●王云珠

光伏產(chǎn)業(yè)是山西省可再生能源發(fā)展的重要組成部分，是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的重要途徑之一。在國(guó)家整體能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略和政策支持引導(dǎo)下，特別是我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的提出，“十四五”時(shí)期，可再生能源包括光伏產(chǎn)業(yè)仍將處于快速發(fā)展期，在能源革命中光伏產(chǎn)業(yè)將扮演重要角色，而技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心和關(guān)鍵，將大幅度提高轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)電成本，為新能源的規(guī)?；l(fā)展提供有力支撐。

一、山西省光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

從光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況看，山西省光伏產(chǎn)業(yè)主要集中于電池、組件等中游光伏產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，形成了包括硅片、光伏電池、組件等較為完整的制造體系和系統(tǒng)安裝建設(shè)、產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈體系。

（一）光伏發(fā)電規(guī)模不斷擴(kuò)大

截至2020年底，山西省的電力總裝機(jī)規(guī)模約為1.04億KW，在全國(guó)排第六。其中：煤電裝機(jī)占比66%、風(fēng)電占比19%、光伏占比13%、水電占比2%，太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)成為山西省第三大電源。近年來(lái)，隨著光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃和光伏扶貧的大力推進(jìn)，山西省光伏裝機(jī)增速迅猛。截至2020年底，山西省太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量1309萬(wàn)KW，增長(zhǎng)46.4%，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量占全省總裝機(jī)容量12.6%，躋身全國(guó)十大太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)省份。

（二）光伏制造業(yè)快速增長(zhǎng)

2019年，山西省有規(guī)上光伏企業(yè)12家，擁有光伏電池片7.4GW、光伏組件4.3GW、光伏玻璃2000萬(wàn)平方米的產(chǎn)能，初步形成了鑄錠/拉晶—切片—電池片—組件光伏產(chǎn)業(yè)鏈。得益于潞安太陽(yáng)能、晉能科技等龍頭企業(yè)拉動(dòng)，山西省光伏制造業(yè)快速增長(zhǎng)。2019年，山西省光伏制造業(yè)實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入87.0億元，同比增長(zhǎng)36.15%，已形成晉中光伏產(chǎn)業(yè)集群、晉城光電產(chǎn)業(yè)集群（長(zhǎng)治光伏），建設(shè)了山西潞安太陽(yáng)能年產(chǎn)2GW高效單晶太陽(yáng)能電池智能生產(chǎn)項(xiàng)目、晉能光伏技術(shù)公司年產(chǎn)2GW異質(zhì)結(jié)高效單晶電池及組件一期500MW項(xiàng)目等一批重點(diǎn)項(xiàng)目，潞安太陽(yáng)能、晉能科技已進(jìn)入光伏行業(yè)前20強(qiáng)。

（三）生產(chǎn)工藝和裝備愈加先進(jìn)

在光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方面，山西潞安太陽(yáng)能PERC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22.5%，最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22.8%，高效PERC疊瓦組件功率達(dá)到420W，均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。晉能科技一直踐行迭代發(fā)展的技術(shù)戰(zhàn)略，堅(jiān)持以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。截至2020年底，晉能科技已申請(qǐng)專(zhuān)利167項(xiàng)，已授權(quán)專(zhuān)利88項(xiàng)，成立了國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心、省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、山西省高效太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換工程技術(shù)研究中心、山西省光伏電池組件及應(yīng)用工程研究中心等。晉能科技與中科院上海高等研究院建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，建成了國(guó)內(nèi)首條百兆瓦級(jí)別的高效異質(zhì)結(jié)（HJT）產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)的異質(zhì)結(jié)電池平均效率24%，最高達(dá)到24.7%，處于世界領(lǐng)先水平，推動(dòng)光伏行業(yè)進(jìn)入超高效技術(shù)階段。

（四）海外市場(chǎng)多元化拓展

隨著配套政策及融資手段的完善，山西省光伏產(chǎn)品出口大量增加，印度、日本、烏克蘭等新興市場(chǎng)成為海外市場(chǎng)出口的主力。2019年，晉能科技實(shí)現(xiàn)出口額1.27億美元，太陽(yáng)能光伏組件總銷(xiāo)量達(dá)1.8GW，全球銷(xiāo)量排名16位，主要出口到印度、越南、日本、韓國(guó)、澳大利亞、德國(guó)、烏克蘭、巴基斯坦、巴西等國(guó)家。潞安太陽(yáng)能積極開(kāi)發(fā)“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家市場(chǎng)，加速全球化布局，光伏電池產(chǎn)品出口到德國(guó)、日本等十余個(gè)國(guó)家。

