一、引言

近年来，在“双碳”目标及能源转型政策驱动下，我国光伏发电产业发展迅速。截至2025年8月底，全国累计发电装机容量36.9亿千瓦，同比增长18.0%。其中，太阳能发电装机容量11.2亿千瓦，同比增长48.5%。光伏产业也已成为我国少有的形成国际竞争优势、实现端到端自主可控、并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业。

中国华能作为国内最早布局光伏发电的中央企业之一，自2009年至今，经历“布局、发展、爆发”三个阶段，截至2025年8月，集团公司光伏累计装机容量已突破5744万千瓦，助力集团公司实现新能源装机突破1.12亿千瓦，低碳清洁能源占比超54%，提前完成“十四五”新增新能源装机目标。

作为集团公司的新能源技术研发中心、海上风电研发中心、知识产权中心及高层次人才聚集地，“十四五”以来，清能院紧扣国家、行业及集团公司对光伏发电高质量发展的需求，聚焦其中关键挑战，重点开展高效、平价、智慧光伏发电技术的开发、实证与产业化研究。目前已形成多元核心技术方向，涵盖钙钛矿电池组件研发、智能光伏应用、多场景多元互证、光伏治沙与生态治理等领域，并取得一系列显著成果，成功在行业内树立起华能光伏技术的领先影响力。

二、先进光伏技术开发及应用

1. 钙钛矿太阳电池组件技术

近年来，在全球能源转型及补贴政策的利好下，光伏发电技术发展迅速，作为市场主体的晶硅太阳电池量产转化效率已突破27%，已接近其理论极限29.4%，其效率进一步提升以及成本压缩的空间都已经十分有限。作为下一代光伏组件技术，钙钛矿太阳电池是一种基于钙钛矿型半导体材料的新型太阳能电池，其名称源于钙钛矿（CaTiO3）的晶体结构，与晶硅等传统半导体材料不同，钙钛矿半导体材料制备的太阳电池转换效率提升更易，单结钙钛矿电池的理论效率极限可高达33%，并可与钙钛矿或晶硅电池叠加制备叠层电池，理论效率极限有望突破45%，同时由于其良好的光吸收能力，只需要不足1微米的厚度即可吸收超过90%的太阳光，而且制造太阳电池每平米材料用量不超过2克，从原料到成品的所有制造流程均可在同一厂房内完成，制备温度低，具有很大的成本降低潜力，自2009年被首次提出以来，已成为全球研究的热点。

清能院自2015年开始钙钛矿技术研发，核心团队规模近20人，积累了十分丰富的研发和产业化经验。研发团队先后承担多项钙钛矿国家重点研发项目，建立了系统的钙钛矿电池研发和完善的检测分析平台，具备了实验室小面积基础研发、微型模组(100平方厘米级)、中试组件(3500平方厘米级)的全流程研发能力。2020年，集团公司开始大面积钙钛矿中试开发，研制出一套具有自主知识产权、国产化大面积钙钛矿光伏组件中试装备，攻克了量产型钙钛矿溶液配方和成膜技术，开发出了高效的传输层工艺，研制了出高效、高稳定的钙钛矿电池组件，建成了集基础研发、工艺放大、中试验证、性能检测于一体的小试实验室与3500平方厘米级单体钙钛矿电池组件中试线，打通了钙钛矿技术从基础研发到工艺放大的全流程研发体系，授权专利超过200项，获批“国家能源钙钛矿电池研发中心”。2022年11月，实现1449.39平方厘米组件面积下18.5%的光电转换效率，而同期国内主流研究单位在同等或低于该面积下的组件转换效率均未超过18.2%；2025年9月，实现695.9平方厘米大面积组件20.2%光电转换效率，相关指标已达到国际领先水平。

钙钛矿/晶硅叠层组件技术是钙钛矿太阳电池技术的重点研发方向，也被视为钙钛矿太阳电池技术应用的最终形态，清能院技术团队也在此领域持续开展研发。基于大面积钙钛矿电池的研究基础，清能院在大面积钙钛矿/晶硅叠层电池领域也取得了技术突破，实现了1000平方厘米以上钙钛矿/晶硅模组效率＞24%，这也是首个公开报道的大面积钙钛矿/晶硅叠层模组。

通过多年的钙钛矿技术研发及产品工艺开发，清能院钙钛矿技术已进入产业化前期关键阶段，相关技术成果入选中央企业科技成果推广目录（2023年）；后续将积极推动钙钛矿技术产业化落地，为集团公司光伏高质量发展提供技术支撑。

