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¿Cuál es la tendencia de desarrollo de la energía fotovoltaica después del 5.31?

Principales empresas cotizadas del sector: Longi (601012); Jingao Technology (002459);

Los datos centrales de este artículo: Gastos en I+D de las empresas cotizadas del sector de generación de energía fotovoltaica; el número de artículos publicados sobre generación de energía fotovoltaica

El calibre estadístico del texto completo: 1) El número de artículos publicados se basa en "energía solar". "Fotovoltaica" y "energía solar" son las unidades

Fotovoltaica" es la palabra clave, y se seleccionan "China" y "papel" para su selección. 2) La fecha estadística es el 29 de agosto de 2022. 3) Si hay algo especial, el calibre estadístico se explicará en la parte inferior del gráfico

Descripción general de la tecnología de la industria de generación de energía fotovoltaica

1. Principios y tipos técnicos

(1) Industria de generación de energía fotovoltaica. Principio técnico

La generación de energía fotovoltaica es una tecnología que utiliza el efecto fotovoltaico en la interfaz del semiconductor para convertir directamente la energía luminosa en energía eléctrica. El principio de generación de energía es el siguiente

(2) Tipos de generación de energía fotovoltaica

La generación de energía fotovoltaica generalmente se divide en dos categorías: energía centralizada. generación y generación de energía distribuida. La generación de energía centralizada son principalmente sistemas fotovoltaicos terrestres a gran escala; la generación de energía distribuida se utiliza principalmente para techos comerciales/industriales y de edificios.

2.

Los tramos intermedios de la cadena industrial de generación de energía fotovoltaica son los chips de batería, los componentes de la batería y la integración de sistemas, entre los cuales varias tecnologías de células fotovoltaicas son las rutas técnicas clave. Dependiendo del material semiconductor, la tecnología de células fotovoltaicas. Incluye principalmente células de silicio cristalino, células de película delgada, células apiladas y células de nueva estructura (células de tercera generación).

Las células de silicio cristalino son la primera generación de tecnología de células solares. El material, se puede dividir en células de silicio monocristalino y células de silicio policristalino. Las células de silicio monocristalino se pueden dividir en células de tipo P y células de tipo N según el dopaje de la oblea de silicio base. Actualmente, el PERC monocristalino más utilizado. La batería es una célula de silicio monocristalino de tipo P, mientras que las nuevas tecnologías de células solares como Topcon, HJT e IBC se refieren principalmente a células de silicio monocristalino de tipo N.

Las células fotovoltaicas de película delgada están divididas. en celdas y compuestos de película delgada a base de silicio, las baterías de película delgada están representadas por baterías compuestas de película delgada como el seleniuro de indio y cobre (CIGS), el antimonuro de cadmio (CdTe) y el arseniuro de galio (GaAs). Las baterías laminadas y de nueva estructura incluyen células solares orgánicas y baterías de sulfuro de zinc-estaño, células solares de perovskita, células solares sensibilizadas con colorantes, células solares de puntos cuánticos, etc.

El desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica está impulsado. por la evolución de las rutas tecnológicas de las baterías

El desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica está impulsado principalmente por la evolución de las rutas tecnológicas de las células fotovoltaicas, desde la primera generación de células fotovoltaicas representadas por células basadas en silicio hasta las de cobre. seleniuro de indio (CIGS), antimonuro de cadmio (CdTe) y arseniuro La segunda generación de células fotovoltaicas representada por células de película delgada de galio (GaAs), la tecnología de células fotovoltaicas se ha desarrollado ahora hasta la tercera generación, que incluye principalmente células solares orgánicas, de cobre. células de sulfuro de zinc-estaño, células solares de perovskita, etc.

Antecedentes de la política tecnológica de la industria de generación de energía fotovoltaica: apoyo político y mejora del nivel tecnológico

En los últimos años, mi país ha introducido una serie de políticas relacionadas con la tecnología de generación de energía fotovoltaica y la investigación y el desarrollo, y la industria ha acelerado la generación de energía fotovoltaica a través de orientación política. La promoción y la innovación de la tecnología han promovido el rápido desarrollo de la industria de generación de energía fotovoltaica.

El estado actual del desarrollo tecnológico en la industria de generación de energía fotovoltaica

1. El estado actual de la investigación y la inversión en tecnología en la industria de generación de energía fotovoltaica

( 1) Proyectos nacionales clave del plan de RD

Según los proyectos nacionales clave de RD anunciados, de 2018 a 2021, hay 15 proyectos nacionales clave de RD relacionados con la tecnología de generación de energía fotovoltaica en mi país.

