光伏发电技术就业方向和前景

全球补贴接近尾声，2017全球新增装机量预计下行。目前来看，全球范围内政府补贴的大周期，已经开始逐渐接近尾声了。从2002年到2016年，以德国、日本、西班牙、意大利为代表的传统市场补贴下滑。2017年开始，中美日这三大市场也开始收缩补贴力度，需求预计将下滑，而新兴市场的增长体量目前尚不足以跟这三大市场抗衡。

巴黎协议生效，将进一步拉动光伏产能扩张。《巴黎气候协议》(ParisAgreement)在2016年11月正式生效，有超过200个国家共同参与，生效后，签署国将开始按协议制定和执行温室气体减排计划，德国已宣布将在2022年前关闭国内所有核电站。巴黎协议将带来大量的可再生能源、清洁能源的投资需求，而光伏作为最自然的选择，将成为各国政府替代不可再生能源的最有效手段之一。一旦各国政府采取行动，遵循巴黎协议的承诺，光伏的产能扩张势在必行，而这类扩张，将在2017年开始体现。

市场价格将持续走低，供应链利润下滑。随着竞争的加剧以及成本的下滑，2017年光伏产品报价将持续走低，前瞻产业研究院预测组件市场均价可能由2017年初的US$0.38/W，跌至年底仅剩US$0.33/W。在此价格下，不仅中上游厂商将面临极大亏损，一线组件厂也难维持过去15%以上的毛利润区间，整体而言2017太阳能供应链由上至下利润都将低于2016年。

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。

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。据悉，2021年国内光伏将正式进入平价上网阶段，产业规模将持续扩大。此外，目前国家能源局已经提出了“2021年我国风电、太阳能发电合计新增1.2亿千瓦”的目标。未来，在多重利好影响下，我国光伏产业将稳步发展，产业链布局进一步完善，投资机会频现。

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》。

人们运用太阳能的历史时间能够上溯到人类的起源时期。在地球变暖、人们绿色生态环境恶化、不可再生能源资源短缺并导致环境污染的局势下，光伏发电在全球范围之内遭受十分重视，发展趋势迅速。从长期看，光伏发电终究会以分散型开关电源进到电力系统，并部份替代不可再生能源；从最近看，光伏发电能够做为不可再生能源的填补，处理独特主要用途和偏远没电地域民用型日常生活用电需求，从生态环境保护及新能源发展战略上面具备巨大的含义。我们今天就来讨论一下中国光伏发电的现状以及市场前景。

光伏发电具备很多特点，可以信赖、无噪音、零污染，动能到处可获得，不会受到地域限制，不需要耗费然料，无机械设备旋转构件，设备故障率低，维护保养简单，能够无人化，建网站周期时间短，经营规模尺寸随便，不用搭建电力线路，能够便捷与房屋建筑紧密结合等。这种优势全是基本发电量和别的发电方式所不可以及的。

现阶段中国的光伏发电销售市场主要运用于偏远地区乡村电气自动化、通讯和工业应用及其太阳能光伏发电产品，包含太阳能道路路灯、地埋灯、太阳能交通指示灯及其太阳能景观亮化等。因为费用非常高，投运光伏发电现阶段还处在示范性环节。

在我国的光伏发电虽无法摆脱国家补贴存活，但行业发展前景已见转好：发电成本降低、行业利润提高以致政府部门顺应环境污染而发布的新能源政策。中国上半年度光伏发电装机量为773亿千瓦，同期相比急升1.33倍。但与国家能源局定下全年度装机量总体目标1,780亿千瓦的43%。如果后半年要合格，寓意后半年装机量将逾1,000亿千瓦，同期相比急增近四成，有益光伏产业。

中国制定了光伏发电近远期建设规划，由于传统式不可再生能源的资源贫乏，可再生资源的耗费比例逐年增加，光伏发电的比例也是提升快速。依据整体规划预测分析，到2050年中国的光伏装机做到2000GW，发电量达2600TWh，占全国各地总发电能力的26%。伴随着当代生产工艺的提升，光伏发电的转换效率将逐渐增强，发电成本可能大幅降低，以致于光伏发电的价钱在一定程度上面小于基本电费。

尽管现阶段光伏产业遭遇一些问题，但中国新能源产业的发展趋势总体积极主动稳步发展。现阶段国家能源局已经编写光伏发电十三五规划，促进政府补贴兑付，推动科技进步及产业结构升级，这些都将为光伏产业的未来发展助推。

行业主要企业：东方日升(300118)、隆基股份(601012)、中利集团(002309)、正泰电器(601877)、晶科科技(601778)、拓日新能(002218)、中环股份(002129)、太阳能(000591)

本文核心数据：全球光伏发电累计装机量、全球光伏发电年装机量、光伏发电装机量区域分布

2020年全球光伏累计装机容量破70万MW

在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。《巴黎协定》在2016年11月4日生效，凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心，太阳能光伏技术作为绿色能源中的一种，也受到了世界各国的大力支持。

根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示，2010-2020年全球光伏累计装机容量维持稳定上升趋势，2020年为707494MW，较2019年增长21.8%，预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。

单年光伏新增装机容量突破12万MW

根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示，2011-2020年全球光伏新增装机容量维持上升趋势，2020年新增装机容量为126735MW，较2019年增长29.9%，预计未来一段时间还会继续维持增长趋势。

累计装机量：亚洲、中国市场领衔全球

根据国际可再生能源机构(IRENA)数据显示，2020年全球光伏累计安装容量市场份额主要来自于亚洲，亚洲累计安装容量为406283MW，占比为57.43%。欧洲累计安装容量为161145

MW，占比为22.78%北美累计安装容量为82768 MW，占比为11.70%。

从国家来看，2020年世界主要光伏发电国家累计装机容量中前三分别为：中国、美国、日本。合计占比达到55.78%，其中中国占全球比重为35.88%。

年度装机量：亚洲占比超60%

2020年全球光伏新增安装容量市场份额主要来自于亚洲，亚洲新增安装容量为77730MW，占比为61.33%。欧洲新增安装容量为20826MW，占比为16.43%北美新增安装容量为16108MW，占比为12.71%。

从国家来看，2020年新增装机容量国家中前三分别为：中国、美国和越南。合计占比达到59.77%，其中中国占全球比重为38.87%。

总体来说，全球亚洲与中国市场在全球光伏发电装机量方面具有领先地位。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

一,小型发电设备

（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；

（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；

（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

四、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

五、家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

六、光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。 七、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。

八、其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；（2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统；（3）海水淡化设备供电；（4）卫星、航天器、空间太阳能电站等。