二、光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀及問(wèn)題

光伏產(chǎn)業(yè)，其核心是太陽(yáng)能電池的研發(fā)與制作，電池的轉(zhuǎn)換效率、工藝難度、制造成本、使用壽命等問(wèn)題都至關(guān)重要，從如今的技術(shù)水平來(lái)看，仍然有非常大的提升空間。

（一）我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)與裝備

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)完成了從原材料、技術(shù)裝備和市場(chǎng)“三頭在外”局面向全產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化的轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和制造實(shí)力已處于全球領(lǐng)先水平，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)為數(shù)不多的具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)之一。

縱觀(guān)我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)演變，從2015年之前的鋁背場(chǎng)（BSF）電池主導(dǎo)，到2015年背面鈍化（PERC）電池開(kāi)始起量并成為目前市場(chǎng)主流電池，電池片技術(shù)已經(jīng)歷2代變革。目前，PERC電池轉(zhuǎn)換效率已接近天花板，TOPCon（隧穿氧化層鈍化太陽(yáng)能電池）提升空間有限，市場(chǎng)的關(guān)注熱點(diǎn)逐漸向異質(zhì)結(jié)（HJT5）等技術(shù)轉(zhuǎn)移。

從不同電池片路線(xiàn)轉(zhuǎn)換率看，當(dāng)前包括HJT、PERC+、TOPCon在內(nèi)的五大光伏行業(yè)先進(jìn)技術(shù)中，被公認(rèn)的最具競(jìng)爭(zhēng)力的就是HJT和PERC+這兩條技術(shù)路線(xiàn)。根據(jù)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CPIA）統(tǒng)計(jì)，2019年，單多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率為22.3%和19.3%。N-PERT/TOPCon電池平均轉(zhuǎn)換效率為22.7%，異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率為23.0%。從性?xún)r(jià)比角度來(lái)看，PERC電池目前量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率可達(dá)23%，與HJT/TOPCon等新型電池轉(zhuǎn)換效率差異并不大，但成本卻遠(yuǎn)低于新型電池，龍頭企業(yè)成本約0.54元/W~0.57元/W，預(yù)計(jì)2至3年內(nèi)PERC仍然是性?xún)r(jià)比最高的技術(shù)。

從我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈中電池片環(huán)節(jié)看，我國(guó)光伏電池轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提升，處于世界領(lǐng)先水平。2019年和2020年商業(yè)化應(yīng)用的單晶硅電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到22.3%、22.8%，2020年黑硅多晶電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到20.8%。同時(shí)，我國(guó)電池組件功率不斷增加。目前，我國(guó)主流的P-PERC型單晶電池組件以及鋁背場(chǎng)（BSF）多晶黑硅組件功率范圍可分別達(dá)到320W和285W；N-PERT/TOPCon組件和異質(zhì)結(jié)組件功率可達(dá)330W。

但是，我國(guó)在光伏前沿技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備制造和顛覆性技術(shù)研發(fā)方面還存在不足。光伏電池的高端產(chǎn)品研發(fā)與關(guān)鍵輔料仍與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距。HJT、IBC、TOPCon等高效電池效率尚未達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。HJT電池技術(shù)主要由日本松下集團(tuán)掌握，IBC電池主要由美國(guó)的SunPower公司掌握，尚需不斷研發(fā)新技術(shù)來(lái)提高電池效率，降低生產(chǎn)成本，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）山西省光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況及存在問(wèn)題

山西省光伏產(chǎn)業(yè)在高效PERC電池技術(shù)、異質(zhì)結(jié)HJT和TOPCon前沿技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，特別是開(kāi)發(fā)的異質(zhì)結(jié)電池在轉(zhuǎn)換效率、工藝步驟和溫度、雙面率、抗衰減性等方面具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

