本文來源：時代財經 作者：張汀雯
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在晝夜溫差大、沙塵暴多發的西北地區，我國首座10kW太陽能光伏電站於1983年在此處的甘肅省榆中縣園子鄉小岔村建立。
彼時的中國光伏產業剛剛萌芽，裝置產線等都依賴進口。歷經歲月的洗禮，這座電站依然在穩定執行，發電功率保持在7kW，展現了光伏產品的可靠性和長效性。
這41年間，光伏產業以其清潔、可再生的特點，成為了21世紀能源革命的主要角色，以及全球能源轉型的關鍵力量。中國光伏產業也幾經沉浮，穿越多個週期，從亦步亦趨到全面領先，總產值從2008年的1600億元飆升至2023年的超過1.75萬億元，並建立起全球領先的完整產業鏈，成為名副其實的“中國名片”，助力全球能源結構轉型。
當下，中國光伏產業再次面對週期低谷的考驗，得益於行業自律共識的達成，光伏產業正在穩步復甦，再次展現昂揚向上的姿態。
將陽光用到極致
如何將陽光用到極致？是自太陽能發電技術被人類掌握以來的核心命題。
科學家和工程師們不斷探索更高效的光電轉換材料和工藝。從最初的多晶矽電池，到單晶矽電池，再到薄膜電池，技術的每一次進步都帶來了成本的降低和效率的提升。
21世紀初，歐洲國家主導了光伏市場，中國則以勞動力成本優勢開始承接光伏產品的製造環節。彼時，中國企業依賴進口的多晶矽原料，透過引進國外技術，逐步建立起光伏電池生產線。
隨著技術的進步，中國科研人員在單晶矽技術上實現了突破。單晶矽電池因其更高的光電轉換效率成為市場的新寵，度電成本也隨之降低。正是這一時期，透過不斷最佳化單晶矽的生產工藝，使得中國光伏產品在國際市場上開始佔據一席之地。
萬創投行研究院院長段志強告訴時代財經，2009年左右曾經投建過一個總投資2億元的光伏電站，雖然當時海拔和施工條件等因素增加了成本，但相對現在的價格可以說非常高昂。“十年間，光伏的度電成本大約從每瓦0.7美元降到了現在的幾毛錢。”
據中國光伏行業協會估算，2023年，全資模型下地面光伏電站在1800小時、1500小時、1200小時、1000小時等效利用小時數的LOCE（每度電的發電成本）分別為0.15元/kwh、0.18元/kwh、0.23元/kwh、0.27元/kwh。
2023年，光伏元件價格較2022年下降近50%，光伏裝機成本大幅下降，且N型元件有3%~8%的發電量增益，全國絕大部分地區光伏發電度電成本已實現低於0.2元/kWh。
光伏度電成本的大幅下降與技術進步密不可分。十年前，光伏發電的轉換效率只有14%~15%，2023年的主流技術可以達到24%~25%。而中國光伏元件廠商們還未止步，仍在大力投入研發，為將陽光用到極致，繼續降低度電成本而努力。我國高效晶體矽、鈣鈦礦等光伏電池技術轉換效率多次重新整理世界紀錄，量產先進晶體矽光伏電池轉換效率超過25%。
近期，10月23日，隆基綠能自主研發的HPBC 2.0元件效率達到25.40%；10月20日，位於天合光能的光伏科學與技術全國重點實驗室宣佈，其自主研發的高效N型i-TOPCon電池，最高電池效率達到25.90%。
在技術的引領下，中國光伏從原材料、裝置、市場“三頭在外”，到逐漸擺脫對外依賴、多次重新整理世界紀錄。而在“刷效率”的熱潮下，技術迭代的速度也在不斷加快，目前，N型電池已成為市場的主流，異質結、鈣鈦礦等新一代路線也成為中國光伏企業探索的重要方向。
段志強向時代財經表示，N型電池片的主流地位已經毋庸置疑了。光伏所追求的終極理念還是度電成本的問題，這就會受到光電轉換效率和製備成本的影響。同時，電池的壽命和尺寸也是重要的考量因素。
