文•馮曉琦

從晶體和薄膜在中國(guó)市場(chǎng)誕生那天起，一場(chǎng)關(guān)于“產(chǎn)品效率和技術(shù)路線的競(jìng)賽”就敲響戰(zhàn)鼓，晶體硅電池的性價(jià)比日新月異，薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率也節(jié)節(jié)攀升。在過(guò)去五年中，聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池、納米晶太陽(yáng)能電池和有機(jī)太陽(yáng)能電池等新技術(shù)也不斷地在實(shí)驗(yàn)室誕生，讓行業(yè)對(duì)“技術(shù)走向何方”更加迷茫。

但從2014年伊始，人們發(fā)現(xiàn)，晶體和薄膜不再刷屏般存在，而換成另一個(gè)詞——高效光伏。

先是在去年年底的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上，中科院電工研究所副所長(zhǎng)許洪華表示，在“十三五”期間，“新型高效太陽(yáng)能電池”將是光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。 隨后，知名光伏市場(chǎng)調(diào)研公司Solarbuzz在3月發(fā)布的年度報(bào)告中，明確指出“高效的晶硅電池預(yù)計(jì)將占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，供應(yīng)商市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)200%”。能源智庫(kù)Energy Trend 的觀點(diǎn)更一針見(jiàn)血：掌握高效技術(shù)，必定成為光伏制造企業(yè)生存成長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。

所謂高效光伏，國(guó)際上沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但根據(jù)各個(gè)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，目前通常是指轉(zhuǎn)化效率超過(guò)17.8%的多晶硅產(chǎn)品、超過(guò)18%的薄膜產(chǎn)品，及其與相應(yīng)智能逆變器所構(gòu)成的整體系統(tǒng)。

作為被企業(yè)認(rèn)可、業(yè)界期望的技術(shù)，高效光伏的價(jià)值絕非簡(jiǎn)單的體現(xiàn)為降低建設(shè)成本、實(shí)現(xiàn)光伏平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)，而是代表了未來(lái)若干年可預(yù)見(jiàn)的技術(shù)主流，其與互聯(lián)網(wǎng)和智能化的結(jié)合還可能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的新變化。

高效組件揭面紗

高效組件被關(guān)注，和光伏供應(yīng)端的變化不無(wú)關(guān)系。

2012年前，全球最大的光伏應(yīng)用市場(chǎng)在歐盟，當(dāng)時(shí)，德、法等國(guó)政府都大手筆地給予光伏產(chǎn)業(yè)很高的補(bǔ)貼，也正因?yàn)檠a(bǔ)貼，歐洲的產(chǎn)業(yè)發(fā)展略顯粗放，組件技術(shù)水平提升不快。歐債危機(jī)的沖擊迫使各國(guó)降低了補(bǔ)貼的力度，歐洲的光伏市場(chǎng)因此一度萎縮。

而反觀前幾年光伏市場(chǎng)發(fā)展略顯平庸的日本，從2011年福島核電站事故后，日本政府更重視發(fā)展可再生能源，先是光伏補(bǔ)貼額度躍升全球最高，2013年開(kāi)始，日本成為全球最主要的光伏產(chǎn)品需求地區(qū)之一。

但與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)粗放的歐美相比，日本存在先天不足——國(guó)土面積小，光伏電池可安裝的空間有限。為了適應(yīng)日本的特點(diǎn)，諸多企業(yè)開(kāi)始加大研發(fā)力度并迅速提升產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換率，生產(chǎn)高效能的屋頂光伏產(chǎn)品。

但資本市場(chǎng)對(duì)于高效產(chǎn)品始終保持謹(jǐn)慎態(tài)度。直到艾隆•馬斯克旗下的SolarCity發(fā)起的一次并購(gòu)后，諸多資本才因?yàn)?ldquo;帶頭大哥”的又一次驚人之舉而開(kāi)始對(duì)高效組件青睞有加。2014年3月，SolarCity宣布收購(gòu)以擅長(zhǎng)生產(chǎn)高效電池板著稱的太陽(yáng)能電池板企業(yè)Silevo。其合作的目標(biāo)是，計(jì)劃在紐約州建設(shè)一家超級(jí)太陽(yáng)能電池板工廠，讓美國(guó)成為成本最低的電池板產(chǎn)地。

如果從財(cái)務(wù)角度看，高效光伏電池并不能直接降低光伏電池組件的成本。其真正的價(jià)值在于，轉(zhuǎn)換效率高讓所需電池板減少，從而不僅縮小光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地面積，而且能夠降低電站使用的輔助材料，如支架、纜線的成本，安裝電池組件所需的高昂人工成本也得以減少，使得高瓦數(shù)組件整體上更具備成本優(yōu)勢(shì)。

