近日，歐洲光伏技術與創(chuàng)新平臺（ETIP PV）發(fā)布《光伏戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程》向公眾征求意見，指出歐洲光伏技術已具有經濟和環(huán)境競爭力，但必須克服技術創(chuàng)新、裝備制造、系統(tǒng)集成和材料循環(huán)利用過程中的一些障礙。該議程分析了光伏技術研究和創(chuàng)新面臨的5方面挑戰(zhàn)，提出了關鍵技術到2030年的績效指標，并基于技術成熟度等級設定了技術路線圖。該議程對于重點領域的劃分不是基于技術類型，而是從提升光伏技術競爭力以推進完全市場化角度考慮，確定相應的關鍵技術，并基于技術的成熟度進行研發(fā)規(guī)劃。具體績效指標及優(yōu)先事項如下：
一、提高性能和降低成本
1、硅基光伏模塊
（1）技術指標（到2030年）。①歐洲具備100吉瓦（GWp）硅基電池單體和模塊的低碳制造能力。②公用事業(yè)規(guī)模光伏的平準化發(fā)電成本（LCOE）達到0.025歐元/千瓦時，集成光伏系統(tǒng)的LCOE低于0.05歐元/千瓦時。③歐洲成為高性能可持續(xù)硅基光伏技術的世界領先者，光伏模塊轉換效率達到25%，壽命達到50年，南歐地區(qū)的能源投資回報率（EROI）大于50。
（2）研發(fā)重點。①技術成熟度（TRL）2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，研發(fā)納米光子結構使電池單體更??；2022-2030年，通過上下轉換太陽電池、直接帶隙薄膜等先進技術提高效率。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2023年，開發(fā)用于G12及更大尺寸硅片的拉晶技術；2021-2025年，推進模塊開發(fā)。③TRL5-7級技術示范：2021-2026年，外延晶片/替代品的工藝及設備；2021-2030年，更高性能可持續(xù)模塊技術（無鉛、無氟、壽命更長等）。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2022-2027年，部署先進同質結、異質結電池/模塊的試點項目；2025-2030年，部署先進拉晶和外延晶片技術的試點項目。
2、鈣鈦礦基光伏模塊
（1）技術指標（到2030年）。①鈣鈦礦光伏的LCOE不高于晶硅（c-Si）光伏。②鈣鈦礦光伏的碳足跡低于晶硅光伏碳足跡的80%，且其模塊必須完全可回收。③商業(yè)鈣鈦礦光伏模塊效率高于23%。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2025年，研發(fā)無鉛薄膜光伏吸收層；2021-2026年，研發(fā)低成本高性能透明電極；2026-2030年，研發(fā)鈣鈦礦光伏回收策略。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2026年，開發(fā)模塊制造技術。③TRL 5-7級技術示范：2021-2023年，進行將鈣鈦礦光伏模塊應用于玻璃和箔片的多種用途中試規(guī)模示范。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2023-2029年，在歐洲建立將鈣鈦礦光伏模塊應用于玻璃和箔片的試產線。
3、薄膜（非鈣鈦礦）光伏模塊
（1）技術指標（到2030年）。①薄膜光伏技術的LCOE不高于晶硅光伏。②與2020年標準相比，薄膜光伏每瓦的銦或碲含量減少至1/3，效率增加20%。③歐洲薄膜光伏的全球市場份額達到10%。
（2）研發(fā)重點。①TRL2-3級技術早期研發(fā)：2021-2030年，篩選用于單結和多結光伏的新型薄膜吸收層材料。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2026年，開發(fā)用于特定集成應用的薄膜光伏；2023-2028年，通過模塊設計改進可持續(xù)性。③TRL5-7級技術示范：2021-2028年，大面積模塊的生產，降低“從實驗室到工廠”（lab-to-fab）的損失；2023-2030年，用于集成光伏系統(tǒng)的大規(guī)模定制生產流程。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2021-2026年，更大尺寸模塊的下一代生產設備；2025-2030年，建立大批量定制產品的試產線。
4、串聯(lián)光伏模塊
（1）技術指標（到2030年）。①串聯(lián)光伏的效率至少比相應的單結技術高5個百分點。②串聯(lián)光伏的壽命與單結技術相當。③增加結的生產成本低于8歐元/平米。
（2）研發(fā)重點。①TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2024年，開發(fā)穩(wěn)定的高質量復合層和電荷選擇層；2022-2026年，改進三結（3T）和4結（4T）串聯(lián)模塊概念。②TRL 5-7級技術示范：2021-2026年，開發(fā)模塊級的高產量生產工藝；2022-2028年，開發(fā)雙面多結器件。③TRL 7-8級技術旗艦項目：2023-2030年，在歐洲建立不同串聯(lián)技術及應用的試產線。
