行業主要上市公司：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
本文核心數據：光伏發電板塊上市公司研發費用;光伏發電相關論文發表數量
全文統計口徑說明：1)論文發表數量統計以“solar pv”、“solar
photovoltaic”為關鍵詞，選擇“中國”、“論文”篩選。2)統計時間截至2022年8月29日。3)若有特殊統計口徑會在圖表下方備註。
光伏發電行業技術概況
1、技術原理及類型
(1)光伏發電行業技術原理
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的壹種技術，其發電原理如下。
(2)光伏發電種類
光伏發電壹般分為兩類：集中式發電和分布式發電，集中式發電主要為大型地面光伏系統;分布式發電主要應用於商業/工業、建築屋頂。
2、技術全景圖：主要為光伏電池技術路線
光伏發電行業的產業鏈中遊為電池片、電池組件和系統集成，其中各類光伏電池技術為重點技術路線。根據半導體材料的不同，光伏電池技術主要包括晶矽電池、薄膜電池以及疊層和新結構電池(第三代電池)。
晶矽電池是研究最早、最先進入應用的第壹代太陽能電池技術，按照材料的形態可分為單晶矽電池和多晶矽電池，其中單晶矽電池根據基體矽片摻雜不同又分為P型電池和N型電池。目前應用最為廣泛的單晶PERC電池即為P型單晶矽電池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太陽能電池技術主要是指N型單晶矽電池。
薄膜光伏電池分為矽基薄膜電池和化合物薄膜電池，以銅銦稼硒(CIGS)、銻化鎘(CdTe)和砷化鎵(GaAs)等的化合物薄膜電池為代表。
疊層、新結構電池包括有機太陽能電池、銅鋅錫硫化物電池、鈣鈦礦太陽能電池、染料敏化太陽能電池、量子點太陽能電池等。
光伏發電行業技術發展歷程：電池技術路線演變拉動
光伏發電行業技術發展主要是由光伏電池技術路線演變拉動的，從以矽系電池為代表的第壹代光伏電池、到以銅銦稼硒(CIGS)、銻化鎘(CdTe)和砷化鎵(GaAs)等材料的薄膜電池為代表的第二代光伏電池，如今光伏電池技術已發展至第三代，第三代光伏電池技術主要包括有機太陽能電池、銅鋅錫硫化物電池、鈣鈦礦太陽能電池、染料敏化太陽能電池、量子點太陽能電池等，具有薄膜化、轉換效率高、原料豐富且無毒的優勢。
光伏發電行業技術政策背景：政策加持技術水平提升
近年來，我國出臺壹系列光伏發電技術及研發的相關政策，通過政策指導，行業加快光伏發電技術的推廣和革新，促進光伏發電產業的快速發展。
光伏發電行業技術發展現狀
1、光伏發電行業技術科研投入現狀
(1)國家重點研發計劃項目
據已公開的國家重點研發計劃項目，2018-2021年我國光伏發電技術相關國家重點研發計劃項目***計15項。
註：2019年未公布光伏發電技術相關國家重點研發計劃項目。
(2)A股上市企業研發費用
光伏發電行業經過多年發展，產品相對成熟，但行業整體研發投入水平較高。從A股市場來看，2017-2021年，我國光伏板塊上市公司研發總費用逐年增長，2022年第壹季度，光伏板塊上市公司研發總費用約281.13億元。
2、光伏發電技術科研創新成果
(1)論文發表數量
從光伏發電相關論文發表數量來看，2010年至今我國光伏發電相關論文發表數量呈現逐年遞增的趨勢，可見光伏發電科研熱度持續走高。截至2022年8月，我國已有18289篇光伏發電相關論文發表。
註：統計時間截至2022年8月。
(2)技術創新熱點
通過創新詞雲可以了解光伏發電行業內最熱門的技術主題詞，分析該技術領域內最新重點研發的主題。通過智慧芽提取該技術領域中近約5000條專利中最常見的關鍵詞，其中，光伏組件、太陽能、光伏板、太陽能板、光伏發電、太陽能電池板、逆變器等關鍵詞涉及的專利數量較多，說明光伏發電行業研發和創新重點集中於光伏組件和光伏板等領域。