山西省晉能科技建設(shè)了國(guó)內(nèi)首條異質(zhì)結(jié)研發(fā)線(xiàn)，生產(chǎn)的異質(zhì)結(jié)電池平均效率24%，最高達(dá)到24.7%，處于世界領(lǐng)先水平，引領(lǐng)超高效異質(zhì)結(jié)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。該項(xiàng)目是全球首條采用PECVD沉積方法量產(chǎn)制備非晶硅鈍化膜的異質(zhì)結(jié)生產(chǎn)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)，鍍膜均勻性實(shí)現(xiàn)極差小于5%，明顯優(yōu)于其他同類(lèi)鍍膜均勻性極差10%的標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)對(duì)納米級(jí)非晶硅鈍化膜大面積沉積的精準(zhǔn)控制，以及對(duì)膜層特性的細(xì)微改性，使膜層的鈍化效果達(dá)到有效壽命4000微秒以上、開(kāi)路電壓高于740毫伏，優(yōu)于業(yè)內(nèi)量產(chǎn)有效壽命3000微秒以及開(kāi)路電壓735毫伏的水平；完成整線(xiàn)各工序量產(chǎn)難點(diǎn)的攻關(guān)，生產(chǎn)效率平均達(dá)到24%，高于同業(yè)水平約0.5%。

晉能科技的PERC產(chǎn)品電池平均轉(zhuǎn)換效率超過(guò)22.9%，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平，在國(guó)內(nèi)首次采用原子層沉積鍍膜工藝的單晶背鈍化太陽(yáng)能電池組件，也是行業(yè)內(nèi)首次在量產(chǎn)中采用電流退火方式抑制光致衰減，衰減量達(dá)到常規(guī)多晶水平，背面采用皮秒激光開(kāi)槽，降低激光對(duì)硅片的損傷，PERC組件首年光衰低于1.5%，優(yōu)于常規(guī)多晶產(chǎn)品。

但是，山西省光伏產(chǎn)業(yè)一些關(guān)鍵裝備技術(shù)和銀漿、靶材等原材料技術(shù)并沒(méi)有真正掌握，基本上都是控制在發(fā)達(dá)國(guó)家手中。盡管異質(zhì)結(jié)技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著，但高昂的成本是目前HJT技術(shù)在推廣中存在的最大制約。HJT電池成本主要來(lái)自硅片、漿料和靶材，三者占比分別為47%、24%和5%，非硅成本比例明顯高于PERC型電池，主要是因?yàn)閷?dǎo)電銀漿、設(shè)備折舊、靶材成本較高。目前，晉能科技異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品的成本是PERC的138%。

一方面HJT設(shè)備成本高。HJT所需PECVD設(shè)備和現(xiàn)有設(shè)備差別較大，關(guān)鍵設(shè)備需進(jìn)口，單位投資成本約8億元/GW~10億元/GW，國(guó)產(chǎn)設(shè)備約為5億元/GW~8億元/GW，PERC則只需要2.5億元/GW~3億元/GW，HJT電池設(shè)備成本約為PERC的2~3倍；而且作為一種新技術(shù)路線(xiàn)，HJT技術(shù)對(duì)其他高效技術(shù)的設(shè)備不兼容也成為其要面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。另一方面，異質(zhì)結(jié)產(chǎn)品的部分原材料成本高，比如TCO靶材、低溫漿料、制絨添加劑等與國(guó)外還有差距。HJT的漿料采用的是低溫銀漿，生產(chǎn)工藝難度高，同時(shí)需要冷鏈運(yùn)輸，價(jià)格較常規(guī)銀漿要高10%~20%。

可見(jiàn)，未來(lái)只有加快技術(shù)創(chuàng)新步伐，推動(dòng)HJT電池生產(chǎn)設(shè)備、銀漿制造國(guó)產(chǎn)化，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低生產(chǎn)設(shè)備及低溫銀漿、ITO靶材等原材料成本，才可能使這一超高效技術(shù)在成本上與單晶PERC單瓦成本持平。

三、促進(jìn)山西省光伏產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的建議

光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為山西具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新將發(fā)揮推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)關(guān)鍵作用。山西省要依托光伏制造領(lǐng)域發(fā)展基礎(chǔ)，集聚產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素，加大科研投入，加快光伏技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用，引領(lǐng)光伏產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助推山西能源轉(zhuǎn)型和碳中和目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

