1.4 光伏产业发展历程和趋势
1.4.1 国外光伏产业发展历程
自20世纪70年代全球石油危机爆发以来，各国政府开始重视能源的可持续发展，并制定了一系列政策，鼓励和支持发展新能源。光伏发电技术得到了西方发达国家的高度重视，相关国家投入大量的人力和物力研发光伏发电技术。
20世纪90年代，太阳电池的种类不断增多，应用日益广泛，市场规模也逐步扩大，并且随着光伏发电技术的不断改进和提升，光伏发电技术开始转向民用和商用的阶段。很多国家竞相出台发展光伏产业的计划及相关扶持政策。1997年，美国率先提出“百万光伏屋顶计划”。同年，日本和欧盟也先后提出“新阳光计划”和“百万光伏屋顶计划”。1999年，德国开始实施“十万光伏屋顶计划”，并出台相应的扶持政策，实行低息贷款，并且以0.5～0.6欧元/(kW·h)的高价收购输入电网的光伏电量，推动了光伏发电市场和产业的发展。此外，瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国也纷纷制定了光伏发电发展计划。进入21世纪，光伏产业发展迅速，其全球总装机容量在2008年达到了16GWp；2015年几乎达到了227GWp，至2016年则超过了 300GWp。而随着光伏产业技术的不断进步和规模的扩大，光伏发电成本快速降低。在欧洲、日本和澳大利亚等多个国家和地区，在商业和居民用电领域均已实现平价并网。
1.4.2 国内光伏产业发展历程
我国对太阳电池的研究始于1958年。1973年，开始在地面应用太阳电池；1979年，开始生产单晶硅太阳电池。20世纪80年代中后期，初步形成了生产能力达到4.5MWp的光伏产业[20]。2016年，中国单片太阳电池产量约为49GWp，太阳电池组件产量约为53GWp，光伏产业发展迅速，生产自动化、数字化水平不断提高，生产布局全球化趋势逐渐加深[21]。
受世界潮流的影响，我国先后投入了大量的人力和物力研究光伏发电技术，并出台了相关政策大力扶持发展光伏企业。近年来，我国将光伏产业发展作为能源领域的一个重要方面，并纳入国家能源发展的基本政策[22]。已于2006年1月1日正式实施的《可再生能源法》明确规定了政府和社会在光伏发电开发利用方面的责任和义务，确立了一系列制度和措施，鼓励光伏产业发展，支持光伏发电并网，优惠并网电价和全社会分摊费用，并在贷款、税收等诸多方面提供光伏产业多种优惠。2009年12月26日，第十一届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过了关于修改《中华人民共和国可再生能源法》（简称《可再生能源法》）的决定。修改后的《可再生能源法》进一步强化了国家对可再生能源的政策支持，该决定已于2010年4月1日施行。国家发改委从2011年开始发布光伏标杆并网电价政策，加快了我国光伏发电市场的快速发展，逐步制定差异化光伏发电补贴标准，并伴随产业技术进步，逐步下调光伏发电补贴水平。2017年，国家能源局印发了《关于推进光伏发电“领跑者”计划实施和2017年“领跑者”基地建设有关要求的通知》，通过光伏发电“领跑者”计划和基地建设促进光伏发电技术进步、产业升级、市场应用和成本下降。从2018年起，国家发改委、财政部和国家能源局印发试行《关于实行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》，进一步完善了风电和光伏发电的补贴机制，并建立了可再生能源交易体系，引导全社会绿色消费[23]。
目前，我国太阳电池组件生产量逐年增加，成本不断降低，市场不断扩大，装机容量逐年增加。我国光伏技术应用产业已形成了较好的基础，但总体上还有以下几点不足：技术水平较低，太阳电池光电转换效率、封装水平同国外相比存在一定的差距；出口依赖性大，国内太阳电池生产能力迅速提升，只顾一味扩大生产规模，容易出现产能过剩危机；成本仍然较高。目前，光伏市场的培育和发展缓慢，缺乏开拓性支持政策、法规和措施，光伏系统商业化市场仍受到一定的限制。
在2016年国家能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》中明确指出，在“十二五”规划期间，我国光伏发电的规模正在快速扩大。在2010—2015年短短几年内，全国光伏发电总装机从860MWp增长到了43.18GWp。2016年，我国光伏产业新增装机容量达到34.54GWp，累计装机容量77.42GWp。2017年，我国光伏发电新增装机容量为53GWp，同比增长54%，新增和累计装机容量均为全球第一。根据《可再生能源中长期发展规划》预测，到2050年，我国可再生能源的电力装机容量将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机容量将达到600GWp。
1.4.3 光伏产业发展趋势
开发新能源和可再生清洁能源，是解决能源危机的主要手段。充分地开发利用太阳能资源是当今各国政府的重要能源战略决策。随着先进技术产业化开始加速，光伏发电的成本正在不断降低，其效率也在不断提升。目前，单晶硅太阳电池的实验室效率已达25.6%，批量生产效率超过21%；多晶硅太阳电池的实验室效率已达22.04%，批量生产效率超过19%。
在太阳电池技术方面，钝化发射区背面钝化（PERC）技术、N型硅双面电池技术和多晶黑硅电池技术等高效率电池生产技术，成为当前太阳电池企业技术改进的主流方向。企业普遍通过这些技术对产业进行优化，以应对高效电池片市场需求量的快速增长。
在成本方面，当前我国光伏业供应链的每个环节均已形成规模，同时每一环节仍有技术进步空间，为进一步降低成本提供了空间。自2010年以来，光伏产品生产成本持续下降，为光伏平价并网和大规模推广应用奠定了坚实基础。2012—2017年光伏产品成本变化如表1-7所示[24]。
表1-7 2012—2017年光伏产品成本变化
在太阳电池组件产品与系统集成方面，智能组件、高效组件、高可靠性组件、双面太阳电池组件的应用，提高了光伏系统在不同环境要求下的可靠性与经济性（详见本书第8章）。光伏跟踪系统、水面光伏系统以及双面组件光伏系统的研究与应用，从系统层面对光伏系统进行了优化，提高了系统的发电量，降低了光伏系统的度电成本（详见本书第9章）。
从世界范围来看，光伏发电已经完成初期开发和示范阶段，光伏产业作为战略性新兴能源产业，其生产和应用成本正在不断降低，在其发展中应当致力于技术创新与突破，利用适当的政策进行引导；在光伏产业链不同环节以及光伏技术发展的不同阶段及时进行关键技术的预测与识别；在多方合作和内外部环境协同作用下完成光伏产业技术的突破[25]。