光伏产业，中国制造新亮色

■本报撰稿人 张芳烈

新年前夕，国家主席习近平发表了二〇二四年新年贺词，提到包括光伏在内的产品，给中国制造增添了新亮色。

这是对中国光伏产业的巨大肯定。

作为“中国制造”的新名片，光伏产业已经成为“新质生产力”的又一个样板。

2023年前三季度，中国的光伏产业总产值就已超过1.2万亿元！

在“双碳”大趋势下，以光伏、风能为代表的中国“绿电”产业，已经成长为全球范围内增速最快、技术创新最为活跃的新能源产业集群。

根据国家能源局数据，中国在2023年前11个月光伏新增装机163.88GW，同比增长149.4%。预计2024年全球光伏新增装机量的中性预期为474GW。

还有数据显示，在全球光伏产业版图中，中国生产了80%的太阳能电池板、85%的太阳能电池和97%的太阳能硅片。

重要的一点在于，在过去20年的中国光伏崛起史中，创新成为发展关键词，并成为驱动产业持续升级的关键。

中国光伏产业掌握核心科技

跟新能源汽车类似的是，中国光伏产业崛起，也跟掌握核心科技密切相关。

有资料显示，在全球15万件光伏专利中，中国拥有12万件。

而且中国在光伏技术创新方面，一直处于引领态势。

比如从多晶到单晶，再到当前的主流PERC太阳能电池，以及已经展现出巨大发展潜力的钙钛矿，无论是技术还是商业化，都走在了全球前列。

技术进步背后，是光伏效率的持续突破。

在20年前，光伏电池的光电转化效率仅为10%。

10年前，这一数据提升到了15%，现在PERC电池的转换效率大约为23%。

有业内人士认为，太阳能电池的理论极限效率为29.43%。

但就在去年底，光伏巨头隆基绿能发布消息称，自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池（Heterojunction Back Contact,HBC），经德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）权威认证，实现了27.09%的电池转换效率，创造单结晶硅太阳能电池效率的新世界纪录。

值得一提的是，之前的世界纪录同样来自隆基绿能。

2022年11月，隆基绿能曾经创下26.81%的硅太阳能电池效率世界纪录。

目前，隆基绿能已经宣布BC电池技术（Back Contact，即背接触电池），将是其新一代电池技术路线。

这是一种将PN结和金属接触都设于太阳电池背面的光伏电池，因为正面没有电极遮挡，吸收阳光照射的面积更大，从而进一步提升了光电转换效率。

需要指出的是，BC电池不是一种电池，而是类似于汽车的平台或者架构，可以通过不同的组合，比如和PREC、TOP?鄄Con、HJT等相结合，提高光伏电池效率。

比如TOPCon+BC=TBC电池，HJT+BC=HBC，等等。

这种电池平台的好处在于，其理论转化效率为29.1%，已经无限逼近太阳能电池的理论极限。

由此也表明，中国光伏企业完全掌握了技术创新主导权。

光伏产业推动能源转型

令很多外国人不解的是，类似于BC电池技术等，最早并不是中国人发明的，但为何中国光伏产业成长为世界第一？

比如BC电池概念早在1975年就已经出现。

1984年，斯坦福大学教授Swanson研发出IBC（BC电池的一种）太阳能电池。

但由于这种电池技术工艺难度大且工序多，推高了成本，导致未实现大规模普及。

不过这难不倒中国人。

目前，隆基绿能、爱旭股份都布局了BC电池技术路线。

隆基绿能董事长钟宝申在2023年中称，接下来的5~6年，BC电池会是晶硅电池的绝对主流。

爱旭股份也从3年前就多次募集资金研发BC电池。

对于中国来说，光伏发电意味着在一定程度上摆脱对石油的依赖，即为了维持全球第二大经济体的能源供应，中国必须实现能源多元化。

推进能源转型是另一个重要因素。

因为中国的能源结构中，煤炭也扮演了重头戏。

所以推进以光伏、风电为代表的“绿电”，可以推动大幅减排，以及能源结构转型。

基于以上因素，中国发展光伏的决心前所未有。

但对欧美国家来说，发展光伏也许并不涉及能源转型。

以欧洲为例，天然气发电占据了主流，并且在上世纪七八十年代就实现了碳达峰。

基于此，欧洲能源转型并不迫切。

至于美国，由于本身并不缺乏能源———美国在2019年的某段时间甚至成为全球第一大石油出口国，所以太阳能对其来说只是一个能源可选项而已。

另外，美国在2007年也实现了碳达峰。

在这种情况下，发展光伏对美国来说仅仅是环保问题，而非能源转型问题。

钙钛矿电池前景广阔

在全球光伏产业界认为中国人已经将商业化太阳能电池的转化效率推至极限后，新的产业路线又出现了。

这就是新的光伏颠覆者———钙钛矿电池。

这种电池的最新转换效率已经达到25.7%，与其刚被发明时的3.8%相比，实现了巨大提升。

重要的一点在于，达成转化效率跃升的时间，仅为十多年。

2009年，日本太阳能科学家Miyasaka率先将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料，获得了3.8%的光电转化效率。

这是世界上第一款钙钛矿电池。

从那时开始，钙钛矿电池光电转换效率就像坐上了火箭一样迅速蹿升。

只用了短短十几年时间，就走完了晶体硅电池发展超过60年获得的转换效率。

但到目前为止，这种技术路线依然有短板。

在业内人士看来，稳定性差是这种电池的短板之一。

换句话说，钙钛矿电池的能量衰减太快了。

但这种问题正在被科学家解决。

中国企业同样已经行动起来。

目前协鑫光电、纤纳光电、极电光能被称为钙钛矿电池“三巨头”。

中国光伏大发展

在政策的大力支持，以及中国企业的创新推动下，以光伏为代表的清洁能源正在推动中国的能源结构发生根本性转变。

国家能源局去年底披露，截至2023年9月底，全国户用分布式光伏累计装机容量突破1亿千瓦、达1.05亿千瓦，助推我国光伏发电总装机规模超5亿千瓦、达5.2亿千瓦。

1.05亿千瓦相当于4个多三峡电站的总装机容量。

据统计，目前我国农村地区户用分布式光伏累计安装户数已超过500万户，带动有效投资超过5000亿元。

有关机构预测，我国农村地区可安装光伏屋顶面积约273亿平方米，超过8000万户。

国家能源局将推动实施“千乡万村驭风行动”和“千家万户沐光行动”，持续推进分布式新能源发展。

2023年上半年，全国可再生能源装机突破13亿千瓦，达到13.22亿千瓦，同比增长18.2%，历史性超过煤电，约占我国总装机的48.8%。

光伏和风电同样也是西部地区能源多样化的主阵地。

以青海为例，青海电网2023年新增清洁能源装机达到980.88万千瓦，青海省电源总装机和清洁能源装机分别达到5497.08万千瓦、5107.94万千瓦，清洁能源装机规模突破5000万千瓦，较2022年底增长23.77%。

2023年，青海新能源发电量首次超过水电成为省内第一大电源。

对于中国光伏产业来说，甚至已经开始淘汰一些“落后产能”。

业内人士认为，光伏产业周期性极强，只有新技术、新产品才能穿越周期，并实现长期发展。