光伏产业2022年八大发展趋势

当前， 随着化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源,已成为了当今能源结构中一个重要的组成部分。光伏并网发电技术已成为太阳能光电应用的主流。本文以光伏并网发电系统为研究对象,对其进行了详细的分析和研究。首先,本文介绍了课题的研究背景、研究意义、光伏发电的现状与发展情况。并提出了保证光伏并网发电系统正常运行所需的关键技术问题。其次,根据太阳能电池的工作原理分析其工作特性并建立数学模型。逐章对光伏并网发电系统的各种关键技术问题进行了详细的分析与研究,提出具有针对性的解决方案。介绍了最大功率点跟踪原理以及目前常用的几种跟踪方法,通过对这几种常用控制方法的研究对比找出其运行中存在的优缺点,提出了基于模糊／pid双模态的mppt跟踪方法。对光伏并网发电系统的孤岛检测问题进行了较为深入的理论分析和研究,提出基于周期性双向扰动正反馈有源频率漂移法的孤岛主动检测方法,以提高电力终端电网的安全性和供电的可靠性

在“双碳”目标背景下，光伏是一座城市优化能源结构，推动“双碳”建设的重要抓手。

太阳能光伏产业在将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。未来的能源互联网将在现有电网基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。

随着光伏发电等波动性电源比例的提高，要求电源侧具备更大的调节能力，分布式储能将得到普及，主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电，并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网，将是太阳能发电的一种新应用形式，既适用于边远农牧区、海岛供电，也适合联网运行作为电网可控发电单元。

光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。

从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式：

实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测，电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害，实现无人值守的室外光伏电站新形势。

通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。

光热电站信息监测

通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。

光伏电站信息监测

通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。

同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。

以往以节能降碳为主的理念，应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统，这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。

加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置，利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排目标。

采用轻量化三维建模技术， 1：1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中，实现 BIM + GIS 的结合展示。

2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

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》

具体方面，我国太阳能光伏行业虽起步较晚，但发展迅速，尤其是2013年以来，在国家及各地区的政策驱动下，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16.6%。截止至2019年，我国新增光伏并网装机容量达30.1GW，同比下降32%。

累计装机容量方面，据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年，全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，到2018年已经增长至174.46GW。预计2013-2019年，全国光伏发电累计装机容量将有近10倍增长。截止至截至2019年底，累计光伏并网装机量达到204.3GW，同比增长17.1%。

2020年中国光伏行业应用多样化发展机遇

虽然挑战重重，2020年中国光伏也同样面对多样化应用发展的机遇。

1)“首先就是‘光伏+制氢’，可以有效解决光伏发电消纳问题，实现两种新能源之间的有效应用。随着光伏发电和电解水制氢技术的发展，‘光伏+制氢’将成为我国能源安全和能源结构调整的新选择。其次是‘光伏+5G通信’，根据相关规划，随着5G技术的应用普及，国内至少有1438万个基站需要新建或改造。按照各运营商5G规模和数量计算能耗总量，5G基站全网功耗将是4G的4.62倍。光伏发电系统能够有效降低电力基础设施投资，在5G领域的应用发展潜力巨大。”

2)再次，在“光伏+新能源汽车”领域，截至2019年底，我国纯电动车保有量达310万辆，随着光伏充电站、充电桩建设业务逐渐扩大，‘光伏+新能源汽车’应用模式将逐渐普及，这也将给光伏行业带来新的增长点。

3)“最后，在‘光伏+建筑’方面，随着近零能耗、零能耗等更高节能水平绿色建筑逐步应用和普及，以高效、智能化的光伏发电系统作为建筑能源形式的光电建筑将成为越来越多光伏企业差异化发展的契机。

