在全球氣候變暖的大環(huán)境下，可再生能源的開發(fā)利用日益受到國際社會的重視，大力發(fā)展可再生能源已成為世界各國的共識。根據(jù)“雙碳”目標(biāo)，到2030年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費的比重將達(dá)到25%，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將在12億千瓦以上。
數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國光伏發(fā)電量為4276億千瓦時，同比增長30.8%，約占全國全年總發(fā)電量的4.9%;我國新增光伏并網(wǎng)裝機容量87.41GW，累計光伏并網(wǎng)裝機容量達(dá)到392.6GW，新增和累計裝機容量均為全球第一。有機構(gòu)預(yù)測，2023年，光伏新增裝機量有望超過95GW，累計裝機有望超過487.6GW。
“十四五”以來，相關(guān)部門發(fā)布了一波利好政策支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也給五年計劃光伏產(chǎn)業(yè)后續(xù)的健康有序發(fā)展打下了良好的政策基調(diào)，更凸顯了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我國能源結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略中扮演著越來越重要的角色。
光伏發(fā)電的工作原理是光伏技術(shù)的基石，了解光伏發(fā)電的原理更便于梳理光伏技術(shù)的發(fā)展和演變。光伏發(fā)電的基本原理是利用半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)，其本質(zhì)是當(dāng)物體受到光照時，物體內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電動勢和電流的一種效應(yīng)。
在實際應(yīng)用中，采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體(通常是硅或鍺)基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)，稱為P-N結(jié)。而太陽光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)上，形成新的空穴—電子對，在P-N結(jié)電場的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。
關(guān)于目前主流的光伏的三代分類，不得不提及“太陽能之父”馬丁·格林教授。在格林的理論中，結(jié)晶硅型屬于第一代太陽能電池，非晶硅型等薄膜太陽能電池屬于第二代太陽能電池，而第三代光伏電池是有潛力克服單帶隙太陽能電池功率效率31%—41%的Shockley-Queisser輻射效率極限的太陽能電池。
近年來，我國光伏行業(yè)的核心關(guān)鍵技術(shù)已獲得更多突破，光伏資源的開發(fā)利用也變得更加經(jīng)濟高效，更凸顯了能源轉(zhuǎn)型過程中，技術(shù)進步占主導(dǎo)作用。2010年年初，在歐美國家反傾銷和反補貼政策的沖擊下，我國光伏產(chǎn)業(yè)原材料、市場、核心技術(shù)等環(huán)節(jié)處處受制于人。不過，隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)抓緊核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的布局，不斷加大科研投入和科技創(chuàng)新力度，使得后續(xù)幾年光伏上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)飛速發(fā)展。
目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)從硅材料生產(chǎn)、硅片加工、電池片和組件的生產(chǎn)到與光伏產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的檢測設(shè)備、模擬器等，都已具備成熟的技術(shù)和供應(yīng)能力。與此同時，為加強國際競爭力，我國光伏產(chǎn)業(yè)繼續(xù)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，推動行業(yè)降本增效。如今，在產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代的優(yōu)勢下，我國光伏行業(yè)效率不斷攀升，成本逐步下降，成功完成了從補貼時代到平價時代的跨越。
隨著傳統(tǒng)能源枯竭和價格持續(xù)上升，光伏發(fā)電在技術(shù)迭代的支持下，將憑借成本下行，很快成為最具經(jīng)濟性的電力形式。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國光伏行業(yè)在“十四五”期間將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。2023年一季度，全國實現(xiàn)新增裝機33GW，相當(dāng)于去年上半年新增裝機的總和。預(yù)計2023年我國光伏累計裝機將首次超過水電，成為第一非化石能源發(fā)電來源。一季度光伏裝機增速超過952%，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超火電的97%。隨著總裝機容量差距不斷縮小，光伏將逐步成為我國第一發(fā)電來源。
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