Nota: En 2019 no se anunciaron proyectos de RD clave a nivel nacional relacionados con la tecnología de generación de energía fotovoltaica.

(2) Gastos de I+D de las empresas que cotizan en bolsa de acciones A

Después de años de desarrollo, la industria de generación de energía fotovoltaica tiene productos relativamente maduros, pero el nivel general de inversión en I+D de la industria es relativamente alto. Desde la perspectiva del mercado de acciones A, de 2017 a 2021, los gastos totales en investigación y desarrollo de las empresas que cotizan en bolsa en el sector fotovoltaico de China han aumentado año tras año.

En el primer trimestre de 2022, los gastos totales en I+D de las empresas cotizadas del sector fotovoltaico fueron de aproximadamente 28.113 millones de yuanes.

2. Resultados de investigación e innovación en tecnología de generación de energía fotovoltaica

(1) Número de artículos publicados

A juzgar por el número de artículos publicados sobre generación de energía fotovoltaica, Desde 2010, mi país tiene El número de artículos publicados sobre generación de energía fotovoltaica aumenta año tras año, lo que demuestra que el entusiasmo por la investigación sobre la generación de energía fotovoltaica sigue aumentando. Hasta agosto de 2022, se han publicado en China 18.289 artículos sobre generación de energía fotovoltaica.

Nota: El tiempo estadístico es a agosto de 2022.

(2) Puntos calientes de innovación tecnológica

A través de la nube de palabras de innovación, comprenda las palabras clave técnicas más populares en la industria de generación de energía fotovoltaica y analice los últimos temas clave de I+D en esta tecnología. campo. Smart Bud extrajo las palabras clave más comunes en unas 5.000 patentes en este campo técnico, incluidos módulos fotovoltaicos, energía solar, paneles fotovoltaicos, paneles solares, generación de energía fotovoltaica, paneles solares, inversores y otras palabras clave. Se trata de un gran número de patentes, lo que indica que la I+D y la innovación en la industria de generación de energía fotovoltaica se concentran en componentes fotovoltaicos y paneles fotovoltaicos.

(3) Áreas de interés de las patentes

Desde la perspectiva de las áreas de interés de las patentes de generación de energía fotovoltaica, las áreas de interés de las patentes de generación de energía fotovoltaica actuales son obvias y se centran principalmente en la energía solar y los paneles fotovoltaicos. , células solares y módulos fotovoltaicos esperan.

Análisis comparativo de las principales tecnologías de células fotovoltaicas

Desde una perspectiva técnica, silicio, arseniuro de galio, fosfuro de indio, telururo de cadmio, compuestos multicomponentes de seleniuro de indio y cobre (seleniuro de galio, indio y cobre ( El seleniuro de galio es un representante típico) es el grupo con el mejor rendimiento integral entre los materiales fotovoltaicos disponibles. Las ventajas y desventajas de sus diversas prestaciones conducen directamente a la situación actual de floreciente tecnología de células fotovoltaicas.

Nota: La eficiencia de conversión promedio solo se registra como eficiencia positiva.

Puntos débiles y avances en el desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica

1. Puntos débiles en el desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica

( 1) Células fotovoltaicas a base de silicio: Células tipo P La eficiencia de conversión es baja.

La eficiencia de conversión fotoeléctrica de las células fotovoltaicas afecta directamente la eficiencia de todo el sistema fotovoltaico, por lo que la eficiencia de conversión fotoeléctrica de las células fotovoltaicas es muy importante. La mejora de la eficiencia de conversión fotoeléctrica se basa principalmente en actualizaciones tecnológicas. Actualmente, las células fotovoltaicas de silicio cristalino se enfrentan al problema de la baja eficiencia de conversión, especialmente las células de tipo P.

Según datos del Instituto de Energía Solar de Hamelín (ISFH), la eficiencia límite teórica de las células PERC es 24,5, y la eficiencia de producción en masa de la línea de producción PERC ha alcanzado 23, acercándose gradualmente a la teórica. limitar la eficiencia.

(2) La eficiencia de conversión de las baterías de película delgada es baja.

Las células fotovoltaicas de película delgada tienen las características de baja atenuación, peso ligero, bajo consumo de material y bajo consumo de energía de preparación, y son adecuadas para combinaciones de edificios (BIPV). Sin embargo, las baterías de película delgada enfrentan los problemas de una baja eficiencia de conversión de producción en masa y un rendimiento de bajo costo.

