自1954年美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了轉換效率在6%左右的實用單晶硅太陽能電池，1960年人類第一次將光伏發(fā)電并入電網開始，至今光伏行業(yè)已然發(fā)生翻天覆地的變化，光伏發(fā)電已成為極其重要的清潔能源。
光伏發(fā)展至今，“效率”與“成本”始終是產業(yè)發(fā)展的關鍵詞，被重點關注。
成本優(yōu)勢光伏業(yè)發(fā)展迅猛
上世紀90年代后期，人類對光伏發(fā)電的需求開始加速，到1999年全球累計光伏裝機突破1GW，其后以每年40%左右的速度增長，全球光伏市場呈爆發(fā)式增長。下游市場的大幅增長帶動了上游擴產，這時期，快速擴張和更低的成本顯得更加重要，多晶鑄錠明顯的成本優(yōu)勢打開了一片新市場。
規(guī)?；慨a以及成本優(yōu)勢使得我國光伏產業(yè)規(guī)模不斷擴大，反之，又促進成本進一步下降。國際可再生能源署日前發(fā)布最新報告，全球大型地面光伏發(fā)電項目的平均投資成本在2009年～2015年間下降了62%(從5美元/瓦降至低于2美元/瓦)，尤其“十二五”期間(2011年～2015年)，我國光伏發(fā)電成本降幅接近70%，已經達到每千瓦時0.8元以下。正如國家能源局新能源和再生能源司副司長梁志鵬指出的一樣，“‘十二五’期間我國的光伏產業(yè)規(guī)模不斷擴大，歸根到底是依靠成本的競爭優(yōu)勢?！笨梢哉f，過去這么多年，我國光伏產業(yè)依靠成本優(yōu)勢獲得了巨大發(fā)展。
單純依靠成本優(yōu)勢有其局限性，光伏很可能陷入落后產能不能及時退出市場、先進技術產品無法進入市場、光伏產業(yè)整體技術升級緩慢、光伏發(fā)電工程質量存在隱患等的局面中?！俺杀镜母偁巸?yōu)勢是中國在過去發(fā)展中一個特殊時期的優(yōu)勢。在發(fā)展的初期，需要有成本方面的優(yōu)勢，但是到了新的時期，如果繼續(xù)依賴、高度依賴成本競爭優(yōu)勢，那么行業(yè)就會進入惡性競爭，走入一個質量有待提高、技術進步緩慢的困境，勢必會影響未來持續(xù)發(fā)展的能力?！绷褐均i表示。
不變法則越高效越經濟
按照國家能源局提出的目標，到“十三五”末，力爭太陽能發(fā)電規(guī)模較2015年翻兩番，成本下降30%。另外，邁入“十三五”，補貼逐漸下調已經成為一種無法避免也不可逆的趨勢，光伏產業(yè)未來必然走上平價上網的道路。補貼下調的同時，能否繼續(xù)保持領先優(yōu)勢以及規(guī)模增長，實際上取決于現(xiàn)在能不能實現(xiàn)發(fā)展方式的轉變，轉而追求度電成本優(yōu)勢。
太陽能能量密度低，收集成本高，這一特點決定了降低光伏發(fā)電成本的唯一方式，就是提高組件轉換效率。需要強調的是，越高效越經濟是不變的法則。從單片電池來說，當轉換效率提升了，每瓦銀漿、硅料等消耗變少了；從單塊組件來說，當轉換功率提升，每瓦玻璃、背板、鋁邊框、EVA等消耗減少了。另外，在單位面積上建設光伏電站，電站施工所用的建材、土地、工程成本，其使用數(shù)量是剛性的。當組件功率提升，同樣容量的電站需要的土地就減少了，相對應的支架、線纜、匯流箱等也減少了，分攤到每一瓦電站建設的成本也就下降了，具有更好的經濟性。據(jù)測算，組件轉換效率每提高1個百分點，光伏發(fā)電成本能降低6%以上。
舉例來說，主要光伏電站投資者在270W、280W組件中進行選擇時，往往會選擇投資收益更高、更高效的“領跑者”組件。相同裝機容量電站，280W組件相比270W組件可減少組件用量3.7%，節(jié)約土地成本、施工成本、物流運輸成本、直流線纜、支架、匯流箱成本等達3.7%。尤其是對于山地、采煤深陷區(qū)等復雜地形和水面電站，280W組件可大幅度降低電站工程成本，提高電站收益，更好地體現(xiàn)高效集約的產品優(yōu)勢。
