上世紀(jì)70年代起，在電力需求的壓力下，美國(guó)政府啟動(dòng)地面光伏研發(fā)項(xiàng)目，目標(biāo)是降低制造光伏電池和組件的成本，發(fā)展可商業(yè)化的光伏發(fā)電項(xiàng)目。彼時(shí)的光伏，與其說是“CELL”在發(fā)電，還不如說就是個(gè)“細(xì)胞”。

50年過去，光伏都經(jīng)歷了什么？

(資料圖)

成本 – 降低99.8%

對(duì)于商業(yè)化來說，降本是最大的目標(biāo)，50年中，降本是全球光伏最大的成就。

1975年，美國(guó)政府資助的工作開始認(rèn)真地生產(chǎn)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的光伏組件，能夠支持大規(guī)模的地面光伏電站。資料顯示，扣除通脹因素，按照可比成本計(jì)算，當(dāng)時(shí)的光伏組件的成本超過（以2022年美元計(jì)算的）200 美元/瓦。

1977年，中國(guó)光伏發(fā)電成本超過200元/度電；2000年左右，光伏系統(tǒng)開啟商業(yè)化，組件成本約5美元/瓦；2004年前中國(guó)開始大規(guī)模生產(chǎn)光伏組件前，光伏裝機(jī)成本大約為20美元/瓦，光伏組件約3美元/瓦；2010年，IRENA報(bào)告稱，全球光伏系統(tǒng)成本為4.7美元/瓦左右，組件成本降至1美元。

2015年是全球光伏的另一重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這一年中國(guó)開始實(shí)施光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃，國(guó)內(nèi)新增裝機(jī)超過15GW；美國(guó)光伏項(xiàng)目的成本已低于2美元/瓦，中國(guó)光伏項(xiàng)目成本不到1.5美元/瓦，組件成本約0.5美元/瓦；到2020年，中國(guó)光伏系統(tǒng)僅0.5美元/瓦左右，2021年中國(guó)宣布光伏進(jìn)入平價(jià)時(shí)代。

而光伏系統(tǒng)發(fā)電的核心部件 - 光伏組件，也已從當(dāng)初的200美元/瓦降至如今的不到0.3美元/瓦。

根據(jù)美國(guó)JPL（噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室）的報(bào)告，“1975年，成本對(duì)于在地球上廣泛使用來說仍然太高。如果太陽能電池要成為一種實(shí)用的、廣泛使用的地面電源，就必須將太陽能電池的制造成本降低大約100倍。”

組件從1975年的200美元/瓦，到如今的0.3美元/瓦，成本早已不是當(dāng)初的1/100，只有當(dāng)初的1/600，組件成本下降超過99.8%。

效率 – 提升300%

如果說最初發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換效率只是一種科學(xué)意義上的數(shù)字，那么1975 年，由美國(guó)政府資助開始認(rèn)真地生產(chǎn)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的光伏組件時(shí)，當(dāng)時(shí)最先進(jìn)光伏組件的轉(zhuǎn)換效率為 5%–6%。

2000年前后，當(dāng)光伏在歐美全面商業(yè)化后，商用光伏組件的效率大約在10%左右；2005年當(dāng)尚德、天合等中國(guó)光伏組件開始量產(chǎn)時(shí)，組件光電轉(zhuǎn)換效率大約在12%；2010年光伏組件效率提升至14%左右，而到2015年中國(guó)實(shí)施光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃時(shí)，多晶組件的效率要求不低于16.5%，單晶組件效率不低于17%。

如今，成本低于2.0元/瓦的高性能商用光伏組件，光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到22%–23%。就在一周前，隆基宣布，其26.81%的異質(zhì)結(jié)電池問鼎全球最高效率。

從1975年美國(guó)開始計(jì)劃光伏商業(yè)化，到如今光伏已在全球?qū)崿F(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，光伏組件的轉(zhuǎn)換效率已從當(dāng)年最先進(jìn)的5 - 6%，提升至如今廣泛商業(yè)化的22 – 23%，是當(dāng)年的4倍

壽命 – 延長(zhǎng)30倍

成本、效率之外，第三大關(guān)注點(diǎn)必須是壽命?；蛘哒f，如果效率會(huì)影響產(chǎn)品成本，那么壽命則決定了投資回報(bào)。

1975年，光伏組件還沒有“保修”的概念。盡管當(dāng)初的制造商在設(shè)計(jì)光伏組件時(shí)考慮了5 年的使用壽命，但許多組件在戶外暴露僅一、兩年后就過早失效。

