2023年太陽能發(fā)電10大新聞，引進(jìn)量突破300GW

2023年太陽能發(fā)電10大新聞，引進(jìn)量突破300GW

預(yù)計(jì)2023年的太陽光發(fā)電（PV）的導(dǎo)入量將大幅超過300GW，以超過22年創(chuàng)歷史新高的速度擴(kuò)大普及。在美國，隨著IRA（通貨膨脹抑制法）的加速，PV的生產(chǎn)投資急劇增加，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）和結(jié)晶硅（Si）層疊而成的串聯(lián)型開發(fā)也變得活躍起來。此篇文章目的是選出23年的10大新聞的同時(shí)，也展望24年的市場(chǎng)及技術(shù)動(dòng)向。

（1）23年引進(jìn)量超過300GW

根據(jù)IEA（國際能源機(jī)構(gòu)）的調(diào)查，22年的PV世界導(dǎo)入量為236GW，與21年相比增加了35%。中國引進(jìn)105.5GW等，中國繼續(xù)引領(lǐng)世界市場(chǎng)，第2位是美國（21.1GW），第3位是印度（18.1GW），第4位是巴西（9.9GW），第5位是西班牙（8.5GW）。

23年P(guān)V市場(chǎng)的成長速度進(jìn)一步加快，SolarPower Europe將23年的引進(jìn)量估計(jì)為341GW（BNEF預(yù)測(cè)為392GW）。雖然24年以后增速放緩，但預(yù)計(jì)將保持兩位數(shù)增長，24年全年引進(jìn)量將達(dá)到400GW，27年將超過600GW。

（2）First Solar在美國相繼新建工廠

美國First Solar正在加速生產(chǎn)。公司目前在美國、馬來西亞、越南設(shè)有CdTe模塊生產(chǎn)基地，22年底產(chǎn)能9.8GW。23年，美國俄亥俄州和印度（塔米爾·納杜州）的新工廠（生產(chǎn)能力均為3.3GW）開始運(yùn)轉(zhuǎn)，美國阿拉巴馬州正在建設(shè)以24年完成為目標(biāo)的美國第四個(gè)新工廠（生產(chǎn)能力3.5GW）。

但是，由于PV模塊的訂單剩余量超過了80GW，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)能力，決定在路易斯安那州建設(shè)美國第五個(gè)新工廠。產(chǎn)能為3.5GW，預(yù)計(jì)26年前半期完成及投產(chǎn)。

如果順利的話，23年的產(chǎn)能為16.5GW，24年為21.2GW，路易斯安那州的新工廠滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的26年，整體產(chǎn)能為25.2GW。隨著美國新工廠的不斷上升，美國的生產(chǎn)比率將從23年的35%上升到26年的56%。

（3）串聯(lián)轉(zhuǎn)換效率33.9%　

在結(jié)晶Si上層疊PSC的串聯(lián)型在22年7月瑞士的EPFL和CSEM的研究小組在世界上首次突破了30%的壁壘，之后轉(zhuǎn)換效率的改善也在進(jìn)行。22年末HZB（德國）1厘米2年5月，沙特阿拉伯的KAUST（阿卜杜拉皇家科學(xué)技術(shù)大學(xué)）實(shí)現(xiàn)了33.7%的轉(zhuǎn)換效率。

另一方面，PV廠商也在強(qiáng)化PSC/Si串聯(lián)的開發(fā)。與HZB合作的Hanwha Q Cells（韓國）在2端子結(jié)構(gòu)的串聯(lián)電池中，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到28.7%，最快將從26年開始進(jìn)行串聯(lián)型量產(chǎn)。LONGi（中國）于23年6月在PSC/Si串聯(lián)電池上達(dá)成了33.5%（ESTI認(rèn)證），但同年11月提高到33.9%（NREL認(rèn)證），刷新了世界記錄。

（4）印度加速PV生產(chǎn)增強(qiáng)

根據(jù)IEA-PVPS的調(diào)查，22年印度PV年導(dǎo)入量為18.1GW，僅次于中國、美國，居世界第3位。另外，累計(jì)引進(jìn)量為79.1GW，僅次于中國、美國、日本，居世界第4位。到30年為止的導(dǎo)入目標(biāo)是低方案189GW，高方案280GW。