更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

太阳能发电，太阳能LED照明节能减排，实现能源替代，效果显著。经过两年多的实践，人们认识到太阳能热利用是投资少、见效快、经济实用、节能减排，实现我国能源替代的一个好产业，国家也正大力扶持和支持，学校、宾馆、饭店、洗浴中心,广场，农村道路，市政要道等等纷纷建设太阳能照明系统，太阳能发电照明系统的市场存在扩大空间。新农村建设与建筑节能也为太阳能照明的应用推广带来机遇。 我国虽号称世界生产第一大国，但中国太阳能发电LED照明市场不容乐观。伴随着中国太阳能LED照明产业的急速发展，行业内竞争者极剧增加，大量小规模生产企业和无品牌小作坊混杂其中。杂牌企业因为规模小、质量差、服务弱，只能依靠价格战生存，给真正高投入进行产品研发、推广和生产的优秀企业带来困难，进而影响了太阳能LED照明的产业形象，阻碍了太阳能发电LED照明系统的推广使用。目前全国太阳能发电LED照明企业已达5000多家，然而，实际年产值过亿元的企业只有20家，前十名品牌市场份额相加起来也不超过20%。散、乱、差已经成为行业健康发展的瓶颈。

目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。

到2006年底，我国可再生能源利用量总计为2亿吨标准煤（不包括传统方式利用生物质能），约占0.5个百分点，为2010年实现可再生能源占全国一次能源消费总量10%的目标迈出了坚实的一步。目前，我国正在从以下几个方面来推动光伏发电的国内市场发展：一、启动送电到村工程二、在特殊工程上运用光伏发电，如世博会、奥运会等三、在沙漠地区建光伏电站四、动员一些城市启动屋顶计划五、研究制定提高光伏发电竞争力的电价政策（光伏产品90%的出口以及国内市场的缺失，都可能限制中国光伏产业的长远发展。一旦国外光伏产业政策有变或者为保护本国产业采取限制进口的措施，中国近年来大量上马的光伏项目将面临困境）。

a. 太阳能照明的技术创新

LED以低功耗、超常的使用寿命被广泛应用到信号指示、数码显示等弱电领域。然而，由于传统LED光源开光角小，点面积的亮度高，光的散射具有极强的方向性，光源易形成光点，光均匀度不好等因素，束缚了其在照明领域的应用。

通过对传统太阳能照明灯具结构、智能控制器、反光灯角度的更新和技术改进，进行最佳倾斜角设计，使平头和圆头优势互补，从而使其发光更均匀、整体亮度更高、成本更低、更有利于应用推广。

平头LED的柱式和炬式组合光源结构，通过合理控制平头超高亮度白光LED安装倾斜角度，使LED组合光源所发出照明光的均匀度及照度得到大幅提升。该技术不但能使光效加强，而且组合光源耗能仅4W左右，所发出光的亮度可达20W节能灯或40W白炽灯的亮度，可以更有效利用太阳能。只需要12W太阳能电池的容量，12V/24Ah的蓄电池组就能够保证此种LED发光源在5个阴雨天持续有效工作，并且，使用寿命在10万个小时以上，为节能灯的10倍以上。

为路灯领域专门研制的组合发光源——十字型和矩形组合发光源，充分发挥平头LED开光角度大光均匀度好和圆头LED点面积亮度高的优点，使两者取长补短，发挥最大的光效，克服了平头LED点面积亮度不如圆头LED，而圆头LED光均匀度不如平头LED的缺点。

在控制器方面，利用太阳能光电转换技术，实现电能的最大化收集，在电能的储备完成后，蓄电池向发光源提供12V直流电源，使发光源产生6500K的白光。同时，通过精简智能控制器结构，使结构更加简单，故障率更低，为进一步降低成本做好了技术准备。而且，通过检测太阳能电池输出和蓄电池电量，从而确定系统工作状态，实现了整个系统的自动控制和智能管理。

b. 太阳能照明灯具的推广应用

太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其无可比拟的优势得到迅速的推广应用。作为第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域的照明和应用中得到了有效的利用。尤其是在偏远无电地区，太阳能照明灯具更具有广泛的应用前景。

一般人认为，节能灯可节能4/5是伟大的创举，但LED比节能灯还要节能1/4，这是固体光源伟大的革新。除此之外，LED还具有光线质量高，基本上无辐射，可靠耐用，维护费用极为低廉等优势，属于典型的绿色照明光源。

超高亮LED的研制成功，大大地降低了太阳能灯具使用成本，使之达到或接近工频交流电照明系统初装的成本报价，并且具有保护环境、安装简便、操作安全、经济节能等优点。由于LED具有的光效率高，发热量低等优势，已经越来越多地应用在照明领域，并呈现出取代传统照明光源的趋势。