5、輔助系統(tǒng)（BoS）及提高能量輸出
（1）技術指標（到2030年）。①BoS組件需確保完整光伏系統(tǒng)的運行壽命達到50年。②BoS組件將確保光伏具備競爭力，即光伏系統(tǒng)LCOE達到0.025歐元/千瓦時，集成光伏系統(tǒng)的LCOE達到0.05歐元/千瓦時。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2022-2029年，研發(fā)具有更高功率密度和可靠性的寬帶隙逆變器。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2027年，將傳感器集成到光伏模塊中；2024-2030年，開發(fā)新型安裝固定結構，其材料更少，靈活性更高。③TRL 5-7級技術示范：2021-2024年，示范具有優(yōu)化電網管理功能的逆變器；2026-2030年，組件老化和能量輸出的聯(lián)合分析。
6、光伏制造數(shù)字化
（1）技術指標（到2030年）。評估和連接從組件生產到光伏電站建設運營的數(shù)據(jù)，使用基于人工智能（AI）的數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)工廠自學習和自優(yōu)化。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2027年，研發(fā)基于AI的自學習數(shù)據(jù)分析軟件；2022-2029年，研發(fā)制造工藝和產品的多尺度模型。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2029年，開發(fā)用于設備和生產數(shù)據(jù)的智能傳感器。③TRL 5-7級技術示范：2021-2025年，AI支持的預測性維護概念；2026-2030年，數(shù)字化方法的產業(yè)化。
7、光伏系統(tǒng)數(shù)字化
（1）技術指標（到2030年）。開發(fā)新型數(shù)字光伏系統(tǒng)，將光伏與光子學、微電子和電力電子學、傳感器、儲能、無線通信和計算機科學結合。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2025年，進行真實條件下的性能建模；2022-2029年，研發(fā)光伏系統(tǒng)的無線通信和傳輸。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2030年，通過AI和大數(shù)據(jù)分析改進能量輸出、預測及預測性維護。③TRL 5-7級技術示范：2021-2025年，建立光伏系統(tǒng)和電站的綜合數(shù)據(jù)集；2025-2030年，自動化和預測性光伏資產管理。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2026-2030年，光伏系統(tǒng)和電站的數(shù)字孿生。
二、提高壽命、可靠性和可持續(xù)性
1、低環(huán)境影響材料、產品和工藝
（1）技術指標（到2030年）。①生產冶金級硅（MGS）所需能量低于20千瓦時/千克（目前為32千瓦時/千克）。②串聯(lián)光伏系統(tǒng)的碳足印低于40克CO2當量/千瓦時，薄膜單結光伏系統(tǒng)低于20克CO2當量/千瓦時。③增加從歐洲生產商購買光伏材料。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2025年，光伏碳足跡評價；2022-2029年，量化材料高價值回收的收益。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2029年，開發(fā)低/零有害物質的高品質/可靠性晶硅模塊。③TRL 5-7級技術示范：2021-2025年，銅基連接系統(tǒng)；2026-2030年，在模塊組裝中使用可回收聚合物。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2024-2030年，建立歐洲原材料彈性供應鏈。
2、設計、系統(tǒng)及運行維護以用于再利用
（1）技術指標（到2030年）。①對于運行壽命低于15年的光伏系統(tǒng)，確保報廢時在相關回收處理部門實施明確的分類協(xié)議，并確保維修/重復利用量增加60%。②重復利用的模塊至少運行10年，到2030年累積壽命達到40年以上水平。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2025年，光伏系統(tǒng)的可逆材料和“材料護照”[1]；2022-2029年，再利用和回收的系統(tǒng)/模塊拆解技術。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2029年，新一代光伏面板和背板材料及可重復使用的涂層。③TRL 5-7級技術示范：2021-2025年，光伏模塊維修技術；2025-2028年，彈性和自修復互連技術；2026-2030年，非破壞性光伏健康表征技術。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2024-2030年，下一代可重復使用面板和背板材料的質量和可靠性驗證。