事實上，光伏制造技術發(fā)展的核心也是轉換效率。過去5年，無論單晶還是多晶電池，都保持了每年約0.3%～0.4%的效率提升。截至2015年年底，我國年單晶及多晶電池產業(yè)化效率分別達到了19.5%和18.2%。當前晶體硅電池實驗室轉化效率已超過25%，為未來產業(yè)化效率提高奠定基礎。更重要的是，國家推廣“領跑者”先進技術，組件技術先進性的核心指標為轉換效率，要求多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉換效率分別達到16.5%和17%以上。
技術創(chuàng)新“領跑者”前行動力
“在‘十三五’時期，必須把行業(yè)的重點轉為‘技術領先’，在全球依靠技術先進來鞏固市場競爭力?！绷褐均i表示，“領跑者”計劃推出一年來，技術領先的產品普及與推廣迅速加快。行業(yè)制造水平、應用水平、標準及測試等方面整體大幅提升，在組件產品轉換效率提升方面促進作用更是明顯。受“領跑者”計劃的影響，我國光伏設備行業(yè)開始全面進入拼質量、拼效率的時代。
過去一年，整個產業(yè)不斷進行技術革新、加大技術研發(fā)投入，不斷刷新轉換效率世界紀錄，量產效率提升明顯。從首個“領跑者”基地——大同采煤沉陷區(qū)光伏領跑者示范基地的建設情況來看，17%及以上轉換效率的組件產品市場份額在大同一期領跑者項目中占比約70%。究其原因，近兩年，單晶產品技術革新更快，率先向市場推出具備經濟性的高效產品，更好地支撐了領跑者項目發(fā)展。以大同一期“領跑者”項目為例，單晶組件中有大量的高效新技術產品被應用，合計達200MW，而多晶高效新技術產品僅有28MW。
近兩年，單晶企業(yè)通過技術進步，拉單晶環(huán)節(jié)增加投料量，連續(xù)拉晶獲得成功，拉晶成本降至0.03美元/瓦，與多晶鑄錠每瓦成本持平。2014年開始，單晶企業(yè)全面推廣金剛線切片技術，大大提高硅片品質，減少制絨成本，同時提高了硅片生產速度，這也使得單晶切片成本降低了15%～20%。另外，多家企業(yè)單晶電池PERC產線上馬擴產等在國內外形成規(guī)模效應，這部分擴產的單晶電池生產設備多為引進的新設備，具備更先進技術和更高效的能力。種種因素下來，導致單晶效率提升更快、成本下降迅速，更好地滿足了“領跑者”要求。同時也需看到，還是有不少單晶電池產線為老線，此部分產能約占到50%左右，生產出來的電池片轉換效率難以突破瓶頸，只有20%左右滿足領跑者要求。另外雖然單晶PERC電池可以更好地滿足領跑者要求，但關于單晶PERC電池產能多數(shù)尚未釋放出來。
另一方面，近兩年多晶企業(yè)集中在多晶EL黑區(qū)、良品率穩(wěn)定性的研究，導致多晶鑄錠的技術提升速度慢了。但是，金剛線切配合黑硅技術，融合PERC背面鈍化電池技術，可以從根本上提升多晶電池的轉換效率，完全也可以適應領跑者要求。日前，多個一線品牌廠商就發(fā)布了其高效多晶產品，多晶效率屢屢突破20%瓶頸。晶科能源宣布其采用PERC和黑硅技術的高效多晶電池已進入量產階段，目前已經實現(xiàn)了20%以上的高效多晶電池的批量生產，有望在年內實現(xiàn)20.5%以上量產效率。晉能清潔能源總經理楊立友近日表示，目前該公司量產270W高效組件產出比已突破78.29%，預計到2017年270W高效多晶產品產能有望達到90%。保利協(xié)鑫CTO萬躍鵬在2016年光伏行業(yè)協(xié)會半年總結會議中表示，當前占據(jù)絕對主流地位的P型多晶技術，經過多年的產業(yè)化運作，儲備了一系列較成熟的先進技術，完全可以滿足“領跑者基地優(yōu)選標準”各檔次的評分標準。可以說，多晶產品轉換效率仍具較大潛力，多晶企業(yè)需加速推進新技術應用。
綜合來看，晶硅產品都具有較大技術進步空間，單多晶轉換效率都具備很大的提升空間。因而盡管“領跑者”瞄準轉換效率，但考慮到產業(yè)發(fā)展實際，給多晶技術進步一定時間，短期內在組件“領跑者”標準方面將可能繼續(xù)保持單多晶組件0.5個百分點的效率差距?？紤]到單多晶成本趨于一致、晶硅效率提升空間均有前景，未來決策部門應該會探討統(tǒng)一晶硅組件“領跑者”效率標準。
實踐證明，不論單多晶技術，都是成熟的晶體硅技術；不論何種路線，加速技術投入與革新，實現(xiàn)更高的效率與更低的度電成本，才是贏得市場的關鍵?？梢源_定的是，“更高效更經濟”將成為行業(yè)共識，技術革新更快、新技術應用更好的企業(yè)才能更好地適應“領跑者”時代。
