疊層電池組件通過將不同禁帶寬度的半導體材料疊加在一起，實現了對不同波長太陽光的分層吸收，有效拓寬了光譜響應范圍，進而提高了光電轉換效率。這一技術的突破，為光伏產業(yè)帶來了顯著的成本降低效益。
據相關測算表明，光伏組件效率每提高1%，就能降低4%的光伏系統(tǒng)成本（系統(tǒng)平衡成本BOS，Blance of System）。當組件效率處于較低或中等的階段，這種成本降低的效果尤為明顯，有力地推動了光伏產業(yè)的發(fā)展。但隨著諸如疊層電池這類組件的效率不斷提高，組件的邊界收益會逐漸呈現出遞減的趨勢，特別是當效率超過30%后，收益趨緩的現象更加顯著。
文中通過國內某光伏電站，在同土地面積（直流容量增加，交流容量不變，提升容配比攤薄系統(tǒng)成本）、同直流容量的條件下進行測算分析，如下圖所示。當組件效率從21%提升到23%時，同土地面積對應的BOS從1.655元/W降至1.511元/W，在同直流容量方面，也呈現出類似的變化趨勢，從21%提升到23%時，數值從1.655元/W降至1.614元/W，但沒有等土地面積場景測算結果來得明顯。這里面的BOS主要參考西北大型電站標桿造價指標，包含除組件以外的成本，如支架、樁基、逆變器、線纜、集電線路、箱變升壓站等等，但未含儲能外線等特殊項目。
通過比較，當組件效率處于較低或中等水平時，意味著在相同的土地資源或直流容量基礎上，效率提升帶來的系統(tǒng)成本降低優(yōu)勢明顯，為光伏項目帶來了可觀的經濟效益，尤其在土地資源有限的情況下，更高的組件效率能讓單位面積產生更多電能，滿足更多用電需求。
然而，隨著組件效率不斷提高，邊界收益遞減的趨勢逐漸顯現。從數據上看，在同土地面積時，當組件效率從23%提升到25%，系統(tǒng)BOS從1.511元/W降至1.39元/W；從33%提升到35%，該值從1.053元/W降至0.993元/W。同直流容量時也呈現類似規(guī)律，從23%提升到25%，從1.614元/W降至1.579元/W；從33%提升到35%，從1.482元/W降至1.465元/W。這表明，隨著組件效率的持續(xù)升高，每提升相同幅度的效率，所帶來的BOS下降幅度越來越小。
進一步分析同土地面積和同直流容量下的BOS降低比例，更能直觀地感受到邊界收益遞減的趨勢。在同土地面積下，組件效率從23%提升到25%，BOS降低比例為 -4.3%；到35%時，收益變化率降至 -2.9%。同直流容量方面，效率從23%提升到25%，BOS降低比例為 -1.25%；到35%時，收益變化率降至-0.82%。
1.光伏組件效率較低或中等水平時，每提高1%，就能降低4%的光伏系統(tǒng)成本，不過這種成本降低效果在組件效率處于不同階段時表現各異。
2.當組件效率較高時，每提升1%效率所帶來的BOS下降幅度（邊界收益）在逐漸減小。
疊層電池組件邊界收益遞減這一現象，給光伏產業(yè)帶來了諸多挑戰(zhàn)。在成本控制方面，原本依靠提升組件效率來降低系統(tǒng)成本的優(yōu)勢逐漸減弱，這對光伏產業(yè)的大規(guī)模擴張和成本競爭力的提升形成了一定阻礙。從技術研發(fā)角度來看，科研人員需要投入更多的資源和精力，尋找新的技術突破點，以應對邊界收益遞減的問題，進一步提高疊層電池組件的綜合效益。
面對這些挑戰(zhàn)，光伏產業(yè)也在積極探索應對策略。一方面，持續(xù)加大在基礎研究領域的投入，深入研究新型半導體材料和電池結構，力求突破現有技術瓶頸，提高疊層電池組件的效率上限，同時降低成本。另一方面，加強產業(yè)協同創(chuàng)新，整合產業(yè)鏈上下游資源，通過優(yōu)化生產工藝、提高生產規(guī)模等方式，降低生產成本，提升疊層電池組件的市場競爭力。
盡管疊層電池組件在發(fā)展過程中面臨邊界收益遞減等挑戰(zhàn)，但隨著技術的不斷進步和產業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新，其未來發(fā)展依然充滿希望。未來，疊層電池組件有望在提高轉換效率、降低成本、提升穩(wěn)定性等方面取得更大突破，為全球能源轉型和可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。
