从亦步亦趋到全面领先，光伏行业用过硬技术锻造“中国名片”

对新一代光伏技术的探索和研发未曾止步。

图片来源：图虫创意

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在昼夜温差大、沙尘暴多发的西北地区，我国首座10kW太阳能光伏电站于1983年在此处的甘肃省榆中县园子乡小岔村建立。

彼时的中国光伏产业刚刚萌芽，设备产线等都依赖进口。历经岁月的洗礼，这座电站依然在稳定运行，发电功率保持在7kW，展现了光伏产品的可靠性和长效性。

这41年间，光伏产业以其清洁、可再生的特点，成为了21世纪能源革命的主要角色，以及全球能源转型的关键力量。中国光伏产业也几经沉浮，穿越多个周期，从亦步亦趋到全面领先，总产值从2008年的1600亿元飙升至2023年的超过1.75万亿元，并建立起全球领先的完整产业链，成为名副其实的“中国名片”，助力全球能源结构转型。

当下，中国光伏产业再次面对周期低谷的考验，得益于行业自律共识的达成，光伏产业正在稳步复苏，再次展现昂扬向上的姿态。

将阳光用到极致

如何将阳光用到极致？是自太阳能发电技术被人类掌握以来的核心命题。

科学家和工程师们不断探索更高效的光电转换材料和工艺。从最初的多晶硅电池，到单晶硅电池，再到薄膜电池，技术的每一次进步都带来了成本的降低和效率的提升。

21世纪初，欧洲国家主导了光伏市场，中国则以劳动力成本优势开始承接光伏产品的制造环节。彼时，中国企业依赖进口的多晶硅原料，通过引进国外技术，逐步建立起光伏电池生产线。

随着技术的进步，中国科研人员在单晶硅技术上实现了突破。单晶硅电池因其更高的光电转换效率成为市场的新宠，度电成本也随之降低。正是这一时期，通过不断优化单晶硅的生产工艺，使得中国光伏产品在国际市场上开始占据一席之地。

万创投行研究院院长段志强告诉时代财经，2009年左右曾经投建过一个总投资2亿元的光伏电站，虽然当时海拔和施工条件等因素增加了成本，但相对现在的价格可以说非常高昂。“十年间，光伏的度电成本大约从每瓦0.7美元降到了现在的几毛钱。”

据中国光伏行业协会估算，2023年，全资模型下地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的LOCE（每度电的发电成本）分别为0.15元/kwh、0.18元/kwh、0.23元/kwh、0.27元/kwh。

2023年，光伏组件价格较2022年下降近50%，光伏装机成本大幅下降，且N型组件有3%~8%的发电量增益，全国绝大部分地区光伏发电度电成本已实现低于0.2元/kWh。

光伏度电成本的大幅下降与技术进步密不可分。十年前，光伏发电的转换效率只有14%~15%，2023年的主流技术可以达到24%~25%。而中国光伏组件厂商们还未止步，仍在大力投入研发，为将阳光用到极致，继续降低度电成本而努力。我国高效晶体硅、钙钛矿等光伏电池技术转换效率多次刷新世界纪录，量产先进晶体硅光伏电池转换效率超过25%。

近期，10月23日，隆基绿能自主研发的HPBC 2.0组件效率达到25.40%；10月20日，位于天合光能的光伏科学与技术全国重点实验室宣布，其自主研发的高效N型i-TOPCon电池，最高电池效率达到25.90%。

在技术的引领下，中国光伏从原材料、设备、市场“三头在外”，到逐渐摆脱对外依赖、多次刷新世界纪录。而在“刷效率”的热潮下，技术迭代的速度也在不断加快，目前，N型电池已成为市场的主流，异质结、钙钛矿等新一代路线也成为中国光伏企业探索的重要方向。

段志强向时代财经表示，N型电池片的主流地位已经毋庸置疑了。光伏所追求的终极理念还是度电成本的问题，这就会受到光电转换效率和制备成本的影响。同时，电池的寿命和尺寸也是重要的考量因素。