(3)專利聚焦領域
從光伏發電專利聚焦的領域看，目前光伏發電專利聚焦領域較明顯，其主要聚焦於太陽能、光伏板、太陽能電池、光伏組件等。
主要光伏電池技術對比分析
從技術水平來看，矽、砷化鎵、磷化銦、碲化鎘和銅銦硒多元化合物(銅銦鎵硒是其典型代表)是可選光伏材料中綜合性能的最佳集合。而它們各方面性能的優劣，直接導致了目前光伏電池技術百花齊放的現狀。
註：平均轉換效率均只記正面效率。
光伏發電行業技術發展痛點及突破
1、光伏發電行業技術發展痛點
(1)矽基光伏電池：P型電池轉換效率低
由於電池片的光電轉換效率直接影響整個光伏系統的效益，因此光伏電池的光電轉換效率十分重要，光電轉換效率的提升主要依靠技術更新換代。現階段，晶矽光伏電池面臨著轉換效率較低的問題，尤其是P型電池。
據德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)，PERC電池的理論極限效率為24.5%，PERC產線的量產效率已經達到23%，逐步逼近理論極限效率。
(2)薄膜電池量產轉換效率低
薄膜光伏電池具有衰減低、重量輕、材料消耗少、制備能耗低、適合與建築結合(BIPV)等特點，但薄膜電池面臨著量產轉換效率低的問題，性價比較低。
2、光伏發電行業技術發展突破
(1)N型電池技術突破P型電池極限轉換效率
相較於P型電池，N型電池技術少子壽命高、無光致衰減、弱光效應好且溫度系數小，轉換效率更高。面臨P型電池逐步逼近理論效率極限，N型電池技術能夠突破P型電池的理論效率極限並達到更高轉換效率。據中國光伏行業協會(CPIA)，2022-2023年N型電池技術的平均轉換效率就可以達到PERC電池的理論極限效率(24.5%)。
(2)鈣鈦礦電池可實現高轉換效率
鈣鈦礦電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的第三代太陽能電池，鈣鈦礦材料的吸光能力強於晶矽材料，因此鈣鈦礦電池能夠實現高轉換效率。除了擁有高轉換效率，鈣鈦礦電池還具備價格低、投資小、制備簡單等優勢。
光伏發電行業技術發展方向及趨勢：降本增效
2022年8月，工信部五部門聯合印發的《加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計劃》，提出通過5-8年時間，在太陽能裝備方面重點發展高效低成本光伏電池技術，包括推動TOPCon、HJT、IBC等晶體矽太陽能電池技術和鈣鈦礦、疊層電池組件技術產業化，開展新型高效低成本光伏電池技術研究和應用等。
可見，未來光伏發電技術將向著降本增效方向發展，壹方面由於現有光伏電池逐漸逼近最高理論轉換效率，因此更高轉換效率的電池將成為光伏電池技術發展方向;另壹方面，光伏組件轉換效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏電站建設成本，並最終降低光伏發電成本的關鍵因素。
「前瞻碳中和戰略研究院」聚焦碳中和領域的政策、技術、產品等開展研究，瞄準國際科技前沿，服務國家重大戰略需求，圍繞“碳中和”開展有組織、有規劃科研攻關，促進碳中和技術成果轉化和推廣應用，為企業創新找到技術突破口，為各級政府提供碳達峰、碳中和的戰略路徑管理咨詢和技術咨詢。院長徐文強博士畢業於美國加州大學伯克利分校，二十余年來壹直深耕於低碳清潔能源和綠色材料領域的基礎研究、產品開發和產業化，擁有55項專利、33篇論文，並已將30多種產品推向市場，創造商業價值50+億元，專註於氫能、太陽能、儲能等清潔能源研究。
以上數據參考前瞻產業研究院《光伏發電行業技術趨勢前瞻及投資價值戰略咨詢報告》。