3、回收技術
（1）技術指標（到2030年）。①從切割硅錠的廢料中回收40%的純硅。②從光伏組件廢料中回收90%以上的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。③報廢回收率（EOL-RR）達到硅90%、銦30%、銀70%。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2025年，研究光伏材料的環(huán)境、社會和治理影響；2022-2029年，開發(fā)車輛/建筑集成光伏的回收工藝。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2029年，開發(fā)特定材料高價值回收工藝。③TRL 5-7級技術示范：2021-2024年，聚合物材料回收工藝；2025-2030年，報廢光伏中硅的高價值回收。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2024-2030年，從工業(yè)及用戶報廢光伏中回收玻璃用于新光伏產品。
4、生態(tài)標簽和能源標簽
（1）技術指標。每年更新生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)庫。
（2）研發(fā)重點。①TRL 5-7級技術示范：2022-2026年，通過生態(tài)設計加強光伏逆變器的可修復性；可持續(xù)性的整體評估。②TRL 7-8級技術旗艦項目：2022-2030年，進一步升級動態(tài)數(shù)據(jù)庫，大規(guī)模實施生態(tài)標簽。
5、質量保證以提高使用壽命和可靠性
（1）技術指標（到2030年）。①提高新技術（例如雙面光伏）和新系統(tǒng)設計（例如浮動式光伏）的優(yōu)良率評估準確性，不確定性小于5%（典型值為5%-10%）。②經擴展測試驗證的光伏組件使用壽命達到40年。③在歐洲建立組合或順序壓力測試的測試能力。
（2）研發(fā)重點。①TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2028年，開發(fā)預測光伏組件及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅動和/或物理模型；2022-2026年，開發(fā)確定長期退化的方法；2022-2024年，開發(fā)創(chuàng)新方法降低干熱氣候下的模塊環(huán)境溫度，以增加能量輸出。②TRL 5-7級技術示范：2021-2030年，示范涵蓋新技術和系統(tǒng)設計的更準確優(yōu)良率評估方法；2024-2027年，開發(fā)與天氣或環(huán)境條件相關的材料和組件選擇數(shù)據(jù)/設計工具。③TRL 7-8級技術旗艦項目：2022-2026年，建立組合或順序壓力測試設施；2025-2030年，確立光伏模塊取證方法；2026-2030年，通過虛擬原型工具預測熱-機械失效可能性。
6、提高現(xiàn)場性能和可靠性
（1）技術指標。②到2030年，確保在40年內經過驗證的系統(tǒng)能量輸出至少維持在初始水平的80%。②成本降低15%，到2025年光伏性能數(shù)據(jù)庫中50吉瓦機組平均運行時間至少達到3年，到2030年100吉瓦機組運行時間至少達到7年。
（2）研發(fā)重點。①TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2030年，開發(fā)預測性維護算法；開發(fā)嵌入式傳感器，使用現(xiàn)場自主無人機。②TRL 5-7級技術示范：2022-2028年，工程總包和運行維護友好型光伏組件及系統(tǒng)設計，開發(fā)復合或集成監(jiān)控診斷圖像解決方案；2022-2026年，運維優(yōu)化指標的大規(guī)模有效使用，開發(fā)完全診斷方法。③TRL 7-8級技術旗艦項目：2024-2030年，開發(fā)數(shù)據(jù)驅動和或物理模型/可靠性模型，建立光伏電站性能的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫。
7、可融資性、保證和合同條款
（1）技術指標（到2030年）。①與基準水平相比，公用事業(yè)規(guī)模光伏的典型加權資本成本降低1%。②確定具有相關風險的模塊、逆變器和支撐結構的保修級別。
