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太阳能光伏发电技术的发展趋势

欣慰的翅膀
现实的歌曲
2022-12-28 05:36:33

太阳能光伏发电技术的发展趋势

最佳答案
灵巧的西装
舒适的自行车
2026-05-10 23:11:05

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》

最新回答
老迟到的鲜花
开放的鸭子
2026-05-10 23:11:05

太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此,与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比, 太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术。

太阳能光伏发电项目建设的必要性和意义

中国的环境现状和发展趋势大规模、无节制地开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭,而且造成日益严重的环境问题。过度的排放日益引起全球关注,解决这些问题已不再是各国自身的事情,控制和减少排放已经成为全球各国的目标和义务,责任的分担已经成为各国政府讨价还价的政治问题。

随着全球能耗的快速增长,环境将进一步恶化,减排的纷争将更加激烈。

我国目前的能源将近 70%由煤炭供给,这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、 运输和燃烧,对我国的环境已经造成了极大的破坏。初步估算煤炭发电

造成的污染的经济损失以及由此引致的环境污染治理成本高达 1606 亿元。

大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的 必然选择。我们的环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了,再不加大清洁能源和可再生能源的份额,我国的经济和社会发展就将被迫减速。

鳗鱼柚子
健康的火车
2026-05-10 23:11:05
我国光伏产业不仅长期面临原料在外、市场在外的问题,制造业的关键设备依赖度也较高。太阳能电池生产的关键设备绝大部分来自国外供应商,进口设备费用约占企业设备费用的80%。

在原料方面,我国多晶硅进口占总需求的50%以上。大多数多晶硅生产电耗目前在190千瓦时/千克以上,单位成本并不具备很强的市场竞争力。硅锭、硅片产业对上游多晶硅的依赖,导致部分企业开工不足。归根到底可以归结为一个原因--缺乏自主核心技术。中国公司研发投入占营业额的比例远远落后于发达国家。尚德在国内企业中研发投入比例最高,但是也只有0.8%,发达国家最低的比例是1.4%。中国的专利申请更多的集中在硅片、硅锭的制造上面。日本及欧美国家的太阳能专利一半以上集中在太阳能光伏材料领域,而我国专利在相关技术领域只占1/3。中国在高纯硅领域的专利申请远远落后于发达国家,很难占据技术领先地位。

在市场方面,中国太阳能光伏产品90%都是出口,只有10%是国内市场需求。市场的缺失直接导致我国光伏企业无法参与规则、标准的制定。我国光伏产品进入欧美市场,必须将样品送到欧美进行美国的UL标准或欧盟的IEC标准认证。此过程耗时长达10个月甚至一年。标准的修订与更新国内企业只能被动接受,欧美光伏企业在国内销售则无须任何认证,间接削弱了国内企业的竞争力。缺乏市场的另一危害是国际市场的任何变动都能够直接影响到我国的整个光伏产业。

紧张的果汁
过时的大山
2026-05-10 23:11:05

•1839年,19岁的法国贝克勒尔做物理实验时.发现在导电液中的两种金属电极用光照射时,电流会加强,从而发现了”光生伏打效应”;

•1930年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳能电池“,使太阳能变成电能;

•1932年,奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳能电池;

•1941年,奥尔在硅上发现光伏效应;

•1954年5月,美国贝尔实验室恰宾、富勒和皮尔松开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池,这是世界上第一个有实用价值的太阳能电池。同年,威克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了太阳能电池。太阳光能转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。

帅气的篮球
能干的钢笔
2026-05-10 23:11:05
首先,2016年12月26日发改委发布《国家发展改革委关于调整光伏发电陆上风电报告上网电价的通知》,规定分布式光伏电价补贴将维持在0.42元/千瓦时不变。《太阳能发展“十三五”规划》提到,计划到2020年实现太阳能发电装机容量110GW以上,其中光热发展目标5GW,光伏电站为45GW,分布式光伏为60GW。

不仅如此,日前,金砖国家领导人第九次会晤在中国福建厦门市举办!金砖国家新开发银行首批贷款支持上海光伏电站建设。为中国上海临港弘博新能源发展有限公司提供以人民币计价的100MW的太阳能屋顶发电项目贷款,约合8100万美元,该项目可减少排放二氧化碳7.3万吨。

