太阳能光伏发电行业现状如何

2019年后，中国光伏正式进入了“平价上网时代”，在光照条件好的地方，上网价格已经低于火电，整个产业竞争力不断提升，去年中国光伏新增装机量48.2GW，占全球三成。与此同时，中国光伏组件的出口目的地十分分散，“卡脖子”的顾虑已然烟消云散。

回溯中国光伏行业的发展，以欧美双反、“531新政”以及2019年国家能源局的平价上网通知，大致可以划分为四个阶段：

1. 两头在外的时代（2012年之前）：上游原材料依赖进口，下游组件绝大部分都用于出口，内需不足，缺乏核心技术。

2. 产业扶持：（2013年到2018年）：发改委等部门陆续推出补贴政策，拉动内需，但是出现了一些结构性问题，比如财政补贴窟窿越来越大，出现骗补现象。

3. 补贴退坡：（2018年到2020年）：2018年“531新政”降低了光伏的补贴标准，限制了补贴规模，行业装机量出现间歇性回落，劣质产能被淘汰，加速了平价时代的到来。

4. 平价时代（2021年之后）：凭借低成本和规模化创新优势，目前中国光伏发电侧已经接近平价，部分地区已经低于传统电价，竞争力优势不断凸显。

光伏产业的全球争霸赛中，无论是硅料、硅片、电池片还是组件，无论是市场份额还是技术实力，中国都是绝对世界第一，无论今后的技术路线再怎么变化，可以确定的是，最后的赢家一定是中国公司。

沙漠、湖泊、屋顶的光伏产业遍布中国，但很少人知道我们的光伏电站的模样。利用 Hightopo 的 HT 产品搭建轻量化的 3D 大型光伏发电站和光热发电站可视化场景，让大家线上游览一下光伏发电站。

对光伏未来前景预测：

光能资源可以说是取之不尽用之不竭、是免费的、是无偿赠与的，更是21世纪最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益加剧，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为全球普遍关注和重点发展的新兴产业。

在此环境下，全球光伏发电产业增长迅猛，产业规模不断扩大，产品成本持续下降。我国光伏发电产业也得到迅速发展，已成为我国为数不多的、可以同步参与国际竞争、并有望达到全球领先水平的行业。

近年来，我国光伏发电新增装机规模连续5年全球第一，累计装机规模连续3年位居全球第一。光伏技术不断创新突破、全球领先，并已形成具有国际竞争力的完整的光伏产业链。

说起环境污染，首当其冲的就是空气污染，如何减少大气污染，主要在两个方面，一方面工业减少污染类能源的使用，比如禁烧秸秆，比如减少煤炭使用，另一方面强化使用新能源替代，由此太阳能光伏就显得尤为重要了。

参考资料：利好股市和民企，光伏行业获利明显

供给——太阳能电池片产量逐年增加

2011年以来，我国太阳能电池片产量规模稳步提升。据中国光伏协会统计数据显示，2021年中国电池片产量为198GW，较2020年的135GW同比增长46.9%。2022年上半年，国内电池片产量约135.5GW，同比增长46.6%。

供给——光伏组件产量快速增长

单体太阳电池不能直接做电源使用，作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。

得益于全球光伏需求增长的推动，国内企业在近年来持续加大组件环节的投资和技术革新，近10年来生产成本持续下降，自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示，2021年，中国组件产量达到182GW，同比增长46.1%，以晶硅组件为主。2022年上半年，国内组件产量达到123.6GW，同比增长54.1%。

需求——中国光伏新增装机量波动扩大

据国家能源局统计数据显示，2017年，我国光伏发电新增装机容量为53.06GW，创历史新高。2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新增项目有所下滑，全年新增装机容量为44.26GW，同比下降17%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响，2020年及2021年光伏装机量大幅回升。2020年，中国光伏新增装机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%。2022年1-9月，我国光伏累计新增装机52.60GW，同比增长106%。

需求——光伏累计并网容量达3.36亿千瓦

截至2022年第三季度，中国光伏发电累计并网容量达到3.58亿千瓦，其中集中式光伏电站21546.9万千瓦，分布式光伏14245.7万千瓦。

光伏发电占全社会用电量比重逐年上升

随着城镇化率和城乡居民电气化水平的持续提高，以及新一轮农网改造升级、居民取暖“煤改电”的大力推进，尤其在气温因素的作用下，冬季取暖和夏季降温负荷快速增长，带动了城乡居民生活用电快速增长。而光伏发电作为可再生清洁能源的一种，随着我国用电量的不断提升，发电需求也将不断增长，光伏发电需求量将逐渐扩大。2014-2022年，中国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长，2021年占比达到3.9%，2022年前三季度达到5.1%。未来，光伏发电有望成为推动我国实现能源变革的重要引擎之一。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》

江西省光伏补贴政策

参考文件：赣发改能源字〔2013〕1062号

摘要：江西省万家屋顶光伏发电示范工程除了国家补贴0.42元/kWh外，省专项资金补助，一期工程补助4元/W，二期工程暂定补助3元/W。

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》。

光伏发电引发人们的热议，因为现在能源供应比较紧张，煤炭发电价格快速上涨，好多城市煤炭发电价格平均上涨15%~20%，这么高价格的上涨人们就在考虑替代品。比如说风力发电水力发电，太阳能发电，这些都是替代品，但是现在光伏发电的市场还不成熟。