在我国西部，非主干道太阳能路灯、太阳能庭院灯渐成规模。随着太阳能灯具的大力发展，“绿色照明”必将会成为一种必然趋势

节能发电照明下太阳能的机会：

2010年，中国道路照明市场预期达2800多万盏路灯，每年约新增及更换路灯达300-400万盏，呈现出庞大的LED大功率路灯市场。

2011年LED路灯增长约800多万盏，产值达21.5亿美元。随着LED光效的提高与价格的下降而大面积应用，由此LED照明市场需求的潜力将会迸发。

行业背景：LED照明中南市场润含商机无限我国经济建设情况好转，城市化基础建设进程加快,使LED照明产业得到了迅猛发展。中部崛起战略的实施，文明城市创建，将促使湖南经济不断发展，城市基础设施建设不断加快，城市道路照明设施数量大幅剧增

2010年的春季灯饰展共有9个国家和地区的381家商号参展，吸引了22,784名业内买家参观，较2009年增加40%。专区大放光芒大会设置不同专区，以突显灯饰业主要的业务领域，除了LED照明专区及环保照明专区，还有迎合市场对节庆及装饰灯具需求的装饰照明专区，其他专区包括灯饰配件及零件专区，灯饰管理丶设计及技术专区，以及专业照明专区。

太阳能灯展会说明：美国和中国内地是最大的市场，分别占23%及20%份额。春季灯饰展在4月举行，国际买家都在这个采购旺季汇聚亚洲，观摩最新产品，发掘新颖意念。促进资讯交流照明科技持续向前迈进，推动灯饰业蒸蒸日上，业者必须追上业界步伐，留意市场最新动态。加大高效照明产品推广力度，增强居民使用高效照明产品意愿，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用，打造自己的优势品牌已成为我国灯具行业结构调整的重点和灯具行业持续发展的目标。

另外，从技术的角度来说，太阳能充电站既是充电站，也是发电站，也是储能电站，三位一体，看上去很美。但是从商业的角度来说，如果只是经营这三项业务，很可能是长期亏损的。太阳能充电站首先必须是电动自行车、电动摩托车和电动汽车的销售和服务网点，这样才能保证从开始营运就有一定的现金收入。其次，太阳能充电站必须建设咖啡店、杂货店、茶餐厅之类的服务设施，因为充电和维护的时间比加油的时间要长，客户正好利用这段时间休闲购物。因为太阳能充电站既没有汽油和柴油的异味，也没有油库起火的恐惧，来往均是零排放的车辆，如果规划设计和管理得法，它们完全可以成为城市沙漠里的绿洲，成为农村绿洲里的宫殿，成为城乡结合的靓丽风景线。

设想中国的高速公路(甚至非高速的公路)旁建满了太阳能充电站会是一番什么样的景象……，这便是我们梦寐以求的城乡一体化，因为城市延伸到了乡村，而乡村延伸到了城市；这便是我们梦寐以求的低碳经济，因为太阳能充电站完全没有碳排放；这便是我们梦寐以求的拉动内需，因为太阳能充电站的投资与消费都在国内，既不需要出口，也不需要进口；这便是我们梦寐以求的经济结构转型和产业升级，因为太阳能充电站既是高科技，又是服务业，完全没有重复建设和产能过剩的问题；这便是我们梦寐以求的能源安全，因为太阳能不需要进口，不怕索马里海盗，不经过马六甲海峡，也不担心核辐射。

能源供应是制约中国增长和崛起的根本问题，而太阳能是地球的终极能源。与其花几百亿几千亿到塔里木建太阳能电站再花几千亿几万亿许输送到万家亿户，不如花几万亿在全国各地建几百万几千万个太阳能充电站。如果全国能够比较均衡地发展，大家也就不会挤在北京上海深圳几个大城市，把楼价炒到几十万一平米让亿万百姓望楼兴叹毕生戮力为一蜗居而不可得。太阳能充电站是中国人的机会，是中国人投资的机会，就业的机会，改善居住环境和提高消费水平的机会。