（一）加強(qiáng)光伏前沿領(lǐng)先技術(shù)創(chuàng)新和突破

大力支持光伏產(chǎn)業(yè)研發(fā)，推出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品創(chuàng)新。依托晉能科技等龍頭企業(yè)聯(lián)合省內(nèi)外高校、科研院所，緊盯光伏技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，以異質(zhì)結(jié)、鈣鈦礦、TopCon等新一代主流光伏產(chǎn)品為重點(diǎn)，強(qiáng)化光伏電池、組件等關(guān)鍵技術(shù)的迭代突破，關(guān)注配套技術(shù)的進(jìn)展，保持山西省在光伏產(chǎn)品科技領(lǐng)域的一定優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，攻克上游多晶硅核心生產(chǎn)技術(shù)和工藝，通過(guò)示范項(xiàng)目促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)化，降低成本，盡快實(shí)現(xiàn)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)設(shè)備的自主研發(fā)和生產(chǎn)。

（二）布局技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)和研究基地

推進(jìn)建設(shè)一批光伏技術(shù)重大創(chuàng)新平臺(tái)，完善應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟硬件條件，吸引更多創(chuàng)新要素資源和高端人才集聚，增強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、科技成果轉(zhuǎn)化及工程化產(chǎn)業(yè)化能力，進(jìn)而帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。推動(dòng)與國(guó)內(nèi)外高水平科研機(jī)構(gòu)和高校合作，支持以高層次科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)為核心，聯(lián)合高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、地方政府多元主體設(shè)立新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，集成科研、孵化、資本等因素和功能，對(duì)光伏關(guān)鍵核心技術(shù)和重大技術(shù)集成攻關(guān)，解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的“卡脖子”難題。加強(qiáng)山西省光伏產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)與國(guó)內(nèi)外行業(yè)組織、領(lǐng)軍企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的對(duì)接合作，鼓勵(lì)省內(nèi)光伏企業(yè)聯(lián)合頭部企業(yè)和跨國(guó)公司投資建設(shè)境外光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，推動(dòng)平臺(tái)、項(xiàng)目、資源等要素互聯(lián)互通，提高參與全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)際合作能力和競(jìng)爭(zhēng)力。

（三）加強(qiáng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新金融支持和激勵(lì)

加強(qiáng)對(duì)光伏科技創(chuàng)新的金融支持力度，通過(guò)各類(lèi)產(chǎn)業(yè)投資基金，加速建設(shè)光伏產(chǎn)業(yè)國(guó)家和省級(jí)創(chuàng)新中心，通過(guò)國(guó)家科技計(jì)劃（專(zhuān)項(xiàng)、基金等）鼓勵(lì)光伏前沿技術(shù)、共性核心技術(shù)的攻關(guān)。對(duì)光伏領(lǐng)域優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)，在財(cái)稅政策、人才引進(jìn)獎(jiǎng)勵(lì)、政府采購(gòu)、科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)等方面重點(diǎn)扶持；同時(shí)，將研發(fā)投入、發(fā)明專(zhuān)利數(shù)、高新技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)出等科技創(chuàng)新指標(biāo)納入企業(yè)績(jī)效評(píng)價(jià)考核指標(biāo)，激發(fā)企業(yè)科技創(chuàng)新內(nèi)生動(dòng)力。

（四）強(qiáng)化科技人才支撐

不斷優(yōu)化人才引進(jìn)機(jī)制，采取多種形式培養(yǎng)引進(jìn)光伏領(lǐng)域高端人才。復(fù)制晉能科技高端人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)模式，探索“候鳥(niǎo)式”聘任、“離岸式”研發(fā)、“巡回式”服務(wù)等柔性引才模式，匯集各類(lèi)創(chuàng)新人才。健全科研人員容錯(cuò)機(jī)制，支持科研人員大膽創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。建立科研人員激勵(lì)和約束機(jī)制，以市場(chǎng)化為導(dǎo)向，賦予科研人才享有科研成果分配自主權(quán)。加大本地人才隊(duì)伍培養(yǎng)力度，依托本省科研院所及高校，培育重點(diǎn)學(xué)科，開(kāi)展產(chǎn)教互動(dòng)合作，培養(yǎng)光伏技能人才。鼓勵(lì)有條件的地方建立國(guó)家級(jí)、省級(jí)光伏領(lǐng)域科技合作基地和引才引智示范基地，吸納集聚培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才。