简说晶硅和薄膜太阳能光伏发电两者的区别及优缺点-建材号

太阳能薄膜发电与光伏发电的区别有：

太阳能薄膜发电在弱光条件也能发电，而光伏发电在弱光条件不能发电；

光伏发电的光电转换效率比薄膜发电的光电转换效率要高；

目前这两点的区别是比较大，其他的区别是体现在薄膜式电池和光伏电池的制作成本和电耗等。

成本、重量的下降以及发电效率的提高，太阳能发电正在渗透各个领域，如农业、建筑业、汽车，甚至是航空领域。像全球领先的薄膜太阳能企业汉能，生产出汉瓦、汉墙、汉路、汉纸、汉包汉伞等多种产品，用户可以在自家屋顶铺设汉瓦，还可以铺设薄膜太阳能发电猪舍、薄膜蔬菜温室大棚、太空卫星发电电池、共享单车发电电池

晶硅太阳能光伏发电是用多晶硅组件，薄膜太阳能发电用双结硅基薄膜组件

一、晶硅太阳能光伏发电优势：

1、1平米的双结硅基薄膜组件输出功率约为78Wp,而相同面积的多晶硅组件的输出功率约在147Wp。

2、除组件外，其他配套产品的成本更低。因晶硅组件的单位面积出功率约为双结硅基薄膜组件的2倍，那么建设同样大小的光伏太阳能发电站，晶硅组件使用的数量约为双结硅基薄膜组件的一半，那么所需要的电气设备和电缆的耗量，在使用晶硅组件的光伏太阳能发电站中比使用双结硅基薄膜组件的要小很多。

3、占地面积更小。建设同样容量的屋顶光伏太阳能发电站，因所需要的晶硅组件的数量要远少于双结硅基薄膜组件，则相应的，使用晶硅组件的屋顶光伏发电站的占地面积比双结硅基薄膜组件要小很多，使得太阳能光伏发电系统成本更优。

4、晶硅组件的结构使得其比双结硅基薄膜组件更易运输。因大型地面光伏太阳能发电站大都建于偏远地区，需经海运、陆运等多种途径才能到达项目现场，在运输过程中，双结硅基薄膜组件（尤其是无边框型的产品）因其自身的玻璃结构，在相同的包装情况下，更易出现碎裂，而晶硅组件很少出现这种情况。

5、便于安装。晶硅组件重量较双结硅基薄膜组件更轻，在安装分布式光伏发电站项目的现场，更容易安装到支架上。

晶硅组件在屋顶光伏太阳能发电站应用中出现的缺陷主要为，在出现遮阴的情况下，容易形成孤岛效应，这将极大的降低整个阵列乃至屋顶太阳能发电站的功率输出。

二、薄膜太阳能发电优势：

双结硅基薄膜组件在光伏太阳能发电站应用中，其主要优势体现在：

1、功率温度系数小。双结硅基薄膜组件的温度系数约为-0.19%/℃，而晶硅组件的温度系数约为-0.44%/℃，说明双结硅基薄膜组件在夏天，热带地区或是沙漠地区的每瓦发电量要略高于晶硅组件。

2、在光照弱或者出现遮阴的情况下，使用双结硅基薄膜组件的光伏电站的发电量要略高于使用晶硅组件建设的分布式屋顶光伏发电站。

两者有以下区别：

1、发电原理不同

薄膜发电，是依靠具有轻、薄、柔特点的薄膜太阳能电池芯片，像英特尔芯片（Intel Inside）一样嵌入各类载体，提供清洁电力，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

2、用途不同

薄膜发电主要用于手机、iPad、背包、帐篷、衣服、特种装备上，或者太阳能汽车，可以在太阳下边行驶边充电，摆脱对充电桩的依赖，光伏发电用于静置的发电装置，如太阳能热水器

3、运用技术不同

薄膜发电用太阳芯片发电，光伏发电用利用半导体界面的光生伏特效应发电

扩展资料：

光伏发电的优缺点

优点

无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现于：

①无枯竭危险；

②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；

④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

⑤能源质量高；

⑥使用者从感情上容易接受；

⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。

缺点

但是，太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点，在现有的条件下，生产国内自己使用的电池板还说的过去，不过大量出口等于污染中国，造福世界了

据统计，生产一块1m×1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤煤，但即使中国最没有效率的火力发电厂也能够用这些煤生产130千瓦时的电（一般一块1mx1.6m的太阳能板一年发电量在250千瓦时以上）——这足够让2.2瓦的发光二极管（LED）灯泡按照每天工作12小时计算发光30年。

①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；

②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。

③目前相对于火力发电，发电机会成本高。

④光伏板制造过程中不环保。

参考资料来源：百度百科-薄膜发电

百度百科-光伏发电

首先，我们需要了解光伏发电技术。将太阳能直接转化为电能的技术是光电技术。光伏发电技术的关键组成部分是太阳能电池，它分为两类，一种是较为成熟的晶体硅电池另一种是新一代的薄膜电池，可以细分为非晶硅电池，碲化铬电池，铜铟镓硒电池和砷化镓电池。所谓的薄膜发电技术是利用薄膜电池将太阳能转化为电能的技术。

薄膜电池有多薄?答案是小于1微米(1微米，1百万分之一米)，小于硅电池厚度的1/100。然而，基于薄膜电池的发展，尺寸和形状可以完全定制，应用空间更广。在讨论薄膜发电的未来之前，有必要研究一下光伏产业的未来前景。传统能源，如石油和煤炭，是不可再生的，但它越来越少，情况越来越明显，传统能源的使用对环境有很大的影响。

对更便宜和更环保的新能源的需求正在增长。光伏发电技术正在逐渐取代传统能源发电，成为一种新的能源。

中国的光伏产业在经历了疯狂的盲目的发展之后，逐渐进入了理性发展的阶段。根据国家能源局发布的光伏产业发展情况，2014年我国光伏产业总体平稳有序发展。

目前，光伏产业仍是世界上的硅发电技术。与晶硅相比，目前薄膜的市场份额不足10%，这是事实。但是看看世界太阳能，目前欧洲和美国最大的太阳能公司，美国总统奥巴马自己比以前的平台第一太阳能做的是薄膜，而不是晶体硅，今天的第一个太阳能，装机容量超过10亿瓦全世界。日本最大的太阳能公司也是一家薄膜太阳能公司，也是壳牌的全资子公司。可以说，美国和日本的太阳能公司的老板们制作电影。

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》。