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Energy Trend在2014年的一項(xiàng)研究中指出，未來(lái)1～2年中，高效組件技術(shù)中PERC、N型單晶等技術(shù)都是值得關(guān)注的重點(diǎn)。其中，PERC即射極鈍化及背電極（Passivated Emitter and Rear Cell），這種依靠增加光波吸收來(lái)提升電池的技術(shù)，其光電轉(zhuǎn)換效率將達(dá)到21%，并能在有限的成本下明顯提升電池的效率，但這款產(chǎn)品存在光衰。

而轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22%的N-Type電池幾乎沒(méi)有光衰問(wèn)題，可保持穩(wěn)定的發(fā)電效率。但目前，N-type電池技術(shù)復(fù)雜，成本仍然遠(yuǎn)高于市場(chǎng)均價(jià)。

值得注意的是，無(wú)論專家談及的PERC，還是N型單晶，其被提出的條件都是——在產(chǎn)業(yè)化的前提下。

作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，光伏技術(shù)始終處于“兩條腿走路”的狀態(tài)。一個(gè)方向是沿著主流的技術(shù)路線、不斷挖掘技術(shù)潛力，就像上面提及的高效組件。而另一個(gè)方向，就是實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新以尋求技術(shù)突破，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化嘗試。但至少目前來(lái)看，現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)革命性變化不太現(xiàn)實(shí)——在實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到21%的產(chǎn)品，做成實(shí)際組件后，因?yàn)閾p耗等問(wèn)題尚未得到有效解決，實(shí)際轉(zhuǎn)換效率僅有13.4%。

可以想見(jiàn)，至少在未來(lái)幾年中，光伏組件的主流技術(shù)不大可能來(lái)自實(shí)驗(yàn)室的新發(fā)明，更可行的路徑是，在產(chǎn)業(yè)化的前提下，最大程度挖掘現(xiàn)有光電組件轉(zhuǎn)化的潛力，并以此積累技術(shù)能力，在連續(xù)性的產(chǎn)品創(chuàng)新中孕育革命性的技術(shù)突破。

智能逆變?nèi)?jí)跳

在光伏電站系統(tǒng)的構(gòu)成中，除了成本中占比最高的光伏組件，最重要的就是逆變器。盡管其成本不到整電站體建設(shè)成本的8%，卻是發(fā)電效率的保證。特別是在組件的轉(zhuǎn)換效率提升時(shí)，光伏電站的其它設(shè)施可以照舊使用，而逆變器卻需要隨著組件變化而進(jìn)行調(diào)整。

過(guò)去，光伏逆變器的效率提升主要是通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化及合理的軟硬件配置來(lái)進(jìn)行，比如集散式逆變器，其結(jié)合了組串式光伏逆變器和集中式光伏逆變器的優(yōu)點(diǎn)，可將發(fā)電效率提高3%。

但在2014年開(kāi)始，互聯(lián)網(wǎng)和智能化的概念進(jìn)入光伏領(lǐng)域，光伏和通信技術(shù)出現(xiàn)了跨界融合——利用通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便高效地監(jiān)控發(fā)電，全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)上傳到服務(wù)器。同時(shí)，用戶可通過(guò)多種手機(jī)客戶端訪問(wèn)網(wǎng)站，獲取光伏電站運(yùn)行等數(shù)據(jù)，挖掘逆變器效率提升的潛在能力。

目前，已經(jīng)有類似的通信技術(shù)進(jìn)入試運(yùn)行階段，比如華為在黃河上游水電的大型地面光伏電站上，就使用了智能逆變系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)線寬帶集群和多媒體運(yùn)維系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、云存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)挖掘及在線分析，實(shí)現(xiàn)電站可自動(dòng)體檢，并給予電站及時(shí)的運(yùn)維建議。

當(dāng)然，更多的企業(yè)已經(jīng)不滿于簡(jiǎn)單利用通信技術(shù)獲取運(yùn)維數(shù)據(jù)。目前，已經(jīng)出現(xiàn)逆變器技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，將通信的智能化升級(jí)為第三方光伏電站管理云平臺(tái)。

其中，最引人注目的就是2015年4月1日，逆變器龍頭陽(yáng)光電源宣布與“阿里云”達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，發(fā)布智慧光伏云“iSolarCloud”平臺(tái)，該方案計(jì)劃把數(shù)十萬(wàn)臺(tái)太陽(yáng)能電站，通過(guò)逆變器和通信系統(tǒng)，接入阿里云，建立標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化的運(yùn)行維護(hù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。而據(jù)陽(yáng)光電源的測(cè)算，云平臺(tái)每年可通過(guò)智能化管理，提升光伏電站收益3%～7%。