2.轻质光伏组件技术开发及应用

在“双碳”目标和整县光伏政策推动下，我国分布式光伏装机规模增长迅速。随着分布式光伏装机规模的增长，项目建设所需建筑屋顶条件愈加复杂，对光伏组件在复杂形状屋顶适应性、屋顶承重能力及防水等方面提出了更高要求，常规组件单一的技术形式及安装方法适应性不足，限制了分布式光伏装机规模的进一步增长。

在此背景下，2022年7月，清能院依托《轻量化高性能屋面－光伏一体化构件设计与应用研究》院基金项目，针对屋面－光伏一体化构件的热斑效应、轻量化与建筑安全性矛盾及热工设计不合理等问题，通过屋面光伏系统模拟仿真设计、样品试制、性能验证、迭代优化的研发思路，利用清能院淄博100兆瓦光伏组件中试线完成轻质屋面光伏组件产品设计和生产工艺开发，并通过产品认证及测试。

清能院轻质光伏组件产品可适用于复杂形状彩钢瓦屋顶，具有效率高、重量轻、抗冲击性能强的特点，重量仅6千克/平方米，组件重量为常规光伏组件1/3左右，可有效解决屋面承载力不足问题；采用8层结构设计，内嵌1.6毫米半钢化玻璃，兼容现有市场主流高效晶硅太阳电池，是目前市场上唯一能真正做到抗冰雹冲击的高效轻质光伏组件，并已通过第三方机构抗冲击测试。同时通过封装TPO防水卷材，开发TPO热风焊接安装工艺，施工简单可靠性高，可同步解决屋面防水问题。

3.光伏检测及实证技术开发及应用

在“十四五”现代能源体系规划指导下，我国加快推进以“沙戈荒”地区为重点的大型光伏发电基地建设。因建设地点环境条件愈发复杂多变，伴随新型光伏电池技术、封装材料发展，相关标准滞后，市场监督不足，导致光伏产品应用风险持续增加。

为掌握先进光伏技术的第一手实证数据，降低光伏产品应用风险，有效推动先进光伏技术在集团公司的规模化应用，清能院依托2021年、2022年承担的国家发改委、工信部等重大科技项目及集团公司科研项目支持开展了多场景户外光伏实证体系建设。2025年已建设戈壁异质结实证基地、海上漂浮式光伏平台，强紫外钙钛矿实证基地，并在宁夏银川、海南定安、黑龙江漠河等地开展实证合作，具备场景针对性强的优势；采用在线/离线同步监测、室内/室外对比互证、环境因素耦合分析等先进技术，具备数据准确性高的优势；针对异质结、钙钛矿等先进产品，CV+IV融合、大数据等先进技术、光伏+生态治理等先进模式开展实证，具备实证产品/技术先进的优势；实证结果由工信部公共服务平台发布，与中国电子标准技术院、CTC、CPVT实现数据互认，具备结果权威性强的优势。

基于多场景户外光伏实证体系建设，已与行业内多家组件、逆变器、支架、运维设备企业的实证合作，通过实证研究推动先进光伏技术的规模化应用，助力集团公司继续引领光伏行业发展。

三、未来发展趋势及展望

9月24日，国家主席习近平在联合国气候变化峰会发表视频致辞，宣布中国新一轮国家自主贡献：到2035年，中国全经济范围温室气体净排放量比峰值下降7%～10%，力争做得更好。非化石能源消费占能源消费总量的比重达到30%以上，风电和太阳能发电总装机容量达到2020年的6倍以上、力争达到36亿千瓦，森林蓄积量达到240亿立方米以上，新能源汽车成为新销售车辆的主流，全国碳排放权交易市场覆盖主要高排放行业，气候适应型社会基本建成。未来，随着我国光伏装机规模的进一步增长，更高效低成本的组件技术、更先进稳定的光伏系统集成技术、更多元综合应用场景是我国光伏发电技术的重要发展方向。

清能继续将围绕打造“高效率、轻量化、高可靠”产品+“多场景、多元”户外实证及检测技术服务两大方向加速演进，进一步突破钙钛矿大面积光伏组件制备技术，打造高效、低成本、高稳定性的钙钛矿及钙钛矿叠层电池组件，形成集团公司独有的下一代光伏增长曲线；积极布局光储一体化、分布式光伏、虚拟电厂等先进系统集成技术，加强光伏与储能、氢能、虚拟电厂等领域的深度融合研究，推动能源系统向智能化、综合化方向演进；结合先进光伏产品及系统集成技术的开发，进一步扩充多环境户外实证基地数量，打造国家级“先进光伏实证与认证中心”，依托实证大数据，研究“沙戈荒+生态治理”等“光伏+”解决方案，全面支撑集团公司“十五五”新能源发展规划，铸就集团公司高质量发展的技术核心引擎。