清洁能源协会高级总监George Touloupas写道，为了追求更高的效率和发电量，光伏组件将会不断变化。然而，在新技术快速引入的同时，整体质量风险有时也会出现增长。
在过去的四到五年里，光伏组件技术的变化速度明显加快，这为性能和质量带来了新的挑战。
图1建立在CEA质量保证数据的基础上，这些数据可以追溯到2017年。当时，最常见的大型电站产品仍是使用72片六英寸全尺寸电池的多技术、玻璃背板光伏组件，这种组件于2008年首次推出。
图1：组件功率和硅片尺寸的演进
在过去的五年里，我们见证了从多晶Al BSF电池技术向单晶PERC的过渡，半片电池的广泛应用，双玻产品、多栅线的引入，向大尺寸硅片（166mm，然后是182mm和210mm）的转变，掺镓p型硅片的引入以及最近n型电池技术（主要是n型TOPCon）的崛起。
图2：以最大硅片加工尺寸划分的电池容量分布/以技术类型划分的电池容量分布
请看图2，我们会发现，210mm和182mm在全球范围内的份额是分开的。210mm生产线可以生产182mm电池，而且大多数“面向未来的”182mm生产线可在需要时迅速转换为210mm，因此，210mm和182mm之间的比例相当灵活。
像218mm这种"奇特"的规格不太可能盛行，但最近我们看到了182mm产品的引入。例如，可以尽量减少组件长方向上电池间间距的182mm（宽）x185mm（高）产品。天合光能最近推出了210mm产品，即182mm（宽）x 210mm（高），可满足182mm产品类组件宽度的产品。由于所有这些规格都依赖于M10或G12铸锭平台，因此我们在预测中不做区分。
尽管n型的扩张看似有限，但一旦超越技术和成本的障碍，供应商就可以加快步伐。TOPCON尤其受到青睐，因为大多数的现有PERC产能都可以升级到TOPCON。
图3：供应商性能比对：出货前检验报告
一些大型供应商已经结成了182mm或210mm电池联盟以规范组件尺寸，降低部件和系统平衡（BOS）成本。
玻璃、逆变器、跟踪支架等光伏部件供应商已成为这些联盟的一部分，这会进一步统一组件供应链，降低供应链出现瓶颈问题的风险。
由于TOPCon与PERC共享大部分相同的设备和基础设施，当TOPCon的供应量超过PERC时，预计组件样式因素不会发生变化。同样，已有的HJT产品也采用了标准化尺寸。
对光伏组件质量的影响
有时，新技术的快速引入会同时提高整体质量风险。在工厂检查期间，CEA的质量保证团队收集了大量的调查结果和缺陷数据，这些数据代表的严重程度和频率各不相同。
CEA出货前检验数据（图3）的高柱状图（仅关注2018年-2022年的五家大型光伏组件供应商）表明了更高的风险。很明显，虽然有起有伏，但整体质量风险分数是上升的。
CEA的数据显示，裂纹、焊接不牢和错位或是导致部分项目的风险得分“飙升”的主要因素，会带来批量报废数量和返工率的增长。供应商很难优化和排除新生产线或升级生产线的故障，也很难适应新技术。对于光伏组件来说，质量保证实践一直是必须的，而现在的需求更加迫切。
图4：CEA批量测试数据
图4展示了自2019年以来，CEA各个项目的QA批量测试计划的测试数据。从LID（光致衰减）性能来看，掺镓硅片的引入改善了LID，2022年一季度LID平均值接近0.40%。然而，我们仍然可以发现异常值，这可能是因为整个行业从硼到镓的过渡并不统一。关于LETID（热辅助光致衰减），我们看到LETID的控制情况已有所改善，但偶尔也会看到异常值。
主流组件设计使用半片电池和多条焊带，有时还会减少电池之间的间距。在有健全的质量保证的情况下，微裂纹在工厂会得到控制。尽管如此，我们注意到在现场检查中，一种新型的边缘带状裂纹出现激增。这是一种特别隐蔽的裂纹类型，在安装运行后可能会发展成树状裂纹。在生产中和现场制定良好的质量保证协议以及可减轻这种风险的合同条款是非常重要的。