2）. 风险研究：

1. 硅原料供应紧张

今天这个行业面临的最重要的问题就是硅原料供应。一年前，在第一份太阳能行业报告中，我们预测对硅原料的强劲需求增长伴随着有限的产能扩张，将导致非常高的硅料价格，以及硅料利用率的迅速提高，在过去的一年里，这个故事变成现实。下面是对供应紧张情况的描述以及这个紧张市场带来的正面和负面影响的仔细分析电子和太阳能两个行业使用的高纯度硅从2009 年的31000 吨增长到2010 年的35000吨左右，这个增长是由电子行业5%的年用量增长和太阳能行业20%的年用量增长推动的。许多太阳能公司要使用大量的硅料，如Evergreen Solar，京磁，茂迪，夏普，SolarWorld，Suntech（无锡尚德）等，如果原料充足，太阳能行业可以消耗更多的原料，因为太阳能终端用户的需求增长远超过目前可得到的硅原料。我们预计明年使用的硅料将增长到39000吨，增长速度仅受限于硅料供应。

2. 太阳能行业硅料用量

供应跟不上飚升的需求的原因是新的硅料生产线（即使是熟地工厂）需要18 到24 个月的建设期，而5000 吨的产能需要2.5 亿到5 亿美元的投资。短期的措施是消除生产薄弱环节，生产线满负荷运作，降低库存。去年以上情况都发生了，但只起到有限的作用。我们的调查显示，全球产量将从2009 年的61000 吨增长到2010 年的65000 吨和2007 年的52000吨（产量和用量之间的差额是约1000 吨废料），总体而言，这些短期措施仅使年供应量增加了12%，如果全部用于太阳能相当于300 兆瓦，虽然这些增长已相当可观，但是它是远远不能满足快速增长的太阳能行业的需求。由于来自太阳能行业的需求增长超过了产能的增长，导致硅料的价格大幅上升，在过去的两年，太阳能级的硅料价格上涨了67%，从2009 年的每公斤24 美元到2010 年的32 美元及今年的40 美元，而2012 年很可能进一步上涨到每公斤50 美元。电子级硅料的价格也跟随同样的上涨步伐（通常电子级硅的成本比太阳能级的硅高10 美元/公斤）。值得指出的是对太阳能级硅料价格的预估超出了我们在去年报告中的预估，同时值得注意的是我们看到价格还有上涨的潜力，因为太阳能和电子公司双方都在继续争夺硅料的供应。

a. 硅料紧张的正面影响

1、促进了上业的利润增长

紧张的硅料市场对这个行业里的公司具有正面的影响，随着科技泡沫的破灭，硅料生产商经历了数年的损失，而如今Hemloack，Wacker，Tokuyama，Rec 和MEMC 等公司正享受一段非常有利可图的时期。两年中，太阳能级和电子级硅料全球平均价格都上涨了大约15美元/公斤，这个结果导致它们的税前利润率从盈亏平衡上升到30%，我们预期2012 年会进一步上升到40%。面对飚升的需求和高涨的价格，所有原料生产商的一致反应是扩大产能。 从硅料的长期展望来看，到2010 年硅料产量将有非常大的增长。根据已经投资和很可能投资的产能扩张计划，我们回首硅料产量从2005 年的32000 吨增长到2006 年的36000 吨，2007 年的42000 吨，2008 年的52000 吨，2009 年的61000 吨，2010 年的65000 吨。2010年的预测中包括中国、台湾和韩国等东亚地区的约10000 吨。

2、减少了中游的价格竞争压力

与硅料短缺对很多太阳能公司是不利的观点相反，我们认为价格上涨对很多公司是一个好消息。在通常情况下，紧张的硅料市场意味着下游的价格竞争在减弱，因为能获取原料比价格更重要。实际影响是，硅原料价格的上涨已传导到整个供应链，在供应链的每个层面都可以看到价格的上涨。我们预计硅料价格从去年的每公斤32 美元上涨到今年的40 美元和2012 年的50 美元，这意味着太阳能电池每瓦的硅料成本在2009 年上升了0.06 美元，2010年上升了0.07 美元。硅料成本的上升已经被硅片、电池片和组件价格的上涨

