當前,全球變暖、環境污染和能源短缺是困擾全世界的幾個相互交織的難題,減少化石能源的使用,提升清潔能源利用率,抑制二氧化碳的排放是控制氣溫上升、避免自然環境進一步惡化的必由之路。我國作為一個負責任的大國,2020年9月,國家主席習近平在第75屆聯合國大會一般性辯論上提出了我國將于2030年前“碳達峰”、2060年前“碳中和”的目標,并于12月在氣候峰會上進一步宣布了提升國家自主貢獻的一系列新舉措;在今年全國“兩會”上,“碳達峰”、“碳中和”首次被寫入《政府工作報告》,彰顯了我國堅持綠色低碳發展的戰略定力和構建人類命運共同體的決心。
光伏發電具有安全可靠、資源分布廣泛、環境友好的特點,其碳排放量遠低于化石能源發電,是實現“碳達峰”和“碳中和”目標的重要技術手段。在世界各國的共同努力下,光伏產業在過去十多年時間里取得了巨大進展,量產型光伏組件的光電轉換效率提升了近1倍,而其成本下降了90%以上。2020年,全球累計光伏發電裝機容量是2007年的7000倍,光伏發電“平價上網”指日可待。
我國是光伏制造和應用大國,在全產業鏈上都取得了世界領先地位。2020年,我國新增光伏發電裝機容量達48.45 GW,而光伏發電量卻僅占總發電量的3.5%,可見其仍有非常大的潛力為“碳達峰”、“碳中和”做出貢獻。
當前,光伏產業已呈現出多元化和高效率的發展趨勢。晶體硅太陽電池在光伏市場占有絕對的主導地位,是最成熟的光伏產品,但這并不妨礙太陽電池技術的革新,硅基異質結(HJT)太陽電池和隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)太陽電池的產業化正如火如荼。薄膜太陽電池,如銅銦鎵硒(CIGS)和碲化鎘(CdTe)等的技術研究也取得了非凡進展,光電轉換效率不斷提升,其在光伏建筑一體化和柔性、輕量化的移動能源產品等優勢市場已逐步站穩腳跟。鈣鈦礦太陽電池作為一種新型太陽電池,憑借低成本、可溶液加工和優異的光電性能等優勢迅速發展起來,單結太陽電池的光電轉換效率達到了25.6%,和單晶硅結合的疊層太陽電池的光電轉換效率超過了29%,穩定性問題正逐步得到解決,因而也受到了廣泛重視。同時,光伏原材料、輔料和系統等領域也捷報頻傳。
為展示光伏技術的最新進展、應用場景和未來發展趨勢,共享學術和技術成果,《太陽能》雜志組織了本期SNEC 2021專刊。我們非常榮幸受邀擔任特約主編,認真負責地進行了論文組織與評審工作。本期專題分為產業觀察、學術研究和技術應用這3個部分,涵蓋了晶體硅太陽電池及組件、碲化鎘太陽電池、光伏發電系統與光伏電站的經濟成本分析等多個方面。通過本專題,希望與廣大光伏工作者一起研討光伏的研究理論、方法和技術應用,共同研討相關的國際、國內和行業標準,進一步提高光伏產品的光電轉換效率和壽命,降低成本,繼續提升光伏電力在總發電量中的占比,為我國早日實現“碳達峰”和“碳中和”,也為全人類的低碳可持續發展做出應有的貢獻。
沈 輝
麥耀華
王士濤
特約主編介紹

沈輝
沈輝,中山大學教授、博士生導師,順德中山大學太陽能研究院院長,廣東省光伏技術重點實驗室主任,光伏科學與技術國家重點實驗室(常州天合光能有限公司)學術委員會主任,國家光伏裝備工程技術研究中心(中國電子科技集團公司第四十八研究所)技術委員會主任,中國可再生能源學會光伏專業委員會副主任,中國光伏行業協會咨詢委員會委員,中國綠色供應鏈聯盟光伏專業委員會主任,國際太陽能協會會員,《太陽能學報》和《太陽能》雜志編委;先后承擔國家自然科學基金、863計劃及省市級等多項科研項目;在國內外核心期刊、學術會議發表文章200多篇,獲授權發明專利60多件。

麥耀華
麥耀華,現任暨南大學新能源技術研究院院長、教授、博士生導師;2009年中共中央組織部引進的海外高層次人才“國家特聘專家”,2014年河北省“巨人計劃”團隊領軍人才;中國可再生能源學會光伏專業委員會委員、廣東省太陽能協會副理事長、SEMI(中國)光伏標準技術委員會核心委員;獲得包括國家重點研發計劃在內的多項省部級以上項目支持;在包括《Nature Communications》《Energy & Environmental Science》等在內的多家雜志上發表論文120余篇,并獲得廣泛引用;獲得授權專利50余項,其中發明專利30項,國際專利3項,多項新技術和產品實現了產業化;主持和參與多項光伏行業、國家和國際標準的編制,并具有多年的產業化經驗。

王士濤
王士濤,江蘇中信博新能源科技股份有限公司首席技術官,國際電工委員會(IEC)TC82 WG7、TC82 WG9召集人;IEC 1906獎中國光伏領域第一位獲獎人,獲第29屆國際光伏科學與工程會議(PVSEC-29) 青年科學家獎;中國可再生能源學會光伏專業委員會委員,哈爾濱工業大學(威海)校外碩士研究生導師、兼職研究員;曾代表國家權威機構主持并參與了包括IEC 62187、IEC6 3104、IEC 62817-1等標準在內的多個國際及中國跟蹤器相關標準的起草工作;擁有多項太陽能發明專利;代表中國參與光伏質量評價工作組(PVQAT)的工作,擔任Task9、12工作組組長,重點研究光伏技術的長期穩定性工作;發表的論文被科學引文索引(SCI)、工程索引(EI)收錄。