3月25日，美国能源部（DOE）宣布资助近1.28亿美元用于降低太阳能技术成本、提高性能和加快部署^[1]，以实现到2030年太阳能发电成本的新目标。

一、研发部署

1、钙钛矿光伏研发。将投入4000万美元资助22个钙钛矿光伏研发项目，重点围绕3个技术主题。

（1）设备研发（效率及稳定性）。将投入1680万美元，在单元或小型模块层面提高钙钛矿太阳电池效率和稳定性，超越当前最先进水平。资助项目包括：通过创新界面工程，增强金属卤化物钙钛矿太阳电池的效率、稳定性和可靠性；为无需掺杂的甲脒基-甲胺基钙钛矿太阳电池开发电子和空穴传输层，提高其效率和耐久性；开发二维钙钛矿载流子传输层，以改进下一代钙钛矿太阳电池的稳定性、效率和铅毒性；开发空间分辨的表征方法，快速表征和评估引起钙钛矿不可逆降解和亚稳态的机理；可扩展、稳定钙钛矿太阳电池的多功能半导体配体设计；增强金属卤化物钙钛矿光伏器件效率和稳定性的材料性能表征；高效大面积钙钛矿太阳电池的露天制造；通过喷墨或气溶胶印刷将旁路二极管集成到电池互连中，以实现钙钛矿模块的可扩展和快速制造；开发新型的限定区域墨水绘图印刷（RAPID）工艺以制备高效稳定的钙钛矿薄膜；开发用于钙钛矿-钙钛矿串联太阳电池的新型低带隙钙钛矿材料；结合量子和机器学习层次方法加速对用于太阳电池的最佳钙钛矿材料的选择；研究金属卤化物钙钛矿太阳电池反向偏压下的老化机理以改善其长期稳定性；蒸气传输沉积钙钛矿薄膜用于太阳能电池的界面工程；开发高效、稳定的甲脒基-铯混合阳离子钙钛矿电池和模块；开发新型溶液印刷和光子固化方法，实现高通量、低成本在塑料基板上制备透明电极；开发使用疏水性三维碳纳米片作为电极材料的稳定、低成本钙钛矿太阳电池。

（2）制造研发。将投入900万美元，解决在相关规模和生产能力下制造钙钛矿模块的挑战。资助项目包括：开发制造设备和工艺，生产器件效率为27%的钙钛矿-硅串联太阳电池，该制造系统每小时可加工超过5000个晶圆；开发低成本、高产量、高通量的工艺及相关测量方法，用于钙钛矿模块的卷对卷制造，并示范有效面积达到3600平方厘米的模块，其功率转换效率为22%；利用缝模涂布工艺生产铅安全、耐用、稳定的金属卤化物钙钛矿电池模块；1米×2米串联钙钛矿太阳电池模块原型的制造。

（3）验证和可融资中心。将投入1400万美元支持国家实验室建立验证和可融资中心，用于验证钙钛矿设备性能，解决验收和融资相关难题，以促进这些技术具备市场竞争力，并调查钙钛矿太阳电池对环境的影响。资助项目包括：①桑迪亚国家实验室“商用光伏钙钛矿加速器”（PACT），将开发性能和可靠性测试协议，该协议可由商业光伏测试实验室使用标准设备来执行，并在项目期间转化为工业标准。PACT还将研究模块设计与性能稳定性和性能下降之间的关系，并确定钙钛矿专用技术成熟度的定义。此外，还将提供多种银行担保计划以帮助钙钛矿光伏公司实现技术商业化。该中心将在多种气候条件下部署超过50千瓦的钙钛矿光伏系统，以验证其性能和可靠性。②国家可再生能源实验室“新兴技术进步启发式评估中心”（CHEETA），将建立可靠性测试协议，集中可靠性和现场性能数据，验证钙钛矿模块性能，并支持融资业务。CHEETA将使用统一的测试来定量评估模块可靠性，以加快市场接纳；同时还将集成商业融资服务供应商，以促进新兴技术的商业化。