生产半片组件需要将电池切成两半。在切割过程中，电池边缘有可能被损坏，出现电池片微裂纹起始点，切割边缘形成裂纹的最常见位置是在焊带下方。由于密集的组件设计（拼片、叠焊）以及降低硅片机械强度的切割方法，这种风险变高了。边缘裂纹最初往往非常小，即使它们在组件出厂之前就已经存在，在工厂质量控制过程中也很难发现。
边缘裂纹也可能在运输过程中从高应力中心（种子裂纹）发展而来，随着组件的移动和振动开始形成裂纹。即使裂纹是存在的、可被检测到的，许多制造商也允许在其工厂EL标准中设置最小裂纹长度。因此，无论数量多少，小的边缘裂纹都可被视为是可接受的。裂纹一旦形成，就有可能在运输、安装和运行过程中扩大。
平准化度电成本（LCOE）和价格溢价
在选择光伏电站的组件和设计参数时，LCOE是一个非常重要的KPI。尽管目前比PERC组件更贵，但由于可以实现BOS降本的更高效率，更出色的双面性能、更低的温度损失和首年衰减率，双面TOPCon组件有可能实现比PERC组件更低的LCOE。
为了了解高效、先进的技术组件对LCOE的影响，我们研究了位于西班牙的一处100MWdc光伏系统，该系统使用了单轴水平跟踪支架。为了进行比较，我们选择了结构相同的（78片电池、半片双面组件）两种光伏组件产品。一种是PERC电池，一种是TOPCon电池。
对基准PERC系统BOS组件成本的几项假设来自数个来源（Fraunhofer ISE、供应商数据），组件成本和价格数据来自CEA的光伏价格预测和价格跟踪工具。PV Syst被用于推导发电量。
为了进行分析，我们定义了一个有用的新指标，即 "最高溢价"，这是指一个高效光伏组件的溢价。在分析中，通过将最高溢价加入PERC组件基准价中，我们平衡了PERC和TOPCon系统的LCOE成本，得出了TOPCon组件的价格。
图5：Topcon和单晶PERC组件的最高溢价
在图5中，我们计算出2022年TOPCon的最高溢价为0.0319美元/W，预计2025年的溢价会更高，达到0.0327美元/W，这是因为TOPCon相对PERC的效率优势预计会出现增长。
当然，对于买方来说，支付了最高溢价而获得的LCOE优势为0%是没有道理的。然而，支付最高溢价的一小部分以降低LCOE确实意义重大。图6展示了LCOE优势相对于溢价的敏感度，溢价低于最高价的50%会带来2.5%或更高的LCOE优势。
图6：LCOE优势敏感性
最高溢价对三个主要因素很敏感：
1. 影响BOS资本支出的效率优势
2. 主要取决于双面性、功率温度系数的特定发电量优势，会影响现金流
3.组件保修期首年和第二年的衰减，会影响现金流。
在基准条件下，通过改变这些参数，我们预估了它们对溢价的影响并得出了一些有趣的结果：
1. 即使特定发电量优势降至0%，由于BOS资本支出的节省，最高溢价仍然是基准条件的60%。
2.效率优势从3.7%（基准条件）提高到8%，溢价会增长28%。
3. 将首年衰减率从1%提高到2%，溢价会下降23%，将年度衰减率从0.40%提高到0.45%，溢价会下降11%。
结论
为了追求更高的效率和更高的发电量，光伏组件将会不断变化以降低LCOE。然而，由于超过临界点时变化会加速，技术预测仍然存在风险，尤其是与进度相关的预测。最后，新技术的引入、新工厂的新生产方式都会带来新的风险，必须不断进行调查和评估。可持续性将是未来重要的关键性能指标，但目前，LCOE是最重要的技术选择驱动因素。
新技术无一例外的提供了与效率、发电量、衰减及耐用性相关的优势，所有这些都带来了较低的LCOE。然而，由于影响LCOE的多个参数的复杂互动，必须仔细评估和验证供应商对更高的性能、更低的LCOE成本的要求。