2. Avances en el desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica

(1) La tecnología de baterías tipo N rompe el límite de eficiencia de conversión de las baterías tipo P.

En comparación con las baterías tipo P, la tecnología de baterías tipo N tiene las ventajas de una larga vida útil de los portadores minoritarios, sin atenuación inducida por la luz, buen efecto en condiciones de poca luz, un coeficiente de temperatura pequeño y una alta eficiencia de conversión. Frente al límite de eficiencia teórica de las baterías tipo P, la tecnología de baterías tipo N puede superar el límite de eficiencia teórica de las baterías tipo P y lograr una mayor eficiencia de conversión. Según datos de la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China (CPIA), en 2022-2023, la eficiencia de conversión promedio de la tecnología de celdas tipo N puede alcanzar el límite teórico de eficiencia de las celdas PERC (24,5).

(2) Las células de perovskita pueden lograr una mayor eficiencia de conversión.

Las células de perovskita son células solares de tercera generación que utilizan semiconductores de halogenuros metálicos orgánicos de tipo perovskita como materiales absorbentes de luz. Los materiales de perovskita tienen una absorción de luz más fuerte que los materiales de silicio cristalino, por lo que las células de perovskita pueden lograr altas eficiencias de conversión. Además de una alta eficiencia de conversión, las celdas de perovskita también tienen las ventajas de un precio bajo, una inversión pequeña y una preparación sencilla.

Dirección y tendencia del desarrollo tecnológico de la industria de generación de energía fotovoltaica: reducción de costos y mejora de la eficiencia

En agosto de 2022, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y otros cinco departamentos emitieron conjuntamente la "Acción Plan para acelerar el desarrollo innovador ecológico y bajo en carbono de equipos de energía eléctrica" ​​"Se propone que se necesitarán de 5 a 8 años para centrarse en equipos solares para promover la industrialización de tecnologías de células solares de silicio cristalino como Topcon, HJT e IBC , perovskita y componentes de células laminadas, y desarrollar nuevas investigaciones y aplicaciones de tecnología de células fotovoltaicas de alta eficiencia y bajo coste.

Se puede ver que la tecnología de generación de energía fotovoltaica se desarrollará en la dirección de la reducción de costos y la mejora de la eficiencia en el futuro. Por un lado, a medida que las células fotovoltaicas existentes se acercan gradualmente a la máxima eficiencia de conversión teórica, las células con mayor eficiencia de conversión se convertirán en la dirección de desarrollo de la tecnología de células fotovoltaicas; por otro lado, la mejora de la eficiencia de conversión de los módulos fotovoltaicos y la reducción de la fabricación; Los costos son los factores clave para reducir el costo de los módulos fotovoltaicos. Un factor clave para reducir el costo de la construcción de plantas de energía y, en última instancia, reducir el costo de la generación de energía fotovoltaica.

El Instituto de Estrategia de Neutralidad de Carbono con Mirada al Futuro se centra en políticas, tecnologías y productos en el campo de la neutralidad de carbono, apunta a la vanguardia de la ciencia y la tecnología internacionales, atiende las principales necesidades estratégicas del país y lleva a cabo actividades organizadas. e investigación planificada en torno a la "neutralidad de carbono" Investigación científica, promover la transformación y promoción de los logros de la tecnología neutra en carbono, encontrar avances tecnológicos para la innovación corporativa y brindar a los gobiernos de todos los niveles consultoría de gestión y consultoría técnica sobre caminos estratégicos para los picos de emisiones de dióxido de carbono y neutralidad de carbono. El decano Dr. Xu Wenqiang se graduó de la Universidad de California, Berkeley. Durante más de 20 años, ha estado profundamente comprometida con la investigación básica, el desarrollo de productos y la industrialización en campos como la energía limpia con bajas emisiones de carbono y los materiales ecológicos. Posee 55 patentes y 33 artículos, ha lanzado más de 30 productos al mercado, ha creado un valor comercial de 5 mil millones de yuanes y se centra en la investigación de energías limpias, como la energía del hidrógeno, la energía solar y el almacenamiento de energía.

Los datos anteriores se refieren al "Informe de consultoría estratégica sobre previsión de tendencias tecnológicas de la industria de generación de energía fotovoltaica y valor de inversión" del Instituto de Investigación Industrial Qianzhan.