所抵消，简而言之，硅料价格的上涨对许多太阳能公司都是一个好消息。

3、硅料利用率的持续提高

随着供应紧张和价格上涨，供应商和下游客户都有非常大的动力来提高硅料的使用效率，在整个生产供应链的各个步骤都取得了一定进步。在上游，硅料生产商减少废品率，大型硅料生产商的废品率占整个产量的比重由一年前的10%下降到2010 年的5%。同样，硅锭制造商在利用更多的可循环原料，硅片制造商在切割更薄的硅片并减少切割的损耗，电池片制造商在生产转换效率更高的电池。例如，夏普生产的部分电池的厚度已低于200 微米，2009年行业平均厚度约为300 微米，Sunpower 公司生产的电池的转换效率达到21%，2009年行业平均转换效率为17％。所有这些努力都对减少硅原料的每瓦用量产生了可观的作用，根据众多调查，硅原料的每瓦用料从2009 的12 克减少到2010 年的11克，2012 年将进一步下降到10 克。这等于在相同的硅料用量下2010 年新增了100MW 的产量，2011 年新增了225MW产量（相当于2009 年全年产量的20%）

4、鼓励成本的节约

因为价格竞争有限，任何成本的节约直接增加了利润空间，这产生了减少成本的强大动力。减少成本通常集中在提高硅料的使用效率上，例如减少切割损耗，切出更薄的硅片和提高太阳能电池的转换效率。利润增加的一个事例是，REC 的子公司ScanWafer 生产的硅片约占全球的13%（2009 年为300MW），尽管硅料价格在上涨（ScanWafer 是按市场价从REC 子公司SGS 内部获取硅料的），ScanWafer 的EBIT 利润率从4%提高到13%，增长了3 倍，同样的事例也发生在电池和组件身上（注：中国的企业在组件生产具有巨大的人工成本优势）。在所有中游制造商都在努力大幅降低成本的情况下，我们预期那些没有受到硅料供应紧张影响的公司的利润率，在未来的18 到24 个月将进一步提高。

5、促使市场集中度的提高

可能有一打的中游的优势公司将会从紧张的市场中获益，这包括那些与原料供应商有很强战略关系的大型硅片、电池片和组件公司，如Sharp，SolarWorld，REC，Q－cells，以及那些在硅料使用效率处于行业领先因而能支付较高的硅料价格的公司，如EvergreenSolar，Sunpower，RWE Schott，另外投资扩张于非硅技术的公司如ECD，First Solar，Wurth

也有可能扩大市场份额。总之，我们预期领先的太阳能电池制造商的市场份额在2010 和2011年将继续扩大。

6、促进非晶硅技术的发展

硅料供应紧张和价格上涨促使非晶硅技术的产出在上升，我们预计基于非晶硅技术的太阳能电池的产量将从2009 年的90MW 提高到2010 年的140MW 和2011 年的240MW，这些增长主要来自于CSG－Solar，Fisrt Solar，ECD，Kaneka，Mitsubishi Heavy，Fuji Electric，Antec Solar，Shell，Wurth，Daystar 以及其它公司。

总结：我们对硅料供应自下而上的估算表明，尽管存在原料供应紧张的问题，整个太阳能电池行业在2010 和2011 年产量将持续快速增长，我们预期2012 年产量至少增加0.35GW，从2009 年的1.15GW 增加到1.5GW 以上。这种增长是由硅料产量的增加，硅料库存的减少，硅利用率的提高以及非硅技术的新增部分等几个因素共同促成的。在2010 年，以上因素会促使太阳能电池产量增加到2.0GW。这意味2005 年产量至少增长30%，2006 年至少增长35%。

b. 硅料紧张的负面影响

紧张的硅料市场当然具有负面的作用，尤其是它增加了所有公司的波动和风险。甚至是有可靠原料供应和产能利用率高的公司也可能出现盈利的波动。硅料供应紧张可能造成更高波动和风险的几个原因如下：

1、原料库存水平降低

许多公司的硅原料库存（指多晶硅和硅片）已经降至极低，一家大型电池和组件公司的原料库存从2004 初的50 天下降到只有不到5 天的原料库存。许多小公司根本没有硅料和硅片库存，这些小公司面临缺少原料而被市场挤出的风险，硅料供应商倾向于供给那些他们认为有很大机会生存以及履行长期合约的大客户。很低的原料库存增加了产量和盈利波动的风险，例如台湾茂迪2005 年第一季由于硅片短缺，销售收入月环比出现了9%的负增长（同比则增长了164%）。

