瞻觀(guān)前沿

丹麥技術(shù)大學(xué)的物理學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱(chēng)，有可能制造出一種可用的硒硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池，這種組合理論上可以將太陽(yáng)能電池的效率提高到40%。該研究發(fā)表在《PRX Energy》雜志上。

先前的研究表明，解決硅基太陽(yáng)能電池固有的低效率問(wèn)題的一種方法是添加其他材料層，這些材料也可以通過(guò)增加可吸收的波長(zhǎng)來(lái)捕獲部分太陽(yáng)能。在這項(xiàng)新研究中，研究小組轉(zhuǎn)向了硒，一種在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硅更合適之前用于制造太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料。該團(tuán)隊(duì)選擇它是因?yàn)樗哂胁煌墓庾游仗匦?，這種特性允許創(chuàng)建雙材料太陽(yáng)能電池，并且它具有寬帶隙。

為了制造這種細(xì)胞，研究人員制作了一個(gè)三明治。他們從標(biāo)準(zhǔn)硅基開(kāi)始，添加一些氧化物層，然后添加一層硒薄膜。將其放在陽(yáng)光下顯示，組合電池能夠產(chǎn)生1.68伏的電力，轉(zhuǎn)換效率為2.7%。

研究小組稱(chēng)他們的串聯(lián)電池很有前途，并指出只需提高電阻即可將其效率提高10倍，從而降低電壓損失。他們的計(jì)算表明，電池的改進(jìn)在某種程度上應(yīng)該會(huì)帶來(lái)大約40%的效率等級(jí)。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價(jià)值觀(guān)察

太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈一般包括上游的原材料，如硅片、銀漿、純堿、石英砂等，以及將原材料進(jìn)行加工，制造成硅棒、硅錠和硅片等;中游分為兩大部分，光伏電池板及光伏組件;下游為太陽(yáng)能電池，光伏的應(yīng)用領(lǐng)域，包括電站系統(tǒng)的集成和運(yùn)行。目前中國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較為完整，市場(chǎng)需求量大。

研究人員發(fā)現(xiàn)了硒，一種比硅更合適的太陽(yáng)能電池材料，并用其串聯(lián)太陽(yáng)能電池，從而提升太陽(yáng)能電池效率因此，從太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料環(huán)節(jié)。

宏觀(guān)市場(chǎng)觀(guān)察

——太陽(yáng)能電池是光伏行業(yè)重要一環(huán)

太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為太陽(yáng)能芯片或光伏電池，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿(mǎn)足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。

根據(jù)半導(dǎo)體材料的不同，可以將太陽(yáng)能電池分為晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池。晶硅電池是研究最早、最先進(jìn)入應(yīng)用的第一代太陽(yáng)能電池技術(shù)，按照材料的形態(tài)可分為單晶硅電池和多晶硅電池，其中單晶硅電池根據(jù)基體硅片摻雜不同又分為P型電池和N型電池。目前應(yīng)用最為廣泛的單晶PERC電池即為P型單晶硅電池，而TOPCon、異質(zhì)結(jié)、IBC等新型太陽(yáng)能電池技術(shù)主要是指N型單晶硅電池。

——全球太陽(yáng)能電池行業(yè)技術(shù)周期：仍處于成長(zhǎng)期

2010-2020年，全球太陽(yáng)能電池行業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量及專(zhuān)利申請(qǐng)量均呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。雖然2020年全球太陽(yáng)能電池行業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量及專(zhuān)利申請(qǐng)量有所下降，但是這兩大指標(biāo)數(shù)量仍較多。整體來(lái)看，全球太陽(yáng)能電池技術(shù)仍處于成長(zhǎng)期。

——全球太陽(yáng)能電池技術(shù)焦點(diǎn)：十大熱門(mén)

全球太陽(yáng)能電池前十大熱門(mén)技術(shù)詞包括太陽(yáng)能電池、粘合劑、主成分、緩沖層、陽(yáng)極層、半導(dǎo)體、氣相沉積、均勻分布、發(fā)電系統(tǒng)和真空式。進(jìn)一步細(xì)分來(lái)看，太陽(yáng)能電池技術(shù)熱門(mén)詞包括云太陽(yáng)能電池板、聚合物、電介質(zhì)、層狀結(jié)構(gòu)等。具體情況如下：

——全球太陽(yáng)能電池技術(shù)來(lái)源國(guó)分布：中國(guó)占比最高

目前，全球太陽(yáng)能電池第一大技術(shù)來(lái)源國(guó)為中國(guó)，我國(guó)太陽(yáng)能電池專(zhuān)利申請(qǐng)量占全球太陽(yáng)能電池專(zhuān)利總申請(qǐng)量的42.31%;其次是日本，日本太陽(yáng)能電池專(zhuān)利申請(qǐng)量占全球太陽(yáng)能電池專(zhuān)利總申請(qǐng)量的20.70%。韓國(guó)和美國(guó)分別排名第三和第四，占比也均超過(guò)10%。

——中國(guó)太陽(yáng)能電池出口量

從出口情況來(lái)看，我國(guó)是光伏產(chǎn)業(yè)大國(guó)，2015-2021年我國(guó)太陽(yáng)能電池出口數(shù)量逐年增加，尤其是2019年，行業(yè)出口快速增長(zhǎng)。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，2015年我國(guó)太陽(yáng)能電池出口數(shù)量?jī)H有63249萬(wàn)個(gè)，到了2019年增加到245273萬(wàn)個(gè)，較2018年同比增長(zhǎng)120.23%。截至2021年11月，我國(guó)太陽(yáng)能電池出口數(shù)量已經(jīng)達(dá)到291927萬(wàn)個(gè)，已超過(guò)2020年全年數(shù)量。

——中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量預(yù)測(cè)

從我國(guó)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)數(shù)量來(lái)看，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量從2015年以來(lái)受需求端快速增長(zhǎng)的推動(dòng)下，不斷增長(zhǎng)，保持較高的行業(yè)增速，2020年受疫情影響，行業(yè)產(chǎn)量增速也僅是較2019年小幅下降，2021年1-11月，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量已達(dá)到21113.5萬(wàn)千瓦，已超過(guò)2020年全年的數(shù)據(jù)。

認(rèn)為2021年全年我國(guó)太陽(yáng)能電池行業(yè)產(chǎn)量將出于碳中和碳達(dá)峰戰(zhàn)略的推動(dòng)以及全球?qū)Νh(huán)保能源需求的快速增加，行業(yè)產(chǎn)量將突破23000萬(wàn)千瓦。在隨后的幾年，我國(guó)太陽(yáng)能電池行業(yè)雖然將受?chē)?guó)家補(bǔ)貼下滑的負(fù)面影響，但由于整體綠色能源市場(chǎng)需求潛力巨大，因此太陽(yáng)能電池需求仍將快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2027年，我國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量將達(dá)到85000萬(wàn)千瓦，年復(fù)合增速約30%。

中國(guó)太陽(yáng)能電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與太陽(yáng)能電池關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華東和華南地區(qū)，并且以江蘇、廣東省為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，未來(lái)布局太陽(yáng)能電池技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華東華南優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點(diǎn)關(guān)注江蘇省揚(yáng)州市高郵市、廣東省深圳市福田區(qū)、龍華區(qū)、寶安區(qū)所處太陽(yáng)能電池的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對(duì)于太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場(chǎng)的潛力空間。

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