除了政府相关部门正向出台政策鼓励,同时电商企业也相继入场。

2017年3月2号,亚马逊将把自家仓库屋顶变成太阳能发电站。亚马逊宣布,公司计划今年在旗下15个物流配送中心安装太阳能面板,这将能提供41MW的电力。

2017年3月10号,京东联手北控力挺光伏扶贫,建800MW分布式电站!京东集团拥有庞大的自建物流体系,武汉物流园单体规模占地就达6000亩,其在国内100个主要城市已建成及待建物流园面积达800万平方米。

2017年6月8日,王石以世界自然基金会(WWF)中国执行理事长的身份与京东签署战略合作协议,京东宣布将率先在国内电商企业中建设“分布式光伏能源体系”,该体系将在节能环保方面发挥重大作用。

巨力新能源是中国巨力集团旗下A股上市企业,拥有50多项国家发明专利和实用新型专利认证,ISO国际质量认证,国际出口CE/CQC/PV CYCLE等认证,标准化高质量施工安装流程,完善的售后维护保养体系,巨力太阳能光伏组件、生产线均从西班牙,美国进口,世界先进的全自动生产设备、技术与成熟工艺,生产效率高,精度强,质量无可挑剔!

太阳能发电的优点:

1:太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,足够目前全球能源需求的1万倍,只要在全球4%的沙漠安装太阳能就可以满足全球需要,

2安全可靠,不受能源危机和燃料市场不稳定的冲击

3:太阳能处处可得到,不必远距离运输,避免长距离输电线路的损失

4 :不用燃料,运行成本很低

5:太阳能发电没有运动部件不易损坏,维护简单

6:太阳能发电过程中不易产生污染废弃物,是理想的清洁能源

7:太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵,避免浪费

缺点:

1:地面应用时有间歇性,在晚上或阴雨天不能或很少发电

2:能量密度低,一般情况下,每平方米,太阳强度为1000W/m2

3:目前价格较高,为常规电价的5-15倍

4:制造过程会产生污染

大力的鸭子
明亮的战斗机
2026-05-10 23:11:05
中国目前已成为全球太阳能光伏产品第一制造大国。然而,核心技术依赖进口,产品销售主要依靠出口。这种"两头在外"的产销模式,在一定程度上制约了我国太阳能光伏产业的进一步发展--- 在全球发展低碳、绿色经济的时代背景下,具有无污染、可持续、能源总量大等优点的太阳能光伏产业已逐渐登上世界能源舞台。尤其是近几年来,随着太阳能发电技术的日新月异,各种太阳能光伏产品犹如雨后春笋般冒出:从太阳能路灯到太阳能并网发电,从MP3播放器到太阳能汽车……太阳能光伏发电时代已经向我们走来。据相关预测,2030年,太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比将达到10%以上;到21世纪末,太阳能光伏发电所占比率将更高,预计会突破60%。这些数字足以描绘出太阳能光伏产业未来广阔的发展前景。面对时代机遇,世界各国纷纷制定光伏产业发展计划,我国的光伏产业也在国内外市场的推动下经历了爆发式的成长过程。2009年,我国光伏电池产量已占到全球总产量的40%,成为名副其实的光伏产品制造第一大国,并涌现出一些像尚德电力、赛维LDK等一批国际性的太阳能光伏产业巨头。同时,在知识产权方面,我国太阳能光伏产业也结出硕果:据统计,1990年至2009年,在太阳能光伏领域,我国共申请相关专利4400多件,仅次于日本,居全球第二位。然而,记者在深入采访中了解到,虽然我国专利申请总量较为可观,但光伏领域中的一些核心技术,大都集中在以佳能株式会社、精工爱普生株式会社、三洋电机株式会社为代表的国外企业手中。尤其是在多晶硅主流技术方面,我国仍与这些企业存在一定差距。核心技术依赖进口,产品销售都主要出口,这种“两头在外”的模式在一定程度上制约了我国光伏产业的进一步发展。对此,有专家建议,我国应在做好产业整体规划的同时,提高自主创新能力,充分发挥科研院校和企业的优势,围绕多晶硅提纯、晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池等重大关键技术进行联合攻关,逐步突破技术壁垒,形成产业竞争优势,从而确保我国光伏产业的可持续发展。 现象 发展强劲,品牌崛起专家:中国已成全球太阳能光伏第一制造大国 “上世纪90年代后期,太阳能光伏发电应用受到各国的重视。先是美国、日本等国家纷纷制定本国太阳能光伏发展计划,之后德国、西班牙等国家也出台了一系列政策法规,在一定程度上刺激了太阳能光伏产品的需求,形成了广阔的市场空间。”中华新能源动力与储能委员会研究员李雷在接受中国知识产权报记者采访时说。在国内外市场需求的带动下,我国太阳能光伏产业开始迅速发展,尤其是近几年来,产业链日趋完善,规模产量日渐庞大。据业内人士介绍,2009年,我国光伏产量已达到4100兆瓦,稳居世界首位;其中,太阳能光伏电池的产量占到全球总产量的40%,远远超过日本、美国、欧洲等国家和地区。此外,多晶硅、硅片、太阳能电池组件的产能分别占全球总产能的25%、65%和61%。目前,我国已成为名副其实的全球太阳能光伏第一制造大国。据了解,太阳能光伏电池是光伏产业链中最重要的环节,目前世界上有90%以上的光伏电池是以单晶硅或多晶硅为原材料生产出来的。“白天具有太阳能电池功能的太阳能接受板收集太阳光,并把阳光辐射转化为电能储存起来,晚上或待需要时再释放电能供人们利用,这就是光伏发电的一个简单过程,其中太阳能电池起了至关重要的作用。”英利能源有限公司工作人员于洋告诉记者。在太阳能光伏产业的产能规模逐渐增长的同时,我国出台了一系列有利于光伏产业应用的政策,如《可再生能源法》和《可再生能源中长期规划》,从法律和战略层面对我国太阳能光伏产业的整体发展规划作出了明确的规定。在一系列利好政策的引导下,我国光伏产业的应用市场也开始迅速扩张。据统计,2009年,我国的装机容量已达到350兆瓦,2010年预计将超过500兆瓦。国内外市场需求的刺激,使我国越来越多的企业投身到光伏产业链中,并涌现出一批如尚德电力、赛维LDK、天威英利等在行业内知名度较高的太阳能光伏企业。据了解,目前在全球太阳能电池10强企业中,中国企业占据了4位。其中,仅尚德电力一家企业,2010年就为全球新增太阳能光伏产品1500兆瓦。

