光伏发电的前景如何

在双碳政策刺激下，以光伏发电和风电为代表的新能源迎来了 历史 性发展机遇，将全面变革全球能源体系。而我国光伏产业链经过近二十年的跌宕起伏和曲折发展，已经实现了对欧美发达国家的追赶和超越，在绝大部分领域坐稳了全球行业龙头的位置，成为了引领产业创新发展的中坚力量。

展望2022年，随着掣肘光伏产业链发展的瓶颈制约逐步得以解决，预计我国光伏产业在装机规模、技术革新等方面都将迎来跨越式发展，具体将呈现以下八大发展趋势：

1.装机规模快速增长。2021年我国光伏装机受到硅料环节供给不足、价格暴涨影响，进度不及预期，虽然在12月份疯狂抢装下，勉强实现了市场普遍预期的50GW左右装机规模，但全年市场运行状况与“双碳”目标相去甚远。进入2022年，随着硅料扩产产能的释放，光伏产业链的供需矛盾局面将从结构性紧缺向全面过剩转变，经过一年大幅涨价的硅料、硅片等上游材料将进入降价阶段，光伏发电的LCOE将不断下降，将这对于生产制造企业来说不一定是好信号，但对国家能源体系变革和光伏装机来说，则是一个不折不扣的利好。叠加风光大基地建设、整县推进等政策促进，市场普遍预测，2022年光伏装机规模将达到70GW以上，乐观预估装机规模则超过100GW。

2.技术变革持续加速。光伏产业类似于半导体产业，在技术变革周期上基本符合摩尔定律，总体技术更新换代较为频繁。目前，光伏产业最主要的技术变革为P型电池向N型电池的升级，随着P型电池基本达到理论上的光电转换上限，预计2022年将加速向HJT和TOPCON技术变革，N型电池的占有率将呈现快速增长态势。至于HJT和TOPCON之间的技术路线之争，随着越来越多生产线较长期限实测数据的出炉，两种技术路线的优劣势对比将会有更多科学依据，路线之争将更趋明朗化。对我个人来说，我一直押注HJT技术。此外，在加快风光大基地建设的推动下，在集中式电站更具优势和经济性的跟踪支架技术将会得到普及，推升跟踪支架技术的市场占有率，逐步从目前较低的20%左右向欧美50%左右靠拢。与此同时，双面率也将快速提升，对光伏玻璃技术提出了更大、更薄、透光性更好的要求，有利于头部玻璃企业提升市场占有率。

从技术变革趋势可以看出，光伏产业链的技术变革主要聚焦于提升转换效率和降低生产成本，综合起来就是降低度电成本（LCOE）。总体来看，2022年将以电池技术、支架技术和双面技术等方面的技术变革为主，预计将大幅提升光电转换效率，降低度电成本。

3.“一大一小”成为中坚。相对于其他发电模式，光伏发电在清洁程度、降成本空间、技术成熟度等方面的优势很明显，但也具有占地空间大、对光照条件要求高等缺点。为了规避这一矛盾，未来光伏发电装机将向大基地这一“大”和分布式光伏这一“小”集中。在“大”的方面，国家和各省市在光照资源丰富的地方部署打造多个风光大基地，集中于大西北和山东、河南等北方区域，主要建设在沙漠、戈壁、荒漠等地广人稀的地理环境中。根据国网能源研究院新能源与统计所所长李琼慧预测，“十四五”期间，我国将新建14个大型风电、光伏基地项目，其中包括9个大型清洁能源基地项目和5个大型海上风电基地项目。另据统计，目前我国已开工建设的清洁能源大基地建设项目合计装机规模达到了100GW，将成为未来光伏新增装机的主力军。在“小”的方面，分布式光伏成为行业的焦点，特别是在整县安装政策刺激下，分布式光伏将迎来大发展阶段，包括工商业分布式光伏和户用分布式光伏，预计未来每年将带来至少二三十GW的装机增量。

4.大型企业抢占市场。光伏产业发展初期，我国光伏产业链企业主要以民营企业为主力军，包括早期的产业龙头尚德、赛维和现阶段的龙头正泰、隆基、通威，以及数量众多中小EPC和运营企业。但随着“双碳”上升为国策，光伏发电装机和发电规模成为了央企、大型国企能源集团的政治任务，导致光伏产业特别是光伏电站EPC和运营市场被大型企业大举蚕食，原先作为市场主力军的中小民营企业面临巨大的竞争压力，国进民退趋势非常明显。目前市场主流的商业模式为：大型国企EPC建设方或民营企业负责建设电站，建成后直接打包出售给央国企能源集团，赚取建设总成本和出售价格之间的差额收益，而央国企能源集团通过这一模式可以更快速完成新能源装机和发电规模的政治任务。

5.加装储能成为趋势。“光伏发电 储能”将成为新一代能源体系的黄金搭档，储能的调峰调频功能可以较好地缓解风光等新能源的波动性和间歇性缺陷，确保电力体系的稳定性。2022年，储能的装机主力将在发电侧，因为有政策强制加配的要求，同时随着电价改革的深化，峰谷价差将会持续拉大，发电侧储能的性价比也会逐步提升至具备经济性。此外，电网侧、用户侧的储能需求也会不断释放，推动储能产业进入规模化发展的新阶段。