2、发生工厂事故的可能

硅料市场的另一个风险来自于硅料工厂可能发生事故，表面看，这种风险是真实存在的，因为为了满足需求，这些工厂都在超负荷运转，几乎没有维护。经管如此，对大型硅料生产商的调查说明，根据历史纪录判断发生大的事故的可能性很小。但是现在，这种风险值得牢记在心，因为它会对中游生产商的产量和利润带来波动。例如，一座年产5000 吨的工厂由于事故关闭了一周，将减少100 吨的硅料供应，相当于8MW 的光伏产量。虽然8MW 只是全球年产量的0.5％，它是夏普月产量的25%，占小公司产量的比例就更高，而小公司可能会因事故而被完全中断原料供应。

3、电子需求的复苏

还有一个风险来自于电子工业需求增长速度的大幅提高。我们预计在2010 和2011 年电子工业硅料用量的年增长率为5%，在目前的订单和电子工业下游增长速率的情况下，大部分被调查者认为这样的用量增长是现实的。但是如果电子产品的需求超过了这个水平，它将会对太阳能行业的硅料供应造成挤压，从而产生更大的波动。

4、传统硅料供应链关系的混乱

传统上，太阳能行业使用的大部分硅都是由硅锭和硅片制造商购买的，这些硅料来自于硅料生产商、再循环的硅料以及电子工业的晶片生产商手中。随着硅料市场变得越来越紧张，下游的公司如电池片公司、组件制造商，甚至零售商和系统安装公司也在与硅料公司联系，期望为他们的上游公司获取硅料。紧张的市场和传统销售渠道的混乱造成快速膨胀的大量客户涌向所有可能的供应商那儿寻找硅料，这个结果产生了人为需求和甚至蜂抢的短缺心理。

5、产能利用率下降

表面上看，太阳能电池产量的增长似乎是强劲的，但是它远远不能满足终端客户的需求以及太阳能生产商的需求，根据调查，全球硅锭、硅片、电池片和组件公司的产能利用率只有70-80%。许多公司的产能利用率更低，例如在中国，硅锭和硅片公司的产能利用率通常低于50%。随着下半年新增产能的释放，这个数值可能会继续下降。显然，低的产能利用率对利润率有很大的冲击。

以上对整个行业是个坏消息，但这只是故事的一部分，因为紧张的硅料市场会给优势企业带来暴利。对硅料产能制约的总结。我们认为在未来两年硅料供应紧张是太阳能行业最主要的风险，如果其中某些公司无法获取足够的原料供应，将会造成盈利增长波动的风险。但是，紧张的硅料市场也有积极的一面，尤其对那些能够成功获取硅料的公司，例如上游企业高额的利润率，减少了中下游企业的竞争，成本节约带来的利润增长，市场集中度的提高等，总体而言，硅料紧张提高了盈利空间但也带来了很大的波动，为了平衡原料供应给公司带来的风险，我们建议投资者对太阳能采取组合投资的方式。

1）集中攻关类

G27)新型高效低成本光伏发电关键技术

研究目标：研制出新型高效低成本光伏电池，突破大型光伏电站设计集成和运行维护关键技术，掌握GW级光伏电站集群控制技术。

研究内容：主要开展包括碲化镉、铜铟镓硒薄膜、硅薄膜等太阳能电池产业化技术研发、大面积柔性硅基薄膜电池组件的规模化生产工艺研发，以及Ⅲ-Ⅴ族化合物电池、铁电-半导体耦合电池及铁电-半导体耦合/晶体硅叠层电池、钙钛矿电池、染料敏化电池、量子点电池、新型叠层电池、硒化锑电池、铜锌锡硫电池等新型电池的研究和探索，着力提高效率和降低成本；研究多类型分布式光伏系统设计集成技术及示范，开展大型光伏电站及光伏发电站集群的设计、控制、运维及并网技术研究。

起止时间：2016-2020年

S20)大型太阳能热发电关键技术研究与示范

研究目标：突破100MW级太阳能热电联供电站关键技术，掌握中高温固体储热技术，实现太阳热发电站的全天候运行。

研究内容：研究大型太阳能热发电及热电联供电站设计技术与关键部件设计制造技术，研究太阳能热电联供高效梯级利用技术，研究大容量熔融盐储热及储热混凝土和储热陶瓷、多模块固体储热系统集成与优化运行技术。

