未来太阳能光伏发展趋势！随着整个价值链的创新，太阳能光伏产业正在迅速变化。近年来推动创新的主要动力是提高效率。这是通过钝化发射极背表面接触太阳电池技术（PERC）实现的，主要通过更高效的太阳能电池提高了光伏组件的性能 。

　　效率在系统层面也非常重要，有几个因素解释了推动高效技术的原因。从技术角度看，更高的效率可以减少安装现场的组件数量，节省安装面积以及电线和电缆的长度。

　　从市场营销的角度来看，能够提供最高效率组件的公司通常也被认为拥有高水平的研发团队和技术储备。在每年的大型光伏展会上，每个有高效率组件（当前一般是670W+的组件）的展台前总会有大量的人流，而一些没有资金技术的参展商则门庭冷落。

　　以下将探讨太阳能光伏产业在材料和组件制造、应用场景、运营和维护等方面的创新进展，以及在电池板退役和寿命末期管理方面的问题。

　　太阳能光伏产业的进一步发展在很大程度上取决于光伏系统周边成本（BoS）的降低，BoS成本占安装系统总成本的大部分，具有最大的成本下降潜力。实现这一目标的方法包括使用更便宜的电池材料（并减少材料使用）、降低电池制造成本和提高电池效率水平。以下重点介绍技术改进的主要趋势。

　　现有技术和新兴技术的研发不断取得进展，目的是进一步大幅降低成本和提高性能。预计各种技术将继续诠释光伏技术进步特征。沿着整个光伏产业链条不断发展的第一代技术仍占大部分的全球年产量。钙钛矿和有机叠层电池技术也展现了有趣的前景，但从长远来看，电池的耐久和价格等问题仍然需要解决和克服。

　　晶体硅（c-Si）组件属于第一代太阳能光伏板，占全球光伏产量的95%。其主要材料硅的规模经济性使硅，晶体硅比其他材料更经济高效。在过去几十年中，太阳能电池组件在效率和功率输出方面有了很大的提高。2006年，多晶硅光伏组件和单晶硅光伏组件的平均组件效率分别为13.2%和14.7%，自那时以来一直稳步增长，分别达到17%和18%。预计这一趋势将持续到2030年。由于成本不断下降，晶体硅电池在市场上的强大支配地位使得其他技术难以竞争。

　　PERC电池采用先进的硅电池结构。PERC电池在结构上与典型的单晶光伏电池没有太大区别；然而，关键的改进是背面钝化层的集成，这是电池背面的一层材料，能够提高电池的效率。事实上，钝化层在三个关键方面提高了电池的整体效率：

　　对单晶电池实施PERC架构的效率增益约为0.8%至1%，而对多晶硅电池的提升略低，为0.4%至0.8%。

　　PERC最近才开始进入商业领域，但已迅速成为单晶电池的新行业标准。有几个因素促成了这一显著进步，包括市场向单晶电池的重大转变，生产工具的可靠性和生产能力的提高，从而提高了薄膜的钝化质量，以及目前活跃于PERC生产行业的大量制造商在研发方面产生的推动力。

　　叠层太阳能电池是一片一片的单个电池，一个在另一个上，像搭积木一样，每个电池片吸收不同波长的光转换为电能，剩下的光在下面的电池中被吸收并转换为电能。能突破单结电池的理论效率极限，具有高达46%以上的理论效率。

　　新兴光伏技术包括几种叠层电池，主要根据所用材料（如有机、无机、混合）以及所用连接类型进行分组。叠层电池法已被用于制造世界上效率最高的太阳能电池，可将46%的阳光转化为电能。不幸的是，这些设备使用非常昂贵的材料和制造工艺，仍然无法进行量产。

　　薄膜技术通常被称为第二代太阳能光伏技术。用于生产薄膜电池的半导体材料只有几微米厚。这些技术通常包括两大类：

　　这些技术的生产成本可能更低，因为它们正以商业规模部署，但它们的效率水平较低。

　　用于大规模发电的薄膜技术在2006年左右异军突起，当时硅的成本因需求增加而上升。因此，尽管薄膜组件的效率较低，但其经济意义更大。然而，到2012年，硅材料价格的下跌，加上高效晶体硅电池片价格的下跌，已经将生产转向晶体硅技术。近年来，随着性能的提高和成本的降低，第一代基于晶体硅的光伏已经巩固了其商业霸主地位，但自2012年以来，薄膜技术的总体市场份额一直在下降。目前，薄膜技术仅占全球太阳能光伏市场的5%，而硅基太阳能组件仍占全球光伏组件市场的95%左右。

　　目前大多数太阳能电池是由硅制成的；然而，一个值得关注的领域是太阳能电池新材料的开发。特别是，钙钛矿是最有前途的材料之一，它是一种非常善于吸收阳光的矿物。2009年，第一个钙钛矿光伏器件仅将阳光中3.8%的能量转化为电能。然而，由于晶体很容易在实验室制造，其性能得到了迅速提高，到2018年，其效率已飙升至24.2%，这是美国和韩国的研究人员创造的接近硅的26.7%的实验室记录。然而，钙钛矿效率记录仅在实验室。

　　钙钛矿在走向市场成熟之前仍面临一些重大挑战。其中一个主要问题是耐用性。由于晶体在潮湿的环境下容易溶解，需要通过封装（例如通过氧化铝层或密封玻璃板）进行防潮保护。科学家面临的另一个挑战是，尽管他们已经能够在小面积钙钛矿上实现高效率水平，但他们还无法用更大面积的电池复制这种效应。

　　如果能克服这些障碍，钙钛矿型电池就有可能改变太阳能光伏的动力和经济性，因为它们比太阳能电池更便宜，而且不像晶硅电池组件那样在较低的温度下发电量受限。

　　CIGS电池的效率水平（22.9%）与商用晶体硅相当。然而，由于铟的稀有性，以及复杂的化学计量和繁复的工序，制造CIGS电池可能很困难，从而限制了短期内的大规模量产。

　　碲化镉薄膜太阳能电池的效率为21%，与CIGS非常相似，具有良好的吸收和较低的能量损失。碲化镉薄膜太阳能电池是通过低温工艺制造的，这使得它们的生产非常灵活且价格合理。碲化镉薄膜太阳能电池目前在所有薄膜技术中占有最大的市场份额。