有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，逆變器技術(shù)創(chuàng)新，還會(huì)進(jìn)一步提升光伏在整個(gè)能源系統(tǒng)的地位，因?yàn)橹钡浇裉?，人們?duì)于光伏的理解，仍然就是目前的傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的補(bǔ)充。根據(jù)Worldwatch Institute公布的數(shù)據(jù)，2013年光伏全球發(fā)電量可滿足全球電力需求量的0.5%，而2014年，歐洲光伏發(fā)電占比也僅為3.5%。而未來(lái)，如果通過(guò)逆變器形成一個(gè)與其它能源系統(tǒng)互補(bǔ)的系統(tǒng)，光伏發(fā)電不再僅僅局限于就地消納使用，其富余電力可以源源不斷并入到縱橫全國(guó)的大電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與其他發(fā)電方式相得益彰的效果。

“趕超模式”正當(dāng)時(shí)

有一條產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)：新興行業(yè)要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展離不開(kāi)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，而企業(yè)是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要推動(dòng)力。但這條產(chǎn)業(yè)發(fā)展的鐵律在中國(guó)的光伏行業(yè)似乎表現(xiàn)得并不明顯。

為什么企業(yè)寧肯固守現(xiàn)有技術(shù)老技術(shù)？在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，光伏行業(yè)存在自己的特點(diǎn)——傳統(tǒng)的東西不一定不好，新興的東西也不一定站得住腳。特別是嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩讓產(chǎn)品價(jià)格狂跌，抑制了產(chǎn)品的研發(fā)投入。新技術(shù)在光電轉(zhuǎn)換效率上沒(méi)有特別的優(yōu)勢(shì)，但成本很高，對(duì)市場(chǎng)化程度較高的光伏產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，明智的選擇并非大筆投資于新技術(shù)。

而中國(guó)作為趕超型國(guó)家，一直以來(lái)所追求的并非全新技術(shù)的突破，追求新技術(shù)的突破，而是現(xiàn)行技術(shù)的完善。多年來(lái)，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展路徑始終是“引進(jìn)-吸收-消化-再創(chuàng)新”，也就是說(shuō)，中國(guó)企業(yè)的技術(shù)能力主要體現(xiàn)在引進(jìn)吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，盡管盡管原始創(chuàng)新能力還有待提高，，但可以在現(xiàn)有技術(shù)路線的基礎(chǔ)上，不斷改良技術(shù)。所以，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步并沒(méi)有更多的體現(xiàn)在技術(shù)復(fù)雜度很高的產(chǎn)業(yè)鏈上游，比如硅基提純技術(shù)的突破等，而是通過(guò)不斷更新技術(shù)密集的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提升生產(chǎn)能力，以完善現(xiàn)有技術(shù)路線。

盡管中國(guó)企業(yè)已成為全球光伏市場(chǎng)最大的供應(yīng)商，但從技術(shù)能力的角度看，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)還難言處于國(guó)際技術(shù)前沿。但這并不意味著中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會(huì)止步不前，相反，如果以現(xiàn)有技術(shù)的提升和改善為特征的高效光伏在未來(lái)幾年成為產(chǎn)業(yè)技術(shù)演進(jìn)的主要方向，中國(guó)光伏企業(yè)將會(huì)擁有更大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
趕超型發(fā)展模式下成長(zhǎng)起來(lái)的中國(guó)企業(yè)，在持續(xù)的技術(shù)學(xué)習(xí)過(guò)程中已經(jīng)具備了完善現(xiàn)有主導(dǎo)技術(shù)的能力，通過(guò)改良技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，中國(guó)企業(yè)將會(huì)形成更強(qiáng)大的高性價(jià)比產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。在“中國(guó)制造2025”的背景下，互聯(lián)網(wǎng)公司、通訊企業(yè)等高科技企業(yè)等都開(kāi)始嘗試與光伏企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合。這給光伏行業(yè)帶來(lái)的不僅是新技術(shù)，更為重要的是把“互聯(lián)網(wǎng)+”的新理念和新業(yè)態(tài)繼續(xù)放大，成為光伏產(chǎn)品日趨完善的新動(dòng)力，最終加快光伏平價(jià)上網(wǎng)的進(jìn)程。

（作者系對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)副教授）

文章來(lái)源于《能源評(píng)論》雜志