6.特高压建设加速上马。与储能一样，特高压也是新一代能源体系必备的辅助型基础设施，其重要性不亚于储能。特别是清洁能源大基地主要分布于非负荷中心区的西北和华北，大基地发出的电必须通过特高压电网向东南沿海用电中心区输送，催生大规模的特高压建设需求。在特高压领域，我国的技术在全球处于遥遥领先的地位，是我国建设新一代能源体系的另一张王牌。

7.竞争格局发生剧变。在市场无形之手和政策有形之手的双重作用下，光伏产业链各环节的竞争形势和价格走势将发生显著变化。

硅料端——扩张产能将在2022年陆续释放，供不应求局面将逐步得到缓解，预计价格将从高位持续回落，但产能释放的节奏并不会太快，大量产能将在2022年下半年和2023年后落地，因此硅料价格在2022年总体还将在相对高位，市场预计将维持在150元/千克以上，虽然相对最高点的268元/千克有较大幅度下降，但较四五十元的成本来说依然有较大的利润空间。

硅片端——硅片是整个产业链中产能最为过剩的环节之一。据统计，2021年底全球产能达到390GW，2022年底将达到600GW，相较预计的210GW装机规模对应的260GW

硅片需求，过剩非常严重。在2021年，由于上游硅料的紧缺，导致硅片环节整体开工率仅60%左右，硅片龙头企业凭借产业链掌控优势，开工率相对更高，同时将成本向下传导的能力更强，这也是隆基、中环等硅片龙头2021年盈利较好的主要原因。但随着硅料产能的释放以及硅片产能的进一步过剩，预计今年硅片环节的市场竞争将会大幅提升，价格战将不可避免，龙头企业的超额利润将会抹平，整体产业形势不容乐观。

电池片、组件端——电池片和组件是上下受压的弱势环节，对上受到硅片价格上涨的冲击，对下受到强势EPC方和运营方的挤压，是2021年最悲惨的光伏细分产业。所谓否极泰来，在经历了一年的至暗时刻后，预计电池片和组件企业将在今年迎来涅槃重生，量价齐声叠加成本下降，盈利能力有望触底反弹。

光伏玻璃端——又一个产能严重过剩的环节，其产能过剩程度不亚于硅片端。这也印证了一句话：没有进入壁垒的热门产业必然引发严重过剩，硅片如此，光伏玻璃也是如此。随着2020年光伏玻璃在产能不足催动下出现一波大涨，大量光伏玻璃企业疯狂扩大产能，一批其他类型的玻璃企业也大举进入光伏玻璃领域，导致整个光伏玻璃产能今年将达到2000万吨，远超1300万吨的预计需求量。产能严重过剩必然导致恶性竞争和剧烈的价格战，光伏玻璃价格也将持续保持地低位，二三线光伏玻璃企业将面临生存压力。

8.多能互补将成趋势。当前能源形式越来越丰富，既有火电、水电等传统能源，又有光伏、风电、垃圾发电等新能源，各种能源形式之间具有较强的互补性，特别是新能源具有波动性的缺陷，需要与其他能源形式尤其是火电进行搭配，形成优势互补，构建动态稳定的能源闭关体系。如现在比较热门的“风光水火储一体化”项目，通过在大基地中建设风电、光伏发电、火电、水电等各类型电站，并相应配备一定的储能，从而实现多能源发电品种互相补充，提升能源利用效率和发展质量。此外，风光大基地建设也是一种很重要的能源建设形式，通过“风电 光伏”并行建设的形式，既可以提升土地利用效率，也可以形成能源互补，将成为未来新能源建设的重要方式之一。

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。

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》

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。

光伏行业发展趋势：

1、光伏产业规模扩大

由于指标下发滞后、价格上涨等原因，导致今年装机预测下调，由年初的55-65GW降至45-55GW。目前我国光伏发电市场储备规模雄厚。据不完全统计，今年各省光伏电站配置规模（包括部分风电）合计89.28GW，已公布大基地规模超过60GW。在国内巨大光伏发电项目储备量推动下，2022年装机量有望超过75GW。

2、光伏产业规范管理趋于严格

光伏作为新能源产业的重要组成部分，近年来在我国得到了快速发展。但由于缺乏统筹规划，产业政策不明晰，准入门槛较低，已出现盲目投资和产能过剩的问题。对此，国家加强了对光伏产业的监管。工信部发布了《光伏制造行业规范条件（2021年本）》，从生产布局与项目设立、工艺技术、资源综合利用及能耗、智能制造和绿色制造、环境保护五个方面对光伏制造行业提出要求。

3、光伏产业向智能升级

2018年4月，工信部、住建部、交通运输部、农业农村部、国家能源局、国务院扶贫办联合发布《智能光伏产业发展行动计划（2018-2020年）》，提出加快提升光伏产业智能制造水平，推动互联网、大数据、人工智能等与光伏产业深度融合，鼓励特色行业智能光伏应用，促进我国光伏产业迈向全球价值链中高端。

光伏产业优势

1、永不枯竭。

2、采集太阳能的地点的地理位置要求不高；相对而言，水电站或风电站对地理位置要求则比较高。

3、建立太阳能发电站所需的时间和成本都比水电站要低。

4、使用太阳能不会造成环境污染，是理想的绿色能源。但原料开采和生产光伏产品过程中也会消耗大量能源和造成污染。

5、适用范围广，就算一般家庭也可以利用太阳能发电。