“理想的產品應該是長壽命、效率優異、且製備成本低的，並且尺寸能夠適應多種應用場景。按這個標準衡量，目前N型電池相對P型電池更能滿足這些要求。異質結電池片因其更薄的厚度、節省成本、高效率以及良好的尺寸和使用壽命而受到青睞。鈣鈦礦電池以其高理論光電轉換效率而備受關注，尤其是疊層技術，相較於傳統晶矽電池，轉換效率有顯著提升。”
技術革新進行時
技術進步是推動光伏行業前行的關鍵因素，儘管當下產業鏈面臨供需倒掛的困境，但技術發展仍直接影響著光伏發電的經濟性和在全球能源市場中的競爭力，行業對新一代光伏技術的探索和研發始終未曾止步。
目前頭部元件廠商中，隆基綠能晶矽-鈣鈦礦疊層電池轉換效率已突破34.60%，商業化M6尺寸的晶矽-鈣鈦礦疊層電池權威認證效率達到30.10%；天合光能的大尺寸兩端疊層電池效率達到29%以上，量產尺寸HJT電池轉換效率達到26.50%，銀耗降至9.0mg/W以下；晶科能源基於N型TOPCon的鈣鈦礦疊層電池轉化效率達到33.24%；通威股份的鈣鈦礦-晶矽疊層電池效率最高達到33.08%。
段志強向時代財經指出，“相對晶矽電池，異質結和鈣鈦礦在弱光條件下的效能更為突出，即在光照強度較低時，元件的發電能力相對更強。因此它們在早晨、傍晚、多雲等時間段都能保持良好的發電效果，可以在一定程度上減少電網負荷的衝擊。從應用場景來看，異質結和鈣鈦礦能更好的適應光伏一體化建築的需求，不像晶矽產品那樣對形狀有嚴苛的要求。同時，它們的弱光效能也有利於在日照角度不佳的建築外立面使用。”
“然而，異質結電池還需逐步降低成本；而鈣鈦礦的主要挑戰在於壽命和尺寸，尤其是大尺寸的實現較為困難。晶矽電池已經充分經歷了時間的考驗，但作為新興產品的鈣鈦礦尚未在電站中得到長時間的使用驗證”，段志強進一步指出。
與此同時，中國研究者們正在光伏技術領域不斷取得突破性進展。今年10月，針對鈣鈦礦太陽能電池高溫工作條件下執行穩定性差這一領域難題，南開大學化學學院教授袁明鑑與加拿大多倫多大學教授Edward H.Sargent合作展開深入研究，成功製備出兼具高能量轉換效率與高執行穩定性的鈣鈦礦太陽能電池器件，標誌新一代光伏技術取得重大突破。
袁明鑑帶領研究團隊結合理論預測，發展了一種具有更高熱穩定性的合金鈣鈦礦製備策略，該策略徹底解決FACsPbI3鈣鈦礦薄膜組分不均一的問題。袁明鑑表示，目前研究團隊正透過校企合作，積極推進符合產業化需求的高效能鈣鈦礦太陽能電池模組的研發，力求儘快推動研究成果的實際應用與產業化落地。
這一成就與今年6月釋出的《光伏產業專利發展年度報告（2024）》中提到的中國光伏產業的快速發展和技術創新活躍度相呼應。
報告指出，近年來，我國光伏產業規模快速擴張、技術水平持續進步，創新成果不斷湧現，截至2023年12月31日，我國光伏產業專利申請總量累計為16.80萬件，有效專利量為7.30萬件，有效發明專利量為2.20萬件，均位居全球首位，我國成為推動全球產業創新的重要一極，為全球光伏技術進步貢獻了中國力量。
當前我國光伏產業已建成包括裝置、生產輔材輔料以及相關平衡部件、檢測認證服務等在內的完整產業鏈，覆蓋從矽料生產、矽片加工、電池片及元件製造到檢測裝置、模擬器等全領域，EVA膠膜、背板、光伏玻璃等原輔材生產優勢也開始顯現。產業鏈各環節技術創新活躍，專利佈局水平不斷提升，近20年矽料、矽片、電池、元件專利申請量分別為12884件、28260件、42751件、47760件。
在光伏產業新技術的不斷推動下，中國光伏產業正站在全球能源轉型的前沿。面對供需不平衡的挑戰，技術創新成為行業突破困境、實現可持續發展的關鍵。
在全球光伏產業的發展中，中國逐漸從跟隨者轉變為引領者。中國光伏企業不僅在國內市場取得了成功，更在全球市場上展現了強大的競爭力。透過國際合作和技術交流，中國光伏產業不斷提升自身的技術水平和市場影響力。透過繼續加大研發投入，推動技術創新、最佳化產業結構，我國光伏產業有望在全球市場中佔據更加有利的地位，以應對更為複雜的貿易形勢。