  发展 知识力量倍受重视,专利申请全面开花专家:自主知识产权为企业不断开拓市场保驾护航 “光伏产业巨大的发展前景吸引了我国众多企业的加入,但是随着市场的成熟、行业门槛标准的提高,如果企业缺乏自主知识产权、技术不过关,将难以在光伏领域长久发展。”赛维LDK技术研究院主任蒋荣华在接受中国知识产权报记者采访时如是说。事实上,我国很多光伏企业已经意识到了这一点,他们在发展壮大的同时,不断加强研发力度,提高自主创新能力,一些企业已成功积累了一批拥有自主知识产权的技术。尚德电力是我国较早进入光伏产业的企业之一,目前主要从事晶体硅太阳能电池、组件以及光伏发电系统等产品的研发、制造与销售。据尚德电力公关事务部张建敏介绍,尚德电力一直坚持崇尚科技、持续创新的理念,每年将销售收入的3%用于新技术、新材料、新装备的技术研发。截至2010年10月,尚德电力已在国内外申请专利240多件,其中多数为发明专利,涉及领域包括晶体硅太阳电池、太阳电池组件、光伏发电系统等多个核心技术领域。赛维LDK也是目前全世界规模最大的太阳能硅片生产企业,通过多年的自主研发,已在光伏产业多个技术领域填补了国内外技术空白。“截至2010年11月,赛维LDK已在中国申请专利62件,其中发明专利有43件;同时,在美国、欧洲、日本等国家和地区也通过《专利合作条约》递交了PCT专利申请。”蒋荣华告诉记者,专利不仅帮助企业更好地开拓了国内外市场,同时也加强了企业的核心竞争力。据北京知识立方科技有限公司专利分析服务中心(下称知立方专利中心)主任赵栋介绍,通过德温特世界专利索引数据库(DWPI)检索太阳能光伏领域相关专利后发现,1990年至2009年,我国光伏产业领域的企业共申请相关专利4400多件,仅次于日本,居全球第二位。比美国、德国分别高出了1%和5%。 问题 关键技术依赖进口,产品市场90%在国外专家:“两头在外”,中国仍处全球光伏产业价值链中端 近年来,虽然我国太阳能光伏技术和光伏产业发展迅猛,并积累了一定数量的专利,但核心技术专利较少。据了解,太阳能光伏核心技术领域涉及把辐射能转换为电能,通过辐射进行电能控制的半导体器件,专门用于制造、处理半导体器件的方法或设备等方面。记者从知立方专利中心提供的一份专利分析报告中了解到,截至2010年11月,在我国申请的H01L03专利权人排名中,佳能株式会社以141件专利申请遥遥领先,明显多于其他申请人;其次是夏普株式会社121件、三洋电机株式会社108件、半导体能源研究所株式会社89件、中国科学院上海技术物理研究所84件。在排名前10位的专利权人中,还有3位来自中国的专利权人:中国科学院半导体研究所、常州天合光能有限公司和南开大学,他们在该领域的专利申请量分别是75件、66件和60件。“国外企业在我国光伏技术核心专利领域具有明显的优势。”赵栋向记者坦言,虽然近年来我国科研院校和企业已加大在该领域的研发力度,但与国外企业仍存在一定差距;而且我国在该领域的专利大户多为科研院校,产业化水平相对较低。