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未来十年光伏组件技术市场发展趋势

全球光伏 2023-01-12


2020-2030年,光伏组件技术如何发展?


若无特殊说明,本环节指标均以使用 166mm 尺寸电池片封装为基准。


1、不同类型组件功率 


2020 年,采用 166、182、210mm 尺寸 PERC 单晶电池的组件功率已分别达到 450W、540W、 540W。常规多晶黑硅组件主要用于户用及印度等海外市场,组件功率约为 345W;采用 166mm尺寸 PERC 多晶黑硅组件功率约为 415W。TOPCon 电池组件、异质结电池组件可达到 455W、 460W。未来几年,随着技术的进步,各种类型组件功率基本上以≥5W/年的增速向前推进。

表 3 2020-2030 年不同类型组件功率变化趋势


2、单/双面组件市场占比 


2020 年,随着下游应用端对于双面组件发电增益的认可,以及受到美国豁免双面组件 201关税影响,双面组件市场占比较 2019 年上涨 15.7 个百分点至 29.7%,如果没有玻璃价格上涨影响,其市场占比增幅或将更大。2021 年,玻璃供应紧张的局面将逐步缓解,双面发电组件的应用规模将进一步扩大,预计到 2023 年,单双面组件市场占比相当。

3、全片、半片和叠瓦组件市场占比 


2020 年,半片组件市场占比反超全片组件,占据了主要市场份额,市场占比达到 71%,同比增加 50.1 个百分点。由于半片或更小片电池片的组件封装方式可提升组件功率,预计未来其所占市场份额会持续增大。

4、不同电池片互联技术的组件市场占比 


目前,市场上电池片互联技术有含铅焊带、不含铅焊带、导电胶等。含铅焊带具有成本低,焊接可靠性高,导电性好等优势,仍为当前主要使用的互联方式,2020 年市场份额为 96.9%。导电胶互联主要应用在叠瓦组件、MWT 组件及部分异质结组件中。由于成本等原因,导电胶及其他新型互联技术应用范围较小,到 2030 年使用含铅焊带仍将会是市场主流。

5、3.2mm 组件封装用钢化镀膜玻璃透光率 


晶体硅太阳电池光谱响应范围为 300-1200nm,减反射镀膜玻璃可以有效降低此波段内太阳光反射损失,提升玻璃透光率。目前,组件厂商对透光率的要求在 93.5%到 94%之间。2020 年,钢化镀膜玻璃大部分为单层镀膜,透光率平均约 93.9%。2021 年以后新投玻璃产能基本均采用双层镀膜,透光率可做到 94.2%以上。未来随着工艺进步,透光率仍有一定的增长空间。

6、不同材质正面盖板组件市场占比 


目前,市场上正面盖板材料主要有镀膜玻璃、非镀膜玻璃、及其他材料(树脂、有机胶、拥有深度结构的前盖板玻璃等)。其中,拥有深度结构的前盖板玻璃组件主要应用于机场防眩光等特定场所。镀膜盖板玻璃具有透光率高、表面耐脏污、抗老化性能好等优点,未来一段时间受其他正面盖板材料的发展,市场占比有所下降,但仍将占据主要市场份额。

7、不同前盖板玻璃厚度的组件市场占比 


目前,前盖板玻璃厚度主要有小于等于 2.5mm、2.8mm、3.2mm 等规格,其中厚度≤2.5mm的玻璃主要用于双玻组件。2020 年,3.2mm 的前盖板玻璃市场占有率最高,约 71.3%。随着组件轻量化、双玻组件以及新技术的不断发展,在保证组件发电性能的前提下,盖板玻璃会向薄片化发展,3.2mm 厚度的前盖板玻璃市占率将不断被压缩,2.5mm 及以下前盖板玻璃市场份额将逐步提升。

8、不同封装材料的市场占比 


目前,市场上封装材料主要有透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、聚烯烃(POE)胶膜、共挤型聚烯烃 POE(EVA-POE-EVA)胶膜与其他封装胶膜(包括 PDMS/Silicon 胶膜、PVB 胶膜、TPU 胶膜)等。


其中,POE 胶膜具有高抗 PID 的性能,双玻组件通常采用的是 POE 胶膜;共挤型 POE 胶膜不仅有 POE 胶膜的性能,还可以降低成本,可作为 POE 胶膜的替代产品,用于双玻组件。白色 EVA 胶膜具有提高反射率的作用,因此采用白色 EVA 胶膜可用玻璃背板替代有机背板来降低组件成本。


2020 年,组件封装材料仍以透明 EVA 胶膜为主,约占 56.7%的市场份额,较 2019 年下降 12.9 个百分点,主要是双玻组件市场占比的提升和 EVA 粒子涨价导致,其下降部分由共挤型 POE 胶膜和 POE 胶膜替代。


2020 年 POE 胶膜和共挤型 POE 胶膜合计市场占比提升至 25.5%,随着未来双玻组件市场占比的提升,其市场占比将进一步增大。而由于成本原因及原材料市场供需不平衡,短期内 POE 市场占比或将下降。随着未来供需关系的改善以及异质结组件封装需求的扩大,POE 胶膜市场占比将进一步提升。

9、不同背板材料市场占比 


目前市场上使用的背板主要有白色 KPK/KPF/KPE 结构背板、白色 TPT/TPF/TPE 结构背板、白色 CPC 结构背板、玻璃背板、透明有机材料背板和其他结构背板,其他结构背板包括 PET、 PO 等结构背板、共挤型背板等。2020 年,随着双面组件市场份额的增长,透明有机材质与玻璃材质背板市场份额呈现不同程度增长,分别同比增加 1.5 个百分点和 14.2 个百分点,未来呈继续增长的态势。KPK/KPF/KPE 结构背板市场与 TPT/TPF/TPE 结构背板市场占有率均有所下降,未来呈继续下降的态势。其中 KPK/KPF/KPE 结构背板市场占比约为 45.8%,同比下降 13.7 个百分点;TPT/TPF/TPE 结构背板市场占比约为 10.8%,同比下降 3.2 个百分点。

10、组件人均产出率 


组件人均产出率主要指产线直接员工的人均产出(不含管理人员)。2020 年,我国组件工厂人均产出率约为 3.4MW/年/人,同比提升 41.7%。随着“智能制造”的推进,产线自动化、数字化和智能化水平的提高,以及组件功率的提升,未来人均产出率将不断提升,到 2030 年有望达到人均 6MW/年/人。

11、组件单位产能设备投资额 


目前,国内组件生产线设备主要包括焊接机、划片机、层压机、EL 测试仪、IV 测试仪、装框机、打胶机、上下载机械手等八种设备,已经全部实现国产化。2020 年新投产线设备投资额为 6.3 万元/MW,与 2019 年相比稍有降低。随着组件设备的性能、单台产能以及电池片效率不断提升,组件生产线投资成本有望进一步降低。


来源:中国光伏行业协会、光伏新闻



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