（2）研發(fā)重點。①TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2025年，基于統(tǒng)計分析得出產品保證。②TRL 5-7級技術示范：2021-2025年，新的運行維護策略；2025-2030年，通過工程總承包合同提供具有不同成本的多種保修選項。③TRL 7-8級技術旗艦項目：2021-2025年，開發(fā)去風險平臺；2023-2030年，開發(fā)漸進式重新授權方案。
三、多樣化的應用和集成
1、建筑光伏
（1）技術指標（到2030年）。①建筑能源覆蓋：需求覆蓋率>50%，能源自給率>30%，電力自消費>80%。②建筑光伏成本比2020年水平降低50%以上。③產品運行壽命超過35年。④與2020年水平相比，產品可回收性提高50%，并符合建筑行業(yè)標準。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，研發(fā)超長壽命產品及組件，形成可定制的工業(yè)產品，成為建筑行業(yè)價值鏈的一部分。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2021-2027年，開發(fā)具有不同尺寸、抗脫落、美觀的光伏模塊互連技術。③TRL 5-7級技術示范：2022-2028年，用于智能光伏及雙面光伏的透明和不透明圍護部件。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2024-2030年，建立可批量生產定制建筑光伏的生產線。
2、車輛集成光伏
（1）技術指標（到2030年）。①開發(fā)不同的電池、互連以及封裝技術和材料。②車輛能源覆蓋：平均續(xù)航里程增加40%，充電次數(shù)減少50%。③支持歐洲光伏價值鏈深度融入汽車行業(yè)。④根據(jù)歐盟道路和車輛要求以及安全/維修/維護標準，在安全性、電磁兼容性、可回收性等方面調整光伏性能。⑤產品外觀和美學符合汽車行業(yè)標準。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，超快最大功率點追蹤技術和耐部分遮擋性能。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2027年，產品適合車輛安全和回收標準，開發(fā)與壽命、外觀和維修相關的互連和封裝。③TRL 5-7級技術示范：2023-2028年，車輛集成光伏的試生產線。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2025-2030年，示范集成光伏產品的汽車生產線。
3、農業(yè)光伏和景觀集成
（1）技術指標（到2030年）。通過生命周期分析，到2025年確定最具協(xié)同作用的電廠-光伏技術-農業(yè)布局，到2027年進一步評估，到2030年在公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電廠部署，具體將實現(xiàn)：①正協(xié)同平衡，即能源和作物的綜合產出超過任何單一產出；②通過區(qū)域內不同作物-能源的組合優(yōu)化使產品多樣化；③通過光伏電池板優(yōu)化收集來改善用水。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，光伏生產適應優(yōu)化作物的透明條件。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2027年，開發(fā)適合景觀集成以及公眾接受的光伏產品。③TRL 5-7級技術示范：2023-2028年，中試規(guī)模農業(yè)-光伏電站的區(qū)域多樣化示范。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2025-2030年，優(yōu)化作物-能源的實際規(guī)模示范。
4、浮動式光伏
（1）技術指標（到2030年）。①與2020年相比，將浮動式光伏成本降低50%以上。②發(fā)揮浮動式光伏的固有優(yōu)勢，如冷卻、跟蹤等。③增加浮動式光伏的使用壽命，使其接近或與陸上光伏相當（大于35年）。④與2020年相比，可回收性提高50%以上。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，改進模塊及BoS組件的壽命。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2027年，開發(fā)浮動式光伏的能量輸出性能預測技術，示范浮動式光伏的中性或正生態(tài)影響。③TRL 5-7級技術示范：2023-2028年，中等波浪高度浮動式光伏試點電站的示范，浮動式光伏結合風能或氫能的試點示范。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2025-2030年，海上浮動式光伏示范。
5、基礎設施集成光伏
