德国汉诺威莱布尼茨大学（Leibniz University Hannover）与芬兰拉彭兰塔-拉赫蒂理工大学（LUT University）的研究人员对60项同行评审能源转型研究进行了系统综述。多数研究认为，到2050年太阳能光伏与风能将合计占发电量的80%至99%；光伏单独占比的模型结果则在5%至98%之间。结论差异主要来自各国太阳能满载小时数、模型采用的技术经济假设以及建模复杂程度。

这项研究题为《高度可再生能源转型情景下太阳能光伏在未来成为主导能源的前景》。纳入的60项研究均经过同行评审，每项至少覆盖电力、热力和交通部门，并设定到2050年可再生能源供应比例不低于95%。除归纳各研究结论外，该工作还重点分析了导致结果分化的关键假设。在全球寻求将变暖限制在远低于2°C的背景下，能源系统去化石燃料化高度依赖太阳能光伏和风能；光伏以历史上任何电力来源都难以比拟的速度进入能源系统，其背后是成本下降、近乎普遍的可获得性和应用多样化。

成本假设是造成各类模型结论差异的重要原因。受审研究对2050年大规模光伏资本支出（capex）的设定介于151欧元（174.1美元）/千瓦至720欧元/千瓦之间，其中约18%的研究仍假设高于500欧元/千瓦，而当前现实中的光伏成本已低于500欧元/千瓦。由于光伏成本下降速度快于多数情景预期，沿用这些过时数据的模型会系统性低估光伏的未来作用。

技术表现与成本假设同样关键。约三分之一的研究只建模一种通用光伏技术，未纳入单轴跟踪、双面组件、漂浮式光伏、农业光伏以及屋顶系统产消者（prosumers）等应用形式。时间分辨率也会影响结果：与逐小时模拟相比，使用代表性时间段可能显著扭曲对太阳能这类可变资源的评估；受审研究中有80%采用了小时级分辨率。将多样化的光伏技术组合与完整部门耦合结合的模型，通常给出最高且可能最现实的光伏占比。

部门耦合拓展了光伏的使用范围。Power-to-X路径可以把廉价太阳能电力转化为氢气、合成燃料、合成化学品、合成材料、合成食品、清洁水和合成森林，替代交通和工业中难以电气化、过去依赖生物燃料或化石燃料进口的环节。受审研究中略超过一半至少包含一条合成燃料路径，而只要存在这类路径，光伏对能源系统的价值就会上升。二氧化碳清除通常以生物能源为主导，如今在气候恢复方面面临前所未有的机遇。研究认为，这种能源系统可被视为一种新兴的Power-to-X经济，其本质往往是Solar-to-X经济。

研究人员还推导出满载小时数与光伏占比之间的经验关系，并将其应用于全球、按人口加权，估计到2050年太阳能光伏将供应约61%的全球电力。这一数值并非来自单一模型，而是数十个独立团队和不同方法论的综合结果；个别全球模型的预测可达70%甚至更高。全球光伏界已将本世纪中叶75太瓦装机视为目标。

独立经济预测显示，全球“太阳能临界点”可能已经越过：即使没有额外气候政策，太阳能也将逐步主导电力市场。到2025年，全球光伏累计装机约为3太瓦，仅当年新增约700吉瓦；2025年全球新增电力装机中约70%来自太阳能光伏。

国际能源署（IEA）和政府间气候变化专门委员会（IPCC）所使用的模型中，光伏的未来作用常被低估。修正过时的成本数据和过度简化的建模方式后，研究认为光伏将成为未来几十年的主导能源。对建模者而言，需要放弃悲观的成本曲线并纳入所有可用的光伏技术；对政策制定者而言，基于昨天的假设做规划，可能建设出昨天的能源系统，而不是即将到来的系统。

另一项由LUT大学、汉诺威莱布尼茨大学、欧盟委员会联合研究中心（Joint Research Centre）和丹麦技术大学（Technical University of Denmark）合作完成的研究，基于超过1000篇100%可再生能源系统分析文章的数据库，回顾了过去五十年此类研究中光伏角色的演变。早期研究中的光伏占比通常微不足道，近期研究给出的全球光伏供应占比则在60%至80%之间。该研究在数据库中识别出29篇里程碑式文章，它们分别引入了与光伏作用相关的新要素；这些里程碑可归为四类：对光伏作用的远见性方法、光伏系统应用进展、经济知识扩展，以及让光伏在能源—工业系统中得到更现实描述的方法论进展。

在最先进的100%可再生能源系统分析中，光伏可用多达八种系统应用来描述，并采用小时级分辨率与互联多节点研究设计；模型可覆盖电力、热力、交通、工业、海水淡化和二氧化碳清除等所有部门，同时纳入完整的Power-to-X路径，以及电网、存储、需求响应等灵活性组合和多样化的部门耦合与能源转换路径。不过，将光伏系统区分为地面安装、大规模与屋顶安装仍远未成为标准做法，全部研究中仅16%做了这种区分。在全球范围内，研究越来越多地发现，到本世纪中叶或之后，光伏占总能源供应的60%至80%；转型研究的平均预测为61%。

这29篇里程碑文章与各类要素的对应关系为：13篇与远见性方法相关，16篇与光伏系统应用进展相关，15篇与经济知识扩展相关，13篇与方法论进展相关，4篇与其他特定贡献相关；一篇文章可同时归入多个类别。时间分布上，20世纪70年代以远见性方法为主；80年代至2000年代该领域研究活动有限；2010年代出现多样化的方法论进展，为现代100%可再生能源系统分析奠定基础；进入2020年代，几乎所有里程碑都在扩展方法、经济知识和光伏系统的多样性。

被视为里程碑的文章在20世纪70年代末通过概念性基础、20世纪90年代中期通过定量分析，将研究视角推向很高的光伏占比。小时级分辨率的引入使详细技术可行性分析成为可能；屋顶分布式光伏的价值很早就被认识，并最终被量化为最低成本能源系统解决方案的一部分，尽管大规模光伏系统的发电成本更低。把多样化的Power-to-X路径和灵活性选项纳入以最小化成本为目标的优化模型，并考虑特定技术和社会约束后，研究显示光伏的贡献潜力为60%至80%，可用于满足人类全部能源需求。近五十年的相关研究为开展综合分析并得出61%或更高光伏占比的预测奠定了基础，也有助于认识太阳能光伏在建立可持续文明中的作用——太阳能时代的来临。