著眼于PV的大量導(dǎo)入，在印度擴(kuò)大國內(nèi)的生產(chǎn)能力的搭配活躍。支持PV國內(nèi)制造的措施有PLI（Production Linked Incentive）、BCD（Basic Customs Duty）、ALMM（Approved List of Module Manufacturers）。例如，PLI在建設(shè)產(chǎn)能為10GW的工廠時(shí)，5年內(nèi)將獲得7億美元的支持。

目前的PV產(chǎn)能，電池為4.3GW，模塊為18GW，沒有多晶硅（聚Si）和晶圓的生產(chǎn)基地，但計(jì)劃24年開始生產(chǎn)晶圓，25年開始生產(chǎn)聚Si，26年底，PV供應(yīng)鏈整體產(chǎn)能為110GW。并且，26年以后PV出口潛力估計(jì)每年60~70GW。

（5）OPV世界最高效率

Fraunhofer ISE（德國）和弗賴堡大學(xué)的研究小組在有機(jī)薄膜太陽能電池（OPV）中實(shí)現(xiàn)了15.8%的轉(zhuǎn)換效率。1cm2的OPV電池將達(dá)到世界最高效率。雙方多年來一直致力于OPV高效化技術(shù)的開發(fā)，20年一厘米2的OPV單元轉(zhuǎn)換效率達(dá)到15.2%，但在23年7月，效率提高了0.6%，刷新了自己的世界紀(jì)錄。

研究小組開發(fā)了對(duì)可見光非常透過性高的光吸收層及表面&背面電極的材料開發(fā)，試制的半透明OPV除了使用開發(fā)的涂層技術(shù)降低了反射率之外，還用于電極開發(fā)。在背面電極上使用了光活性有機(jī)層的OPV單元在透過可見光的同時(shí)，反射近紅外光并返回到光吸收層，從而改善了轉(zhuǎn)換效率。

（6）國家對(duì)PSC開發(fā)的追加支援

為了加速PSC的實(shí)用化，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省決定追加支援150億日元。關(guān)于PSC的開發(fā)，綠色創(chuàng)新基金成立了“下一代PV的開發(fā)項(xiàng)目（計(jì)498億日元）”，“下一代PV實(shí)用化事業(yè)（21～25年度）”中，確立了實(shí)用尺寸的PSC模塊（900m2以上）的制造技術(shù)和實(shí)現(xiàn)確立了發(fā)電成本20日元/kWh以下的要素技術(shù)。

作為開發(fā)成果，松下以30cm見方的大面積模塊實(shí)現(xiàn)了17.9%的轉(zhuǎn)換效率，積水化學(xué)工業(yè)、東芝、能源科技、愛信、卡內(nèi)卡等得到綠色創(chuàng)新基金支援（支援規(guī)模154億日元）的企業(yè)也致力于制造技術(shù)的確立的技術(shù)開發(fā)。

但是，由于世界上PSC的開發(fā)競(jìng)爭越來越激烈，所以決定擴(kuò)充支持，支持PSC的實(shí)用化。到現(xiàn)在為止的補(bǔ)貼把498億日元作為上限，不過，目標(biāo)增加150億日元，提高到648億日元。

（7）變形晶片的新趨勢(shì)

作為PV單元的新標(biāo)準(zhǔn)，被稱為rectangular wafer的長方形晶片受到關(guān)注。rectangular wafer的大特點(diǎn)是縱向和橫向長度不同，例如，稱為210R的rectangular wafer為縱向210mm、橫向182mm、182R為橫向182mm、縱向199mm。在rectangular wafer中，通過改變要切割的尺寸，具有增加模塊的大小和輸出的自由度的優(yōu)點(diǎn)。

中國的PV制造廠大多致力于rectangular wafer的開發(fā)，不過，各公司著眼于rectangular wafer的最大的理由是系統(tǒng)成本下降，最終期待LCOE（均等化發(fā)電成本）的降低。

另一方面，為了提高晶片的穩(wěn)定供給和材料的利用效率，也出現(xiàn)了將晶片和模塊的尺寸標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)向，Trina Solar、Canadian Solar、Risen Energy、JA Solar、Jinko Solar、LONGi、Tongwei、DAS Solar、Chint這9家公司同意統(tǒng)一規(guī)格。在結(jié)束多年來的課題模塊尺寸的亂立的同時(shí)，超高輸出且高性能的PV模塊的開發(fā)被期待加速。

