国际电工委员会(IEC)2025年1月底发布了《新兴光伏材料与技术》社会及技术趋势报告,全面分析了全球光伏市场的发展趋势、核心技术及标准化进程。报告指出,2023年全球光伏装机容量已达1.6太瓦(TW),相比2022年的1.2 TW实现大幅增长。钙钛矿光伏、量子点光伏(QDPV)等新兴光伏技术凭借高效率、低成本及广泛应用场景,正逐步成为行业发展的焦点。

新兴光伏技术崛起:突破传统硅基太阳能技术瓶颈
当前,传统晶硅光伏技术已接近理论效率极限,难以进一步突破。而钙钛矿光伏等新兴光伏技术凭借材料低成本、工艺简单、可调节带隙等优势,在实验室和产业化应用上均取得显著突破。报告显示,单结钙钛矿太阳能电池的实验室最高效率已达26.1%,钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率更是突破33.9%。此外,量子点光伏、聚合物光伏(OPV)等技术也在高效化、稳定性及大规模生产方面取得积极进展。
产业化进程加速,多国竞相布局
近年来,各国政府及企业纷纷加快对新兴光伏技术的投资与研发。欧洲企业正在推进钙钛矿光伏在柔性可穿戴设备及建筑一体化光伏(BIPV)中的应用;英国已建成100 MW的钙钛矿/硅叠层电池生产线;日本相关公司也在积极研发大面积钙钛矿光伏组件。中国企业在该领域的竞争尤为激烈。报告指出,2023年中国库布齐沙漠成功并网的全球首个兆瓦级钙钛矿地面光伏电站,标志着钙钛矿光伏正式进入商业化应用阶段。此外,国内多家企业已建成百兆瓦级生产线,并正在筹建千兆瓦(GW)级生产线。
应用场景广阔,低碳能源未来可期
新兴光伏技术的应用场景远不止传统地面光伏电站。报告分析了多个关键应用领域,包括:
建筑一体化光伏(BIPV): 钙钛矿光伏可用于透明光伏窗户、屋顶瓦片等,提升建筑能效。
智能穿戴设备: 轻量化、柔性化钙钛矿光伏电池可为智能手表、电子标签等提供持续供电。
航天及无人机领域: 2023年12月,搭载钙钛矿太阳能电池的“鸿鹄二号”卫星成功发射,标志着钙钛矿光伏在航天应用中的突破。
室内光伏及物联网(IoT): 钙钛矿光伏在低光环境下表现优异,可为智能家居、电子货架标签等提供能源支持。
挑战与未来:标准化建设迫在眉睫
尽管新兴光伏技术展现出巨大潜力,但仍面临产业化挑战,如稳定性、规模化生产、环境耐久性等问题。此外,目前针对钙钛矿光伏的国际标准尚不完善,IEC建议尽快制定针对材料、制造、应用等环节的标准体系,以推动新兴光伏技术的健康发展。
作为IEC市场战略局(MSB)委员和本报告的发起人,武汉大学范建斌教授表示:“新兴光伏技术的发展不仅将推动全球能源结构转型,还将在碳中和目标实现过程中发挥关键作用。制定统一的技术标准,有助于提高市场认可度,加速商业化应用。”
中国电机工程学会胡浩博士在报告编写过程中发挥了重要作用。他积极参与了报告的研究工作,并为新兴光伏技术的发展提出了重要建议。他强调:“新兴光伏技术的崛起,将为全球清洁能源发展注入新的活力。通过加强国际合作与标准化建设,我们可以加速这些技术的商业化应用,实现全球能源的可持续发展。”
随着技术的进步和市场的成熟,未来十年,新兴光伏技术有望颠覆当前光伏市场格局,成为全球清洁能源发展的重要支柱。