光伏产业作为电力工业的主流发电技术之一，降本增效是贯穿行业技术发展的主旋律。作为光伏主产业链制造端的最后一个环节，光伏组件需求的发展趋势直接与产业链上游各环节发展趋势相关本文带你了解当前光伏组件降本增效的三个核心点：硅片、电池片、组件封装/连接。
硅片环节
大尺寸薄片化降本提效优势显著，产业链各环节加快相关布局。硅片尺寸决定组件尺寸，182/210 尺寸迅速普及。在光伏产业链中，硅片作为连接上游硅料和下游电池片的重要一环，其主流尺寸的变化趋势直接影响下游电池片和组件的尺寸发展趋势。相同用料下，增大硅片尺寸可以有效减少拉晶和切片的次数，从而有效降低了单位生产成本；此外，大尺寸硅片与多主栅、半片等组件提效技术相兼容，为组件提供了探寻更高效率的可能性。2018 年后出现的 M6（166mm）硅片和G12（210mm）硅片相较于当时主流的 M2（156.75mm）硅片面积分别增加了12％和81％，近年来凭借其降本增效的优势快速得到普及。2020 年6 月隆基、晶科、晶澳等 7 家公司联合倡导建立了 M10（182mm)光伏硅片标准，182尺寸硅片在具有较大尺寸的同时，较 210 尺寸在包装运输、人工安装、载荷能力等方面具有优势，目前已成为大尺寸组件的主流选择之一。
电池环节
N 型电池转化效率优势明显，将成为下一代组件技术方向。
P 型电池接近转化效率极限，N 型电池片在多方面都具备优势。根据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）测算，P 型单晶硅PERC电池理论转化效率极限为 24.5％，2021 年 P 型PERC 单晶电池量产效率已达到 23.1％，同比提升 0.3pct，从效率方面来看，PERC 电池量产效率已逼近理论极限效率，很难再有大幅度的提升，并且未能彻底解决以P型硅片为基底的电池富有硼氧对所产生的光至衰减现象，这些因素使得P型晶体硅电池很难再取得进一步突破。与 P 型电池片相比，N型技术主要的优势在于：
1、N 型硅片的少子寿命比 P 型更高，能极大提升电池的开路电压，电池转化效率更高；
2、N 型电池片掺杂的元素为磷元素，晶体硅中硼含量极低，本质上削弱了硼氧对的影响，光致衰减效应接近于零；
3、N型电池片工作温度低，红外透过率高，电流通道多，工作温度较常规单玻组件低3-9℃，减小因温度提高带来的功率下降；
4、弱光响应好，在辐照强度低于400W/m2的阴雨天及早晚，仍可发电。未来随着生产成本的降低及良率的提升，N 型电池将会是组件电池技术的主要发展方向之一。根据 CPIA 预测，到2027 年，光伏电池技术市场会进一步被高效电池产能所替代，N 型电池将成为市场主流。具体来看，BSF 电池产线从 2015 年后开始陆续退出了电池厂商的新增产线中，预计未来市场占有率会进一步降低，最后被淘汰。转换效率更高的N型电池，包括 TOPCon 电池、HJT 电池和背接触电池，会在未来十年内陆续释放产能，随着技术进步和成本降低，最终取代目前PERC 电池的垄断地位。
封装环节
高功率组件需求旺盛，高效封装/连接为技术核心。组件封装/连接技术已进入高速发展期，是除了电池效率提升外组件功率提升的主要手段。好的封装/连接技术可以有效降低电/光学损耗，提升组件功率。目前的高效封装/连接技术主要有以下三个方向：
1、电学优化：在组件的电流传输过程中会产生一定的电阻损失（发生于主栅、焊带、接线盒等环节），因此通过优化电池片内部的电流走势、电池间的连接结构等可以有效降低电流传输中的欧姆损耗从而提升组件的转换效率。目前主流的电学优化方式包括：