2、钙钛矿初创企业奖。将投入300万美元设立钙钛矿初创企业奖，旨在资助钙钛矿初创企业进行技术研发，以加快其技术商业化进程。

3、碲化镉（CdTe）薄膜太阳电池。将支持国家可再生能源实验室建立一个CdTe研究与开发联盟，投入2000万美元开展“CdTe光伏加速器”计划，推进低成本CdTe薄膜太阳电池技术发展。具体目标是：增强本土CdTe光伏材料和模块的生产，到2030年实现电池效率26%以上，并将模块成本降至0.15美元/瓦以内。

4、硅基光伏寿命改进。将投入700万美元，支持开发将硅基光伏系统寿命从30年延长至50年的技术，以降低能源成本并减少浪费。具体而言，将通过数据分析和数据采集传感器的开发、性能表征、组件硬件改进、更有效的运行和维护计划以及增加耐久性来改进光伏系统组件，如逆变器、连接器、电缆、机架和跟踪器等。

5、光热发电技术（CSP）

（1）先进CSP技术研发。将投入3300万美元支持先进CSP技术研发及应用，包括：开发新型太阳能接收器和反应器，以实现新的CSP应用，如用于高效发电循环的更高温塔式发电、用于热化学制燃料和化学品的太阳能反应器，以及其他太阳能过程热应用；推进坑式水池储热（PTES）技术，可作为独立系统或与CSP集成部署； CSP运营和革新，将关注开发技术以提高现有CSP技术的系统、过程和设计的可靠性、可操作性和生产率，以及开发用于商业CSP系统的组件和设备来改进系统设计和运行；CSP小型创新项目，将专注于能够极大降低CSP发电或供热成本的创新技术及概念。

（2）下一代CSP电站的示范。将在“第三代光热发电”（Gen3 CSP）项目的第三阶段投入2500万美元，支持桑迪亚国家实验室建立兆瓦级CSP示范电站，用于测试下一代CSP组件和系统，以实现2030年CSP发电成本0.05美元/千瓦时的目标。该项CSP技术采用固态陶瓷颗粒作为传热流体，运行温度超过700℃，可运行数千小时，储热6小时，并加热超临界二氧化碳、空气等工作流体，还将在国家太阳热测试设施中建造一个集成试验系统。Gen3 CSP项目前两阶段已经对这一技术做了详尽审查和可行性评估。

二、2030年新目标^[2]

DOE于2016年曾提出到2030年公用事业规模光伏发电成本达到0.03美元/千瓦时的目标，考虑到拜登政府计划到2035年实现电力完全脱碳，需加快太阳能的部署，未来15年太阳能装机增长速度需达到当前5倍。为此，DOE提出了2030年太阳能成本的新目标，其中公用事业规模光伏成本目标降至0.02美元/千瓦时，而原本设定的0.03美元/千瓦时目标提前至2025年。

1、光伏发电（PV）。到2030年，住宅光伏发电的平准化度电成本（LCOE）从2020年的0.128美元/千瓦时降至0.05美元/千瓦时；商用光伏发电LCOE从2020年的0.09美元/千瓦时降至0.04美元/千瓦时；公用事业规模光伏发电从2020年的0.046美元/千瓦时降至0.02美元/千瓦时。

公用事业规模光伏2030年目标的实现路径为：①光伏模块改进，成本从0.41美元/瓦降至0.17美元/瓦，效率从19.5%提升至25%，进而使光伏发电LCOE降低0.01美元/千瓦时；②降低辅助系统和软性成本，从0.6美元/瓦降至0.3美元/瓦，从而使光伏发电LCOE降低0.007美元/千瓦时；③性能改进，通过减少操作和维护、减缓老化以及输出更高能量使光伏发电LCOE降低0.009美元/千瓦时。

2、光热发电（CSP）。DOE光热发电目标是到2030年使其具备与其他可调度发电技术竞争的优势。将CSP与储热相结合可直接解决与太阳能波动性相关的电网集成难题，将太阳能产生的热量存储到需要用电时（如夜间）。用于电力调度（储能时间不超过6小时）的CSP成本目标为0.1美元/千瓦时，用于基本用电负荷（至少12小时储能）的CSP成本目标为0.05美元/千瓦时。                       （岳芳）