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2017年光伏的发展（中国光伏20年发展历程）
光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。随着能源紧缺和环境污染的日益加剧，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐成为全球能源产业的热门领域。光伏发展经历了二十年的起伏和发展，到2017年已经取得了令人瞩目的成就。
中国光伏的发展始于上世纪90年代末。最初，光伏技术在中国仅被视为一种边缘性科技。在中国政府的大力支持和鼓励下，光伏发电逐渐成为国家能源战略的一部分。在这漫长的发展历程中，中国光伏产业实现了从无到有的壮大。
在过去的二十年里，中国光伏行业取得了巨大的发展。中国光伏发电装机规模激增。从2007年到2017年，中国的光伏装机容量增长了数百倍，迅速超过了世界其他国家。中国的光伏技术也在不断创新和提高。中国的光伏电池效率和制造工艺逐渐接近世界先进水平，成为了全球光伏产业的领导者。
中国政府还制定了一系列政策来促进光伏的发展。国家出台了补贴政策，鼓励企业和个人安装和使用光伏系统。政府还提供了优惠的贷款和补贴，以支持光伏企业的研发和生产。
光伏的发展也带来了经济和环境效益。光伏发电减少了对传统能源的依赖，降低了能源成本。它也减少了对化石燃料的使用，减少了大气污染和温室气体的排放，有助于改善环境质量并应对气候变化。
2017年的光伏发展见证了中国光伏产业取得的巨大成就。在过去的二十年里，中国光伏行业从无到有，不断壮大。中国的光伏技术和装机容量在世界范围内占据领先地位，并且为国家的经济和环境带来了巨大的效益。展望中国光伏行业仍然充满潜力，预计将继续发展壮大，为可持续能源的推广作出更大贡献。
2017年光伏的发展（中国光伏20年发展历程）
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
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，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》。
中国光伏20年发展历程
行业主要上市公司：隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、天合光能(688599)、通威股份(600438)、协鑫集成(002506)等等
光伏发电爆发式增长
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17%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响，2020年及2021年光伏装机量大幅回升。2020年，中国光伏新增装机48.20GW，同比增长59%。2021年，中国光伏新增装机再创新高，达到54.88GW，同比增长14%。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2019年已经增长至204.58GW。在2013-2019年，全国光伏发电累计装机容量已超过10倍增长。截至2021年，全国光伏发电累计装机306.56GW，同比增长21%。光伏发电占全社会用电量比重逐年上升
随着城镇化率和城乡居民电气化水平的持续提高，以及新一轮农网改造升级、居民取暖“煤改电”的大力推进，尤其在气温因素的作用下，冬季取暖和夏季降温负荷快速增长，带动了城乡居民生活用电快速增长。而光伏发电作为可再生清洁能源的一种，随着我国用电量的不断提升，发电需求也将不断增长，光伏发电需求量将逐渐扩大。2014-2022年，中国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长，2021年占比达到3.9%，2022年前三季度达到5.1%。光伏发电有望成为推动我国实现能源变革的重要引擎之一。全球/中国光伏装机容量增长预测
根据《中国光伏产业发展路线图(2022-2023年)》，2022年，全球光伏新增装机初步统计达到230GW;国内光伏新增装机87.41GW，同比增加59.3%。2023年全球新增光伏装机将在280-330GW之间，中国新增光伏装机在95-120GW之间;到2030年，全球新增光伏装机将在436-516GW之间，中国新增光伏装机在120-140GW之间。更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》。
2016年光伏补贴政策
为进一步促进河北省光伏产业尤其是屋顶分布式光伏产业的健康发展，对屋顶分布式光伏发电项目(不包括金太阳示范工程)，按照全电量进行电价补贴，补贴标准为每千瓦时0.2元，由省电网企业在转付国家补贴时一并结算。2015年10月1日之前投产的项目，补贴时间自2015年10月1日到2018年9月30日；对2015年10月1日至2017年底以前建成投产的项目，自并网之日起补贴3年。对余量上网电量由省电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价结算，并随标杆上网电价的调整相应调整。对河北省光伏扶贫电站项目，2017年底以前建成投产的，自2016年1月1日起补贴标准为每千瓦时0.2元，自并网之日起补贴3年。其他地面光伏电站项目(包括分布式光伏电站项目)，仍按照《河北省人民政府关于进一步促进光伏产业健康发展的指导意见》(冀政[2013]83号)文件规定，执行现行光伏电站电价补贴政策。
光伏发电现状及发展趋势
光伏发电的前景非常广阔，它具有以下几个主要的发展趋势：随着全球对可再生能源的重视程度日益提高，光伏发电的市场需求将持续增长。特别是在一些光照资源丰富但化石能源储量较少的地方，光伏发电将成为主要的电力来源。撒哈拉以南的非洲和亚洲的一些地区，以及一些海洋岛礁，都具备丰富的光照资源，但电力基础设施却相对薄弱，因此光伏发电在这些地区具有巨大的潜力。光伏技术的不断进步也将推动光伏发电的发展。新型的光伏材料，如钙钛矿太阳能电池等，具有更高的光电转化效率，制造成本也相对较低，这使得光伏发电的性价比越来越高。光伏并网系统的智能化和自动化程度也在不断提高，能够更好地适应大规模并网的挑战。光伏发电的储能技术也在不断进步。常见的储能方式有电池储能、超级电容器储能、飞轮储能等，每种方式都有其优缺点。随着这些技术的进一步发展，光伏发电的稳定性和可持续性将得到大幅提升，能够更好地满足用户的需求。政策环境也是影响光伏发电发展的重要因素。许多国家都出台了鼓励可再生能源发展的政策，如补贴、税收优惠等，这将为光伏发电的发展提供良好的政策环境。尽管光伏发电的前景广阔，但我们也需要正视一些挑战。光伏板的建设和维护需要大量的土地，在一些土地资源紧缺的地区，这可能会成为发展的障碍。如何降低光伏板的生产和安装成本，提高其使用寿命，也是我们需要关注的问题。光伏发电具有巨大的发展潜力。随着技术的不断进步和政策的支持，它将在未来的能源格局中扮演越来越重要的角色。我们也需要正视并解决一些挑战，以确保光伏发电的可持续发展。
光伏发电历史
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，郞格首次提出用“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年奥杜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，同年威克首次发现了砷化镍有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镍薄膜，制成了太阳能电池，太阳光转化为电能的实用光伏发电技术由此诞生并发展起来。2014年初我省金寨县为落实省委政府精准扶贫新要求，实施产业扶贫“到村、到户、到人、到产业”，在全省率先开展了光伏发电扶贫项目。
光伏(PVorphotovoltaic)，是太阳能光伏发电系统(photovoltaicpowersystem)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。太阳能光伏发电系统分类，一种是集中式，如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以>6MW为分界)，如工商企业厂房屋顶光伏发电系统，民居屋顶光伏发电系统。光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算器提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
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