光电转换效率有望实现47%！欧洲计划开发下一代纳米线太阳能电池：有望为卫星运行提供动力保障【附太阳能电池技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

近日，据美国趣味工程网站报道，一个名为“ZEUS”的欧洲科研项目获得400万欧元资助，旨在未来4年内，开发出下一代纳米线太阳能电池。这种电池有望为低地球轨道通信卫星提供稳定的能源支持。该项目由来自西班牙马拉加大学、瓦伦西亚理工大学以及德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的科学家联合发起。他们计划使用极薄的针状纳米线结构研制太阳能电池。这种纳米线的直径仅为200纳米，大约是人头发丝直径的千分之一，但它们却具有惊人的吸收太阳光能力。

目前用于太空领域的纳米线太阳能电池的光电转换效率约为15%。为进一步提升转换效率，ZEUS项目团队致力于研制出“三结纳米线电池”。这些电池采用Ⅲ—Ⅴ族半导体材料构建而成，有望实现高达47%的理论效率。届时，纳米线太阳能电池将在太空中更有效地产生电能，为卫星的运行提供可靠的动力保障。

科学家表示，这种纳米线因其极小的尺寸和特定的排列结构，展现出极佳的抗辐射性和高光吸收能力，能在天基太阳能电池领域大显身手。此外，ZEUS项目还将探索使用轻质柔韧材料作为太阳能电池的基础，以期制造出大型可部署的光伏电池板。

图片来源：摄图网

技术价值观察

太阳能电池产业链一般包括上游的原材料，如硅片、银浆、纯碱、石英砂等，以及将原材料进行加工，制造成硅棒、硅锭和硅片等;中游分为两大部分，光伏电池板及光伏组件;下游为太阳能电池，光伏的应用领域，包括电站系统的集成和运行。目前中国太阳能行业的产业链较为完整，市场需求量大。

欧洲计划使用极薄的针状纳米线结构研制太阳能电池，这种电池采用Ⅲ—Ⅴ族半导体材料构建而成，有望实现高达47%的理论效率。从太阳能电池产业链上看，该技术处于产业链的上游原材料环节。

宏观市场观察

——太阳能电池分类情况

太阳能电池可以分为三类：第一代晶硅电池、第二代化合物薄膜电池以及第三代新型电池。钙钛矿电池属于第三代新型太阳能电池，具有原料无毒且储量丰富、成本低、工艺简单且可柔性制备等优点，产业化发展潜力巨大，目前发展仍处于中试线阶段。

——全球太阳能电池专利申请量及专利授权量

2010-2019年全球太阳能电池行业专利申请数量呈现波动增长态势，2020年全球太阳能电池行业专利申请数量有所下降，为4892项。

在专利授权方面，2010-2018年全球太阳能电池行业专利授权数量波动增长，2019年开始出现下降趋势，2020年全球太阳能电池行业专利授权数量为2554项，授权比重为52.21%。

2021年，全球太阳能电池行业专利申请数量和专利授权数量分别为2604项和910项，授权比重为34.95%。截止2022年1月21日，全球太阳能电池行业专利申请数量为42787项。

——全球太阳能电池行业技术来源国分布：中国占比最高

目前，全球太阳能电池第一大技术来源国为中国，我国太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的42.31%;其次是日本，日本太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的20.70%。韩国和美国分别排名第三和第四，占比也均超过10%。

——中国太阳能电池产量情况

从我国太阳能电池生产数量来看，我国太阳能电池产量从2015年以来波动增长，2020年受疫情影响，行业产量增速也仅是较2019年小幅下降，2021年1-11月，我国太阳能电池产量已达到21113.5万千瓦，已超过2020年全年的数据。

——中国太阳能电池需求情况

中国光伏产业近年来发展迅猛，产业规模持续扩大。2023年，行业总产值超过了1.75万亿元人民币，多晶硅、硅片、电池、组件等主要制造环节的产量同比增长均超过64%。光伏新增装机规模在2023年达到了216.88吉瓦，累计装机量达609.35GW，其中集中式光伏新增装机超过110吉瓦，占比超过50%，反超了分布式光伏。为达成2030年碳达峰，2060年前实现碳中和，光伏发电行业将长期保持发展态势，预期2029年新增装机量有望达248-310GW。

——中国太阳能电池企业竞争情况

从企业品牌竞争来看目前我国太阳能电池行业竞争格局根据企业经营范围可以分为光伏一体化组件生产企业和专业电池生产厂商，两种类型企业均具有代表企业。

——中国太阳能电池产量预测

前瞻认为2021年我国太阳能电池行业产量将随着碳中和碳达峰政略的落实以及全球对环保能源需求的快速增加，从而继续保持高增长，行业产量将突破23000万千瓦。在随后的几年，我国太阳能电池行业虽然将受国家补贴下滑的负面影响，但由于整体绿色能源市场需求潜力巨大，因此太阳能电池需求仍将快速增长，而更多的则是行业内部的兼并重组，企业通过这一形式获取规模收益。前瞻预计2027年，我国太阳能电池产量将达到85000万千瓦，年复合增速约30%。

中国太阳能电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与太阳能电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华东和华南地区，并且以江苏、广东省为重点发展区域，未来布局太阳能电池技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华东华南优先导入，其中可重点关注江苏省扬州市高邮市、广东省深圳市福田区、龙华区、宝安区所处太阳能电池的相关企业，以及该地方对于太阳能电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国太阳能电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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