（1）半片电池技术：由于晶硅电池电压与面积无关，而功率与面积成正比，通过激光将电池片一切为二，半片的电流会降为1/2，而内部电路电阻损耗仅为整片组件的1/4，封装效率从而得到了有效提升（常规组件封装损失>1.5％，，半片组件一般在0.2％-0.5％），一般可以提高 5-10W 的组件功率。此外，半片技术还具备降低热斑、工作温度低、减少遮挡时发电量损失、技术兼容性强等特点。随着硅片越做越大，内阻和耗费将逐渐增大，而半片投资成本及组件单耗相对较低，成本较全片可以降低 0.009-0.01 元/W；
（2）多主栅技术：多主栅电池片通过增加电池片上主栅数量，大幅降低了主栅的宽度与银浆使用量，降低了对受光区域的遮挡，从而提升了受光面积，使电池片上电阻、电流分布更加均匀，阻抗损失降低，多主栅技术在电池端的转换效率可提升 0.2％左右，正面银浆耗量较5主栅电池片可以减少 25-35％。根据 CPIA、solarzoom数据，2021年多主栅技术已成为主流，市场占比达到 89％，2021 年PERC、N型TOPCon电池的正银消耗量分别约为 71.7、75.1mg/片，以正银价格4560元/kg，我们测算单片PERC、N型TOPCon电池成本可以分别节省0.436-0.503、0.457-0.527 元/片；以 72 片 540W 的组件规格为标准来看，使用多主栅技术的 PERC、N 型 TOPCon 电池成本分别可以节省0.058-0.067、0.061-0.070 元/W。
2、光学优化：光照过程中的光学损失是影响组件转换效率的一大重要因素，主要包括各类反射损失、漏光损失（电池片间）、以及光吸收损失，因此通过优化焊带结构，增加电池片的吸光率可以有效提升组件效率。目前常规的扁焊带因其表面扁平的结构会损失反射的阳光，其较宽的宽度也会减小有效受光面积。MBB（圆形）焊带主要应用于多主栅技术，其上方的射入光能够经过玻璃二次反射被电池片吸收利用，焊带区域的光学利用率较扁平焊带提升约 30-40％，于近年来被广泛使用。2021 年业内推出的新产品三角焊带可反射几乎所有的垂直入射光和斜射光，具备更高的吸光率，但因下游厂商配套技术尚未普及，目前仅有部分一线组件厂商有少量需求，因此短期内与半片电池技术相兼容的 MBB 焊带仍将是组件光学优化的主流选择。
3、结构优化：双玻组件采用玻璃替代了单玻组件的复材背板，两面均采用玻璃封装，具有发电效率高、使用年限长、综合发电成本低等优势。相较传统单玻组件，双玻组件的优点如下：
（1）从使用效率上看，双玻组件具备更高的光电转换效率（降低光伏效率的衰减0.16pct）、更强的散热性和更优良的机械性能，使用双玻组件系统的发电增益在5％-30％之间，能够较大程度降低光伏电池全生命周期成本；
（2）从使用周期上看，双面双玻质保期为 30 年，超过传统单玻 25 年的使用寿命，主要原因系单面组件的背板复合材料在紫外线照射下易黄变，水汽环境下也更易被腐蚀，而双面组件背板光伏玻璃的主要成分是二氧化硅，在耐候性、耐腐蚀性和耐磨性方面都强于复合材料；
（3）从综合发电成本来看，随着双面电池的技术提升，双面产品的经济效益提升，且因双面光伏组件正背两面工艺基本相同，可有效降低单面电池的硅片翘曲问题，利于硅片的薄片化从而进一步降低电池片的硅成本。根据卓创资讯数据，2021 年双面组件2.5mm和2.0mm的单瓦成本已经分别降至 1.22 元/W 和 1.20 元/W，低于3.2mm单面组件1.27元/W 的单瓦成本。