要说光伏发电的前景确实是比较广阔的，但是如果是现在的这个市场的情况，对于普通个人用户来说不是一个好的选择。因为这个东西对你来说成本太高了，根本不合适，光伏发电，这种技术是没有问题的，但现在存在的两个主要问题，一个是成本问题，一个就是能源转化率问题，太阳能发电的效率比较低，非常容易受到自然条件变化的影响，太阳能不充足的时候发电量就会很小，而且真正能转换成电能的效率并没有你想象的那么高。

还有就是成本的问题，如果是一个光伏发电的模块，包括风机，包括能够储电的电池，包括这个太阳能的帆板，这一套下来，一个家庭一天如果按照6~10度电的需求来看的话，一个月差不多电费就是100块钱多一点，这样一个模块能满足大多数家庭的需要了。但你知道这样一个模块要多少钱吗？这一整套下来价格比较便宜的也要在1万块钱，而你一个月电费也就是100块钱多一点。

一年这个电费能省下来的就是1500块钱，但是这样一套设备要1万块钱，也就是说这套设备不出现任何问题的情况下，连续使用7年才能回本，你能保证这个设备不出任何问题吗，这还是说满效率运行的情况下说的天气不好的因素呢，到了冬天的时候，太阳能不是那么充足的时候呢，这个问题不解决就没有办法大规模的推广。

人类利用太阳能的历史可以追溯到人类起源时代。在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源资源短缺并造成环境污染的形势下，光伏发电在世界范围内受到高度重视，发展很快。从远期看，光伏发电终将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。今天我们就来探讨一下中国光伏发电的现状及前景。

光伏发电优点

光伏发电具有许多优点，安全可靠、无噪声、无污染，能量随处可得，不受地域限制，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建站周期短，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便与建筑物相结合等。这些优点都是常规发电和其他发电方式所不能及的。

中国光伏发电的现状

目前中国的光伏发电市场主要用于边远地区农村电气化、通信和工业应用以及太阳能光伏商品，包括太阳能路灯、草坪灯、太阳能交通信号灯以及太阳能景观照明等。由于成本很高，并网光伏发电目前还处于示范阶段。

我国的光伏发电虽未能脱离政府补贴生存，但行业前景已见好转：发电成本下降、行业利润提升以至政府因应空气污染而推出的新能源政策。中国上半年光伏发电装机容量为773万千瓦，同比急升1.33倍。但与国家能源局定出全年装机容量目标1,780万千瓦的43%。若然下半年要达标，意味下半年装机容量将逾1,000万千瓦，同比急增近四成，有利光伏行业。

中国光伏发电的前景

中国制定了光伏发电中远期发展规划，随着传统化石能源的日益减少，可再生能源的消耗比重逐年增加，光伏发电的比重更是增加迅速。根据规划预测，到2050年中国的光伏装机达到2000GW，年发电量达2600TWh，占全国总发电量的26%。随着现代工艺技术的进步，光伏发电的转换效率将逐年提高，发电成本将会大幅度下降，以至于光伏发电的价格在一定程度上会低于常规电价。

虽然目前光伏行业面临一些问题，但我国光伏产业的发展整体积极向好。目前国家能源局正在编制光伏十三五规划，推动财政补贴兑现，促进技术进步及产业升级，这些都将为光伏行业的发展助力。

世界光伏产业增长迅速，产业规模不断扩大，产业成本持续下降。尤其我国地域开阔日照充足发展潜力巨大，并在政策与技术的支撑下，光伏产业已经发展成为我国为数不多进入国际领先领域的产业。光伏产业向数据可视化的方向进行转型，并不断寻找数据可视化的最佳方案。改善现有光伏智能监控系统可视化方法的缺陷，从交互式、可视化的数据分析中挖掘深层的技术问题，直观的感受数据和提出最合理的解决方案，助力企业在物联网时代下占有一席之地。

在国家不断提倡加快工业互联网发展的背景下以及大部分光伏站结构庞大分布偏僻的现状，光伏企业急需一套完整、高效、合理的光伏电站信息化管理平台进行智能化管理，向着数据可视化的发展方向。我将借用基于图扑软件（ Hightopo）实现的应用于太阳能发电的数据可视化。

通过可视化展示，清晰的看见光伏发电的整体样貌。白昼时利用太阳能电池板通过光电转换原理使太阳能通过半导体转换为电能。使用者可以通过电脑控制路灯，做到及时调整，合理安排。智能控制器协调整体系统的工作，保证了安全运行。且同等亮度下耗电仅为白炽灯的十分之一，真正达到绿色节能的效果。

利用智能控制器结合着数据可视化有效监控光伏元件的运行状况,有利于光伏电站的智能化管理、提高发电效率、节省维护管理所需要的时间与人力成本。这样形成了一条更为智能的光伏发电系统。

提到供暖可能想到传统的热力供暖或者是热电供暖。但是这两种方式都伴随着一定的环境污染。而太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传热介质，以水作为储热介质，进行供暖的方式更加绿色环保，在智能可视化的加持下，计算更为准确,使用方便,它的可视化界面,能够有效地实现人机对话。并且可根据需求调控水流量来满足不同需求，优化了资源配置。

太阳能光伏发电数据可视化的优势

1. 减少资源浪费，优化资源配置。

2. 清除管理漏洞，实时有效的检测光伏电站，为维护人员提高有效有序的信息，远程运维诊断，设备健康管理。

3. 使光伏电站运行效率最大化。

4. 方便管理，无需更多人力参与，可远程监控操作。

5. 将庞大的结构优化，更为直观地展现出来，有助于分析并做出决策。