（1）技術指標（到2030年）。與2020年相比：①將基礎設施集成光伏成本降低50%以上，同時維持基礎設施的主要功能；②將基礎設施集成光伏運行壽命提高80%以上；③可回收性提高50%以上。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，開發(fā)特定應用的包裝/封裝/連接器，改進在交通繁忙路段集成光伏的耐磨性。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2027年，測試防撞欄集成光伏的安裝。③TRL 5-7級技術示范：2022-2028年，示范隔音屏集成光伏。
6、低功率能量收集光伏
（1）技術指標（到2030年）。①在200-500勒克斯白光照明范圍內，將光伏模塊的低光照光轉換效率提高25%；②與2020年水平相比，成本降低50%以上；③運行壽命延長5年以上；④與2020年水平相比，可回收性提高50%以上，并符合室內或消費品標準。
（2）研發(fā)重點。①TRL 2-3級技術早期研發(fā)：2021-2026年，開發(fā)高效的低光照光伏，采用替代材料基板（如塑料、紙張）。②TRL 3-5級技術開發(fā)：2022-2028年，將光伏與儲能元件集成。③TRL 5-7級技術示范：2024-2028年，集成完全能量自主設備。④TRL 7-8級技術旗艦項目：2025-2030年，將能量自主設備用于信息和通信領域。
四、智慧能源系統(tǒng)集成
1、分布式智能控制
（1）技術指標（到2030年）。①開發(fā)支持儲能的光伏準確預測工具；②通過智能逆變器支持系統(tǒng)頻率控制；③智能逆變器的并網能力。
（2）研發(fā)重點。①TRL 5-8級技術開發(fā)、示范及旗艦項目：2021-2026年，智能逆變器并網能力的開發(fā)及示范。②TRL 6-8級技術示范及旗艦項目：2021-2025年，精確預測工具；2022-2025年，智能逆變器支持系統(tǒng)頻率的示范。
2、光伏集成到直流網以提高效率
（1）技術指標（到2030年）。①直流供電系統(tǒng)直接用于供應熱、冷和熱水；②建筑物混合交/直流系統(tǒng)標準化；③通過混合交/直流能源社區(qū)系統(tǒng)實現(xiàn)效率提高30%。
（2）研發(fā)重點。①TRL 6-8級技術示范及旗艦項目：2021-2025年，建筑物混合交/直流系統(tǒng)標準化，通過混合交/直流能源社區(qū)系統(tǒng)實現(xiàn)效率提高30%。
3、復合系統(tǒng)（包括需求靈活性）
（1）技術指標（到2030年）。①開發(fā)復合可再生能源解決方案以發(fā)揮低成本光伏的益處；②開發(fā)復合可再生能源解決方案以利用儲能系統(tǒng)的附加優(yōu)勢；③開發(fā)復合可再生能源解決方案以發(fā)揮負荷靈活性益處。
（2）研發(fā)重點。①TRL 6-8級技術示范及旗艦項目：2021-2025年，將光伏與其他發(fā)電結合以發(fā)揮低成本光伏的益處；2022-2027年，開發(fā)包含儲能的復合可再生能源系統(tǒng)；2022-2030年，開發(fā)靈活性負荷的復合可再生能源系統(tǒng)。
4、聚合能源和虛擬電廠
（1）技術指標（到2030年）。①為系統(tǒng)提供聚合服務的工具組合；②能源社區(qū)標準化運行模式；③集成電網分級控制的標準化。
（2）研發(fā)重點。①TRL 6-8級技術示范及旗艦項目：2021-2025年，開發(fā)為系統(tǒng)提供聚合服務的工具組合；2022-2027年，開發(fā)能源社區(qū)的標準化運行模式；2022-2030年，實現(xiàn)集成電網分級控制的標準化。
5、可再生能源智能電網通信和運行的互操作性
（1）技術指標（到2030年）。①基于逆變器的互操作控制系統(tǒng)；②系統(tǒng)通信協(xié)議連通性；③完全互操作的先進（遠程可控）逆變器服務。
（2）研發(fā)重點。①TRL 6-8級技術示范及旗艦項目：2021-2025年，開發(fā)基于逆變器的互操作控制系統(tǒng)；2022-2027年，開發(fā)系統(tǒng)通信協(xié)議連通性技術；2022-2030年，開發(fā)先進的逆變器服務。
五、轉型的社會經濟效益
1、太陽能光伏部署的廣泛社會參與
（1）主要目標。①可再生能源/光伏合作社；②可再生能源/光伏能源社區(qū)。
（2）重點舉措。①利益相關者：2021-2030年，簡化監(jiān)管；2023-2030年，為個人或集體的光伏部署提供機會。②研究：2021-2030年，增強實施吸引力的因素研究；2022-2030年，簡化實施的流程。
2、促進在城市的部署
重點舉措。①城市、區(qū)域、能源社區(qū)：2021-2030年，設計監(jiān)管和行政環(huán)境的舉措。②居民和供應者：2022-2029年，科學界和市政利益相關者之間的協(xié)作；2023-2030年，融資和眾籌解決方案的可行性。③國家監(jiān)管機構：2023-2030年，確保光伏行業(yè)和建筑業(yè)光伏的發(fā)展空間。
[1]材料護照（materialpassport），記錄了材料的生產、組成、使用等信息，為材料報廢和再利用提供相關信息，用于材料的循環(huán)經濟。
