2021年光伏市场会如何发展呢？

——预见2023：《2023年中国光伏发电行业技术全景图谱》(附科研创新成果、技术发展痛点和趋势方向等)

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》。

　日前，据科技媒体报道， 科技巨头苹果和三星都在 评估在未来产品 中 导入太阳能电池的可能性， 其中，它们似乎都对 名为有机太阳能的技术 青睐有加 。

　一般而言，有机太阳能电池是由有机材料构成核心部分的太阳能电池，主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，以光伏效应而产生电压形成电流，从而实现太阳能发电的效果。值得一提的是， 不同于 装设于屋顶的大型太阳能面板 ， 这一技术 只需要少量太阳光便可以转换成电力 。

　实际上， 三星 和苹果对 太阳能电池 技术的战略布局已由来已久 ：三星在2009年就已在少数产品(“Blue Earth”及“Crest Solar”手机)中导入太阳能电池技术，以利用其充电；此前推出的Android平台手机Replenish也提供了太阳能电池背壳的选购配件，且它还将推出搭载太阳能电池的10寸上网本NC215S；而苹果则是从2006年开始在太阳能技术部分申请许多专利。

　目前来说，虽然成本过高的太阳能电池技术也需要技术和时间提供的“天时地利人和”之运势，但 随着光伏行业热潮的掀起，其细分行业也受到了利好驱动 。

　 顺应时势的太阳能电池行业

　尽管 去年 “531”新政 发布之后 ，相关部门叫停普通地面式光伏电站的新增投资，且加大控制分布式光伏规模，补贴退坡进度加快，使得 光伏产业 一时间进入了较为明显的调整阵痛期，但其前景还是较为可观的 。

　格隆汇查询显示， 2018年光伏发电新增装机4426万千瓦，仅次于2017年新增装机，为历史第二高 。其中，集中式电站和分布式光伏分别新增2330万千瓦和2096万千瓦， 截止 到 去年 12月底，全国光伏发电装机达到1.74亿千瓦，同比增长34% ，其中，集中式电站12384万千瓦，分布式光伏5061万千瓦；且2018年全国光伏发电量1775亿千瓦时，同比增长50%，平均利用小时数1115小时，同比增加37小时；弃光现象也得到优化： 2018年，全国光伏发电弃光电量同比减少18亿千瓦时，弃光率同比下降2.8 % ，实现 了 弃光电量和弃光率“双降” 。此外，预计2019-2020 年全球光伏电池产能将分别达到175GW、187GW，分别同比提升10.76%、6.86%； 到2022年太阳能电池行业产量将达到95GW ， 其中国内 需求 较旺， 预计到2022年需求量将达到58.02GW 。

　 “冰火两重天”的光伏行业投资？

　但值得注意的是， 在光伏产业经历剧变之际，再加上近期 光伏行业周期性的淡季 ， 相关上市公司在经营方面也不乏受到了一些波及，呈现出“冰火两重天”的局面 ：例如， 爱康科技 (002610.SZ) 预计2018年度归属于上市公司股东的净利润增长120.35%至208.49%，晶体生长炉设备龙头 晶盛机电 (300316.SZ) 预计去年实现归属于上市公司股东的净利润为5.61亿元至6.77亿元，同比增长45%至75%。而反观一些直面亏损的公司， 协鑫集成 ( 002506.SZ ) 因可能面临着计提较大坏账的风险，去年净利润存在着很大的不确定性：亏损4.00亿元至盈利0.50亿元，同比下滑17.77倍至增长1.10倍；逆变器龙头 阳光电源 ( 300274.SZ ) 预计盈利1.50亿元至1.80亿元，同比下滑11%至26%；且 中利集团(002309.SZ)、亚玛顿(002623.SZ)、精功科技(002006.SZ) 以及 科林环保(002499.SZ) 等四家公司一季度预计遭遇亏损，其中，亏损金额相对较大的公司为中利集团，预计亏损0.82亿元至1亿元。