（8）不斷修改太陽能汽車的計(jì)劃

隨著汽車的電動(dòng)化，車身上安裝了PV的太陽能汽車的開發(fā)正在進(jìn)行中，但是制造成本的壁壘依然很高，也出現(xiàn)了重新審視計(jì)劃的企業(yè)。Sono Motors（德國）開發(fā)了把PV模塊貼在車體整個(gè)表面的EV「Sion」，不過，由于市場(chǎng)環(huán)境的惡化，23年2月結(jié)束了該程序，放棄了本公司生產(chǎn)。但是，車載用PV的技術(shù)開發(fā)及用途開發(fā)仍在繼續(xù)。

Lightyear（荷蘭）也面臨著重新評(píng)估太陽能汽車的量產(chǎn)計(jì)劃。從22年末開始生產(chǎn)世界上第一個(gè)量產(chǎn)模型“Lightyear0”的一部分，之后決定停止該模型的生產(chǎn)，將經(jīng)營資源集中在下一代模型“Lightyear2”的開發(fā)和生產(chǎn)上。“Lightyear2”續(xù)航里程800km以上，價(jià)格4萬歐元，已經(jīng)獲得了超過4萬的預(yù)訂和約2萬的購買預(yù)約。

（9）PV模塊價(jià)格暴跌

PV模塊的價(jià)格急劇下跌。根據(jù)Dow Jones旗下OPIS的調(diào)查，中國單晶PERC及TOPCon模塊的價(jià)格均降至0.14美元/W左右。據(jù)悉，多晶硅和晶圓等PV供應(yīng)鏈上游的價(jià)格下跌和中國企業(yè)的出口低迷加速了價(jià)格下跌。

根據(jù)Gessey（中國）的調(diào)查，23年上半年的雙面發(fā)電型PERC模塊的平均價(jià)格為1.35～1.36人民幣/W，年初以來，平均價(jià)格下跌了3成。

預(yù)計(jì)未來模塊價(jià)格仍將持續(xù)下跌，有人指出，PV供應(yīng)能力擴(kuò)大和價(jià)格下跌，可能會(huì)進(jìn)一步加劇PV廠商的價(jià)格競(jìng)爭，加速行業(yè)重組。

（10）在國內(nèi)PSC的實(shí)證加速

面向PSC的實(shí)用化，日本國內(nèi)也進(jìn)行著各種各樣的實(shí)證試驗(yàn)。積水化學(xué)工業(yè)從23年開始與東京都和NTT日共同實(shí)施著實(shí)證試驗(yàn)，除了在本公司的總社大樓墻面設(shè)置了建材一體型的PSC面板以外，JR西日本25年開業(yè)的「梅來了的（大阪）車站」也進(jìn)行發(fā)電量等的實(shí)證試驗(yàn)。最近，發(fā)表了在東京都內(nèi)建設(shè)預(yù)定的再開發(fā)大樓墻面設(shè)置1MW的PSC的計(jì)劃。

松下在神奈川縣藤澤市的模型屋開始了玻璃建材一體型PSC模塊的實(shí)證，東芝能源系統(tǒng)也計(jì)劃在福島縣大熊町進(jìn)行膠卷型PSC的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。諾塔斯將與桐蔭橫濱大學(xué)共同從24年春開始在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行PSC的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。

京都大學(xué)啟動(dòng)的能源科技公司于22年與麥克尼卡共同開發(fā)了搭載PSC的CO2傳感器終端，但兩家公司于23年6月與東京都簽訂了關(guān)于實(shí)證事業(yè)的協(xié)定，正在第2本大樓實(shí)施搭載PSC的IoT傳感器的實(shí)證試驗(yàn)。麥克尼卡與桐蔭橫濱大學(xué)等共同計(jì)劃，在橫濱的港灣部也計(jì)劃進(jìn)行PSC的實(shí)證試驗(yàn)。

此外，能源科技公司還與豐田共同著手開發(fā)車載PV，并計(jì)劃在三井不動(dòng)產(chǎn)住宅和公寓進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)。同時(shí)，從24年春天開始，與日揮共同北海道的物流設(shè)施也開始實(shí)證試驗(yàn)。