到1985年，和大多數(shù)電氣設(shè)備一樣，大多數(shù)光伏組件也都提供10年保修。到2000年左右，當(dāng)光伏組件成本降至約5美元/瓦，光伏已在全球很多區(qū)域進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用。而為了滿足商業(yè)化的投資回報(bào)，有光伏組件制造商提出了“25年保修”，從此“25年”成為光伏組件壽命的標(biāo)配。

盡管因投資回報(bào)而提出的“25年保修”此后一直被認(rèn)為是光伏界的一個(gè)笑話，因?yàn)閺拿绹?guó)政府計(jì)劃光伏商業(yè)化到“25年保修”的提出，也不過25年。彼時(shí)確實(shí)有很多組件在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中成功運(yùn)行了 20 年或更長(zhǎng)時(shí)間，但那些幾乎都是實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品，而從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，光伏組件的工藝、材料都已發(fā)生重大變化。

但這樣的“笑話”，終究成就一段“神話”。至今，歐洲有運(yùn)行超過40年的光伏電站，中國(guó)蘭州1983年建成的光伏電站，部分組件經(jīng)測(cè)試仍能運(yùn)行。過去50年的事實(shí)證明，晶硅光伏組件25年的壽命不是25年后徹底報(bào)廢，而是經(jīng)過25年發(fā)電效率不低于初始值80%，基本都可以繼續(xù)使用。

今天的很多制造商對(duì)雙玻光伏組件的預(yù)期使用壽命為30至40年，并提出相應(yīng)的保修。從1975年時(shí)的1-2年，當(dāng)如今的30 – 40年，光伏組件的壽命延長(zhǎng)了30倍！

產(chǎn)能、容量 – 指數(shù)級(jí)爆發(fā)

隨著成本下降、效率提升、壽命延長(zhǎng)，光伏的制造產(chǎn)能、裝機(jī)容量也在指數(shù)級(jí)的爆發(fā)增長(zhǎng)。

從1975年美國(guó)計(jì)劃商業(yè)化光伏，到1979年全球光伏裝機(jī)總量達(dá)到1MW。1980年美國(guó)ARCO太陽能公司成為世界上第一個(gè)年產(chǎn)量達(dá)到1MW光伏電池生產(chǎn)廠家。

1990年全球太陽能電池年產(chǎn)量超過46.5MW，1995年達(dá)到77.7MW，2000年則達(dá)到400MW；此后隨著中國(guó)企業(yè)的加入，2005年全球太陽能電池年產(chǎn)量1759MW。從1979到2005的25年間，光伏容量增長(zhǎng)了6000倍。

但即便如此，2005年前的年新增裝機(jī)在太瓦時(shí)代已然只是坐標(biāo)軸上的零軸，2022年4月，全球光伏正式進(jìn)入“太瓦”時(shí)代！

從1990年到2005年，光伏電池和組件的工廠年產(chǎn)能從1～5兆瓦發(fā)展到5～25兆瓦，而從2005年到2010年組件廠產(chǎn)能已發(fā)展到50 - 100兆瓦，到2015年對(duì)于頭部組件制造商如天合、晶科、晶澳來說，50MW只是擴(kuò)產(chǎn)的一個(gè)基本單位；2020年前，吉瓦級(jí)擴(kuò)產(chǎn)投資成為行業(yè)普通新聞，如今一則新的投資沒有10GW規(guī)模無法引起行業(yè)關(guān)注。

未來 - 超乎你的想象

光伏商業(yè)化50年，任何一個(gè)10年都是指數(shù)級(jí)的成長(zhǎng)，任何一個(gè)10年都能把前一個(gè)十年的指數(shù)增長(zhǎng)變成可忽略的線性增長(zhǎng)。當(dāng)光伏發(fā)電進(jìn)入太瓦時(shí)代，未來空間還有多大？

在剛結(jié)束的《2022年中國(guó)光伏行業(yè)回顧與展望》報(bào)告中，CPIA認(rèn)為，在全球氣候變化的背景下，在1.5°C溫升控制的假設(shè)下，到2030年全球?qū)⑿枰?000 GW的光伏發(fā)電！

2022年4月，當(dāng)全球光伏首次進(jìn)入“太瓦”時(shí)代，預(yù)期2022年底全球?qū)碛?200 GW光伏發(fā)電。也就是說，未來八年，全球或需要3800GW新增光伏，年平均新增475GW！

《全球光伏》告訴你，你可以想象未來，但未來或?qū)⒊瞿愕南胂螅?/p>

（圖片來源：veer圖庫）

關(guān)鍵詞： 太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率