“理想的产品应该是长寿命、效率优异、且制备成本低的，并且尺寸能够适应多种应用场景。按这个标准衡量，目前N型电池相对P型电池更能满足这些要求。异质结电池片因其更薄的厚度、节省成本、高效率以及良好的尺寸和使用寿命而受到青睐。钙钛矿电池以其高理论光电转换效率而备受关注，尤其是叠层技术，相较于传统晶硅电池，转换效率有显著提升。”

技术革新进行时

技术进步是推动光伏行业前行的关键因素，尽管当下产业链面临供需倒挂的困境，但技术发展仍直接影响着光伏发电的经济性和在全球能源市场中的竞争力，行业对新一代光伏技术的探索和研发始终未曾止步。

目前头部组件厂商中，隆基绿能晶硅-钙钛矿叠层电池转换效率已突破34.60%，商业化M6尺寸的晶硅-钙钛矿叠层电池权威认证效率达到30.10%；天合光能的大尺寸两端叠层电池效率达到29%以上，量产尺寸HJT电池转换效率达到26.50%，银耗降至9.0mg/W以下；晶科能源基于N型TOPCon的钙钛矿叠层电池转化效率达到33.24%；通威股份的钙钛矿-晶硅叠层电池效率最高达到33.08%。

段志强向时代财经指出，“相对晶硅电池，异质结和钙钛矿在弱光条件下的性能更为突出，即在光照强度较低时，组件的发电能力相对更强。因此它们在早晨、傍晚、多云等时间段都能保持良好的发电效果，可以在一定程度上减少电网负荷的冲击。从应用场景来看，异质结和钙钛矿能更好的适应光伏一体化建筑的需求，不像晶硅产品那样对形状有严苛的要求。同时，它们的弱光性能也有利于在日照角度不佳的建筑外立面使用。”

“然而，异质结电池还需逐步降低成本；而钙钛矿的主要挑战在于寿命和尺寸，尤其是大尺寸的实现较为困难。晶硅电池已经充分经历了时间的考验，但作为新兴产品的钙钛矿尚未在电站中得到长时间的使用验证”，段志强进一步指出。

与此同时，中国研究者们正在光伏技术领域不断取得突破性进展。今年10月，针对钙钛矿太阳能电池高温工作条件下运行稳定性差这一领域难题，南开大学化学学院教授袁明鉴与加拿大多伦多大学教授Edward H.Sargent合作展开深入研究，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，标志新一代光伏技术取得重大突破。

袁明鉴带领研究团队结合理论预测，发展了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略，该策略彻底解决FACsPbI3钙钛矿薄膜组分不均一的问题。袁明鉴表示，目前研究团队正通过校企合作，积极推进符合产业化需求的高性能钙钛矿太阳能电池模组的研发，力求尽快推动研究成果的实际应用与产业化落地。

这一成就与今年6月发布的《光伏产业专利发展年度报告（2024）》中提到的中国光伏产业的快速发展和技术创新活跃度相呼应。

报告指出，近年来，我国光伏产业规模快速扩张、技术水平持续进步，创新成果不断涌现，截至2023年12月31日，我国光伏产业专利申请总量累计为16.80万件，有效专利量为7.30万件，有效发明专利量为2.20万件，均位居全球首位，我国成为推动全球产业创新的重要一极，为全球光伏技术进步贡献了中国力量。

当前我国光伏产业已建成包括设备、生产辅材辅料以及相关平衡部件、检测认证服务等在内的完整产业链，覆盖从硅料生产、硅片加工、电池片及组件制造到检测设备、模拟器等全领域，EVA胶膜、背板、光伏玻璃等原辅材生产优势也开始显现。产业链各环节技术创新活跃，专利布局水平不断提升，近20年硅料、硅片、电池、组件专利申请量分别为12884件、28260件、42751件、47760件。

在光伏产业新技术的不断推动下，中国光伏产业正站在全球能源转型的前沿。面对供需不平衡的挑战，技术创新成为行业突破困境、实现可持续发展的关键。

在全球光伏产业的发展中，中国逐渐从跟随者转变为引领者。中国光伏企业不仅在国内市场取得了成功，更在全球市场上展现了强大的竞争力。通过国际合作和技术交流，中国光伏产业不断提升自身的技术水平和市场影响力。通过继续加大研发投入，推动技术创新、优化产业结构，我国光伏产业有望在全球市场中占据更加有利的地位，以应对更为复杂的贸易形势。