发电在能源供应体系中发挥越来越重要的作用，光伏相关产业也日益壮大，形成了从高纯硅材料、硅锭/棒/片、电池/组件、光伏辅助材料和配件、光伏生产设备到光伏产品的系统集成和应用的完整产业链。

光伏产业链的上游主要是与光伏电池相关的原材料，包括构成电池的单晶硅和多晶硅。上游单晶硅和多晶硅生产商主要有保利协鑫、隆基、通威、中环。然而，硅片生产企业已呈现双寡头格局，中国的太阳能硅片占据了全球大部分市场份额。在中国市场，主流厂商主要有隆基和中环，产能格局依然高度集中。在硅片对外销售规模中，中环股份和隆基股份占据绝对领先地位。

中游主要是电池芯片和电池模组制造商以及系统集成企业。电池芯片和模组的中游厂商主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中的逆变器厂商主要有阳光电源等企业；系统集成包括亿晶光电、正泰电气等。一些企业如隆基，已经基本形成了从单晶硅到组件再到电站光伏运营的完整光伏发电产业链。是下游光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。

行业发展过程:行业处于快速发展阶段。

在欧洲市场需求的推动下，中国的光伏产业从2005年左右开始起步。十几年来，实现了跨越式的大发展，建立了完整的市场环境和配套环境。成为国内为数不多的能够同时参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。也成为中国工业经济发展的全新名片，推动中国能源改革的重要引擎。目前，我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展和产业体系建设等方面均居世界前列，具备了坚实的智能光伏基础。中国光伏产业经历了以下几个历史阶段:

行业背景:政策加持，光伏产业加速发展

我国自2006年1月1日起实施《中华人民共和国可再生能源法》。该法将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，促进增加能源供给，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会可持续发展，建立和发展可再生能源市场。自2006年以来，为鼓励和支持光伏产业发展，国家发改委、财政部、工信部、国家能源局、住建部等部门密集出台政策文件，支持和规范光伏产业发展，涵盖了生产、销售、财税、补贴、土地政策等产业发展的各个相关方面。

工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》，旨在“十五”期间有效引导产业智能化升级，促进光伏产业健康发展，从而推动光伏发电规模化应用，保持我国作为世界光伏制造和装机应用第一大国的地位。

“3060年二氧化碳排放峰值碳中和”是一项具有多重目标和约束的系统性经济和社会变革。重塑中国经济结构、能源结构，改变生产方式和生活方式是历史性的突破，需要处理好发展与减排、减碳与安全、整体与局部、短期与中期、建立与破除、政府与市场、国内与国际等多维关系。“二氧化碳排放峰值，碳中和”的目标将对中国光伏产业产生显著的多维影响。

行业发展状况

1.光伏产品市场供应能力较强，产能利用率有待提高。

根据光伏行业市场重点公司光伏产品产量和产能利用率，2021年中国光伏产品市场供给能力较强，隆基绿能光伏产品产量遥遥领先其他公司，单晶硅片产量达到69.96GW，单晶组件产量达到38.69GW，从产能利用率来看，2021年光伏市场公司产能利用率不高，仍有较大提升空间。

2.光伏新增装机再创新高，累计装机超过300 GW。

我国太阳能光伏产业虽然起步较晚，但发展迅速。特别是2013年以来，在国家和地区政策的推动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计，2017年，我国光伏发电新增装机53.06GW，创历史新高。2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新开工项目下降，全年新增装机受国家光伏行业补贴、财政扶持等政策影响，2020年和2021年光伏装机大幅上升。2020年，中国光伏装机容量增加48.20GW，同比增长59%。2021年，中国光伏新增装机再创新高，达到54.88GW，同比增长14%。

据国家能源局统计，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量快速增长。2013年，我国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，到2019年已经增长到204.58GW。2013-2019年，中国光伏发电累计装机容量增长超过10倍。到2021年，全国光伏发电累计装机容量306.56GW，同比增长21%。

3.光伏弃光率明显下降，光伏发电量稳步增长。

随着光伏发电的快速发展，一些地方也存在严重的弃光问题。国家能源局数据显示，2015-2018年，新疆和甘肃最高弃光率超过30%。2019-2021年，新疆和甘肃轻弃率明显下降，2021年新疆轻弃率降至1.7%，甘肃降至1.5%。弃光率的大幅下降主要是因为光伏发电的并网运行，促进了资源的利用水平。

据国家能源局统计，2013年以来，我国光伏发电量快速增长。2013年全国光伏发电量仅为91亿千瓦时。到2021年，全国光伏发电量3259亿千瓦时，同比增长25%。预计2021年，我国光伏发电量将占全社会用电量的3.92%。

4.光伏发电系统建设成本呈下降趋势，光伏上网进入平价。

我国地面光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备和二次设备等关键设备费用，以及土地费用、电网接入、建设安装和管理费用构成。其中，一次设备包括箱式变压器、主变压器、开关柜、升压站(50MW、110kV)等设备，二次设备包括监控和通信设备。土地成本包括全生命周期地租、植被恢复费或相关补偿费；电网的接入成本只包括50MW、110kV、10km的反向改造；管理费用包括前期管理、勘测、设计和招标。建筑安装费用主要是人工费、土方工程费、常规钢筋混凝土费等。，且未来下跌空间不大。随着技术进步和规模效益，组件、逆变器等关键设备的成本仍有一定下降空间。网络连接、土地、项目前期开发费用等。都是非技术成本，不同地区和项目差异很大。降低非技术成本，有助于加速光伏发电低价上网推广。

2021年中国地面光伏系统初始总投资成本约为4.15元/w，比2020年上涨0.16元/W，涨幅为4%。其中，组件约占投资成本的46%，比2020年提高了7%。非技术成本约占14.1%(不含融资成本)，比2020年下降3.2个百分点。预计2022年，随着产业链各环节新增产能的逐步释放，组件价格将回归合理水平，光伏系统初期总投资成本将降至3.93元/w。

中国工商业分布式光伏系统初期总投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、安装费用、并网、屋顶租赁、屋顶加固、一次设备和二次设备构成。一次设备包括箱式变压器、开关箱和预制舱。根据中国光伏产业发展路线图，2020年和2021年中国工业和商业分布式光伏系统的初始投资成本分别为3.38元/W和3.74元/W，预计2022年将降至3.53元/W。

2020年中国光伏上网电价补贴政策结束，平价逼近:中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价上网、平价上网三个阶段。2020年招标项目规模26GW，增长14%。同时，2020年也将是光伏并网平价年，平价项目33GW，增长124%，首次超过招标项目规模。平价将至，2021年将是中国光伏上网全面平价元年。