起止时间：2016-2025年

T15)高效、低成本晶体硅电池产业化关键技术研发及应用

研究目标：实现HIT、IBC等电池国产化，晶体硅电池效率≥23%，建成HIT电池和IBC电池的25MW示范生产线。

研究内容：开展低成本晶体硅电池国产化技术攻关，包括关键材料、工艺、装备以及配套辅材的国产化；进行HIT太阳能电池产业示范线关键技术研究和示范，进行IBC电池产业示范线研究，并实现规范化、产业化；掌握产业化高透太阳能电池用玻璃制备技术。

起止时间：2016-2020年

T21)多能互补分布式发电和微网应用推广

研究目标：实现智能化分布式光伏应用、光伏微电网互联、交直流混合微电网以及多能互补微网统一能量管理等的工程示范和推广应用。

研究内容：掌握区域性高比例分布式光伏发电设计集成、直流并网、功率预测及智能化技术，研究微电网内的储能系统及风、光、柴、水、燃气轮机等微电源标准通信交互模型，研发基于微电网标准化信息模型的微电网监控平台，形成典型的微电网网络结构和信息流设计实用范例研究微电网通信网络架构和通信方式，实现微电网标准化、模块化集成。

起止时间：2016-2020年

2）示范试验类

S46)光伏组件用高分子材料开发及应用

研究目标：形成具有自主知识产权的系列光伏用高分子材料制造技术，实现项目产品在光伏发电上大规模应用。

研究内容：研究耐老化、耐紫外的功能聚酯切片合成配方及工艺；研究模块化功能（抗老化、抗紫外、导热、阻燃等）薄膜相关配方与工艺，研发新一代光伏背板基膜材料；研究PVB合成及胶膜工艺、聚苯醚改性配方、支架高分子材料改性等；开发包括多种功能聚酯切片、组装式功能背板薄膜及其制造技术、PVB及其胶膜材料（替代进口）、光伏电池的长寿命接线盒材料、光伏电池模组支架专用材料，形成具有自主知识产权的系列光伏用高分子材料制造技术，实现项目产品在光伏发电上大规模应用。

起止时间：2016-2020年

S47)晶硅太阳能电池的银电极浆料技术

研究目标：研制出印刷性能优良、低欧姆接触界面、可焊性好和附着力强的银电极浆料，形成产业化示范，替代银电极浆料进口。

研究内容：研究银电极浆料流变性能和电极/晶硅界面特性、产业化生产技术与品质控制技术，研制出印刷性能优良、低欧姆接触界面、可焊性好和附着力强的银电极浆料，降低晶硅太阳能电池组件生产成本；研究大绒面制备及抛光添加剂并进行示范应用；研究硅基低温银浆的原理、配方设计与应用性能评估，获得高性能低温银浆的配方，形成产业示范。

起止时间：2016-2020年

可以从事光伏组件的生产，光伏系统的设计与安装，光伏系统的维护与管理，光伏系统的营销相关的工作，具体内容如下：

光伏发电技术就业方向

1.光伏组件的生产：

太阳电池的组装生产、设备维修、质量管理、生产工艺管理、进度管理、光伏电池组件选型等。

2.光伏系统的设计与安装：

对太阳能资源及相关数据进行分析、评估及光伏电站选址分析，光伏系统的设计、光伏系统相关的元件与材料的选择、光伏系统的安装与调试。

3.光伏系统的维护与管理：

光伏系统的运行、数据的采集；光伏组件的正常保养工作；电气元件的正常检测与保养工作，解决光伏电站运营中遇到的相关技术问题。

4.光伏系统的营销：

光伏组件的采购与销售；光伏系统的销售；光伏产品的跟踪调查。

光伏发电技术发展前景

光伏电源技术的发展带动了全世界能源结构的改变，天津是我国北方最大的综合性制造业基地和港口城市，是国际制造业产业转移在我国的理想目的地之一，天津的发展面临着融入跨国公司的全球分工体系的历史机遇，能源需求将不断扩大，对于光伏电源相关专业人才的需求也在同步增加。

目前来说 太阳能光伏的技术研发 主要集中在太阳能电池组件

包括晶体硅组件 非晶硅组件 以及化合物组件

就目前量产的情况来说 晶体硅的效率最高 电池片效率可达到18%以上（实验室效率不做为准）

化合物薄膜电池为新的研发热点 他具有成本低 弱光适应性强等优点 如碲化镉太阳电池、砷化镓太阳电池、铜铟硒太阳电池等，效率已接近晶体硅水平，发展前景不错

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