此外,国内企业还没有掌握太阳能电池所需要的多晶硅技术,尤其是多晶硅提纯技术方面,我国还存在一定差距。“多晶硅主流技术掌握在以德国瓦克公司为代表的国外企业手中,目前国内多数企业的多晶硅技术都是从俄罗斯引进的。”李雷告诉记者,目前美国、日本等国家垄断了全球多晶硅料的供应,中国企业从国外购买硅料后,在国内加工成硅片、太阳能电池,最后组件封装后再出口。“原料、核心技术依赖进口,产品市场销售90%又在国外,这种‘两头在外’的模式使国内一些光伏企业承担了多晶硅生产中高污染、高耗能的后端生产环节,导致企业抗风险能力较弱、生产太阳能光伏电池的成本很高,这都直接影响了我国光伏产业的生命力。”尚德电力董事长兼CEO施正荣博士在接受中国知识产权报记者采访时表示,中国企业尚处于全球光伏产业价值链的中端,离光伏产业强国还有一段路要走。 建议 做好产业发展规划,提升自主创新能力专家:联合攻关突破技术壁垒,提高专利申请的质量 核心专利的缺失在一定程度上制约了我国光伏产业的发展,因此突破技术瓶颈已成为各方共识。据了解,在我国即将出台的“十二五”规划中,太阳能发电被明确列为新兴产业中重点发展的新能源领域。而在我国的“973”、“863”科技支撑计划中也围绕光伏电池材料、光伏电池、并网光伏电站等关键领域部署了一系列重大项目,并进行重点支持。李雷认为,国家相关部门应整合力量,发挥科研院校和企业的优势,就多晶硅提纯、晶体太阳能电池、薄膜太阳能电池等重大关键技术进行联合攻关,逐步突破技术壁垒,形成产业竞争优势,从而确保整个产业健康发展。“企业应充分利用专利信息,通过专利申请趋势来分析太阳能光伏领域的技术发展方向。我国相关政府部门和企业也应积极采取措施,调整技术创新的重点和方向,从而加强相关领域技术研发力度,提高专利申请的质量。”赵栋告诉记者。同时,针对目前国内大多数多晶硅企业从国外引进技术的情况,李雷表示,一方面企业在引进技术的同时要做好消化、吸收和本土化再创新,以防企业发展命脉被别人所掌握。另一方面,国家相关部门也应就一些关键技术和产品参数出台相关标准,逐步加强我国标准体系建设。此外,针对我国光伏产业链发展不太平衡的状况,如多数企业集中在产业链中间环节,上游硅料生产缺乏核心技术,李雷认为,光伏产业需要一个科学的、符合产业发展现状和规律的规划。因此,国家相关部门应结合业内行业组织,开展较为全面的行业调查,并出台发展规划和激励政策,引导产业可持续发展。据了解,早在上世纪90年代,美国、日本、德国等国家就从政策、法律法规和战略方面对太阳能光伏产业给予扶持。其中,德国就通过立法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展。随后,西班牙、意大利等国家也纷纷制定了本国光伏产业发展计划,并出台相关政策对光伏电池进行补贴。对此,李雷建议,我国相关部门应联合推进光伏发电规模化应用,积极推进光伏发电示范工程的建设,加大示范工程的补贴力度,从而不断扩大我国光伏发电应用市场,并形成持续稳定的市场需求。