　从上述可以看出，相关企业还是处于调整期的阵痛之中，而 这也反映了接下来包括太阳能电池在内光伏产业必须直面的问题点和趋势 。

　目前，纵观光伏市场， 其 太阳能电池行业整体出现产能过剩 之象 ， 显然如何 化解过剩产能 便成为了重中之重的问题 ，实际上在相关部门推行的政策下，刺激了太阳能电池消费能力的提高，太阳能电池产能也将显出逐步消化之势。

　同时，随着产品技术和制造工艺的持续进步， 光伏制造产品集成化程度 也将进一步提升，逐渐 向自动化、智能化、柔性化发展 ，其市场应用将呈现多样化之象。基于此，展望新一年的光伏市场， 其 行业集中度和整合 将会随着技术的不断成熟和新政的落地而 进一步提升 。

　此外， 在国内光伏产业经历变革之际，因 光伏产品价格的快速下降 而影响业绩的公司在国内遭遇瓶颈的公司开始走出国门 ，转向海外市场，但好景不长，4月4日，美国际贸易委员会(ITC)决定对国内光伏电池片及其下游产品发起337调查， 其间 指控对美出口、在美进口和在美销售的上述产品侵犯其专利权，请求ITC发起337调查，并发布有限排除令和禁止令 ， 而这将使得 晶科能源有限公司、隆基绿能科技股份有限公司等7家中国企业涉案 ，虽然目前来看，美国方面并没有得出明确的调查结论，但这或将对其经营产生一些始料未及的影响。

　格隆汇查询显示， 晶科能源 ( 纽交所代码： JKS ) 成立于2016年12月，2010年5月登陆纽交所，其经营范围为高效太阳能电池、组件和光伏应用系统的研发、加工、制造、安装和销售、以及太阳能原料和相关配套产品的生产和销售等。根据2018年年报，2018年公司全年太阳能组件总出货量为11.4GW，同比增长16.0%，创全行业年度出货历史新高。全年总收入为250.4亿元人民币(36.4亿美元)；全年营业利润为6.449亿元人民币(9,380万美元)，同比增长98.2%；全年净利润为4.065亿元人民币(5,910万美元)，同比增长186.9%；全年毛利率为14.0%，同比增长23.9%。

　隆基绿能科技股份有限公司(以下简称“ 隆基股份 ”) (6010102.SH) 成立于2000年2月，公司前身为西安隆基硅材料有限公司，主要从事高效太阳能单晶硅产品的研发与制造，以及半导体材料、太阳能电池、电子元器件、半导体设备的开发、制造、销售，2012年4月在上海证券交易所主板上市。根据2018年业绩快报，由于国内需求的下滑导致光伏产品价格大幅下跌，营收同比增长34.38%至219.88亿元，而净利润同比下降28.24%至25.58亿元，基本每股收益0.93元。目前隆基股份停牌实施配股，将于17日起复牌。

　 结语：

　随着全球化的不断加速，环境问题已然成为全世界面临的共同难题，而为尽力遏制其发展态势， 太阳能光伏 走进人们的视野，逐步 成为未来新能源的主流形式 之一，相关光伏市场也受到不少投资者和相关公司的关注 。

　在去年光伏政策的调整后，整体而言，伴随着相关发电成本的降低，需求将开始出现长期走稳之势，再加上2019年光伏新政还未正式落地， 该 行业 的相关 投资 也逐渐回归理性冷静之态，而对于身处其中的相关 光伏厂商 而言，它们应当明确目前这一市场已从 高速增长 的 阶段 迈 向高质量发展 的 阶段 ，其中，低成本兼具高效率的新型光伏电池产品将在一段时间内成为行业间的香饽饽，而 各大厂商则需要根据现有的 光伏产业的发展规模 而 密切 贴近市场需求，通过技术创新且降低成本，从而提升产品的匹配度，以进一步完善相关 产业链 ， 推动光伏产业发展 。

（文章来源：格隆汇）