【干货】光伏封装胶膜发展现状与未来趋势
信息来源:正点光伏(本文由“ZPVA光伏新材料大会”整理后发布,转载请注明出处)
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北京国化新材料技术研究院联合中关村光伏产业联盟等单位,拟于2024年11月12-14日在江苏省无锡市举办“2024光伏新材料(胶膜)技术创新论坛”(点击链接查看会议详情),重点围绕光伏胶膜材料创新与应用进行深度讨论,欢迎踊跃参加。
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EVA胶膜和POE胶膜是分别以EVA(乙烯一醋酸乙烯酯共聚物)树脂、POE(聚烯烃弹性体)树脂为主要原料,通过添加合适的交联剂、抗老化助剂等,经熔融挤出,利用流涎法制成的薄膜。
封装胶膜作为光伏组件的核心材料,对脆弱的太阳能电池片起保护作用,使光伏组件在运作过程中不受外部环境影响,延长光伏组件的使用寿命,同时使阳光最大限度的透过胶膜达到电池片,提升光伏组件的发电效率。光伏封装胶膜需要保证太阳能组件有二十五年使用寿命,是光伏行业不可或缺的核心辅材。
EVA胶膜具有高透光率、抗紫外湿热黄变性、与玻璃和背板的粘结性好等特点,POE胶膜具有高抗PID性能等特点,均为光伏组件封装的关键材料,适用于晶硅电池、薄膜电池等光伏组件的内封装材料,应用于电池组件封装的层压环节,覆盖电池片上下两面,和上层玻璃、下层背板(或玻璃)通过真空层压技术粘合为一体,构成光伏组件。
除光伏行业外,建材玻璃、汽车玻璃及电子显示行业等涉及透明封装的应用领域也可使用EVA胶膜进行封装。
一、光伏封装胶膜行业发展情况
(1)我国引领全球光伏产业中游封装胶膜产业
近年来,全球光伏市场呈稳步增长态势,对胶膜的市场需求亦随之增长。根据中国光伏行业协会的数据,2023年全球组件产量达到612.2GW,同比增长76.2%,全年封装胶膜市场需求约 57.5亿m² ,同比增长约80%。其中,2023年我国组件产量约518.1GW,我国封装胶膜的需求市场规模约48.7亿m²。
在我国无法大规模生产EVA胶膜之前,国内的光伏组件企业主要依赖进口满足需求。随着包括发行人在内的国内企业通过自主研发或者技术合作等途径,逐步解决了EVA胶膜的抗老化、透光率等问题,跨越了国内企业EVA胶膜的技术壁垒,与此同时,国产EVA胶膜的价格相比国外产品存在一定优势,国产EVA胶膜开始快速替代国外产品。
国产化后,国内企业发挥在规模、资金等多方面优势持续保持价格优势,以发行人为代表的国内技术先进型企业不断创新并推出新产品,使得国内企业在全球光伏封装用胶膜市场的占有率不断上升,乃至目前全球光伏封装用胶膜主要由我国企业供应。
(2)组件封装胶膜业务快速发展,高品质胶膜市场逐渐兴起
光伏产业下游日益增长的光伏新增装机量为中游光伏封装材料行业的稳步发展提供了强有力的支撑,胶膜产品作为光伏组件封装的重要材料,市场需求量逐年上升。
随着技术的不断进步与产品性能的不断提升,光伏组件厂商越来越重视封装材料对于发电效率提升的作用,从而形成对高品质胶膜的市场需求。相对于透明EVA胶膜而言,高品质胶膜(以白色增效EVA胶膜、POE胶膜为主)具有更好的性能优势。
随着电池片薄片化趋势不断提升,白色增效EVA胶膜提升可见光及红外线的反射率这一功能进一步得到显现,白色增效EVA胶膜有利于提高组件发电效率,同时还可以显著降低对背板内侧薄膜的耐紫外线要求,使组件背板可进一步降本,因此国内组件企业纷纷在组件电池片背侧应用增效白色EVA胶膜,对白色增效EVA胶膜的需求快速增长。
以单晶PERC双面电池组件为代表的高效组件发展迅速,相应配套使用的POE胶膜需求也明显增加。此外,近年来随着N型电池片技术的持续迭代以及效率的提升,TOPCon组件正成为部分大型组件厂商的主要发展方向,而TOPCon组件电池正面栅线使用了银铝浆材料,银铝浆容易在有水汽的条件下被老化腐蚀而导致组件功率衰减,需使用高阻水率的胶膜进行封装。由于POE树脂非极性的特点,POE胶膜具有相较EVA胶膜更高的阻水率,从而与TOPCon组件具有更高的匹配性。
根据中国光伏行业协会的数据,2023年,单玻组件封装材料仍以透明EVA胶膜为主,约占42.5%的市场份额;POE胶膜市场占比小幅提升,约占13.2%,随着双玻组件市场占比的不断提升以及玻璃产能增加,其市场占比将进一步增大。
2020-2030年不同封装材料的市场占有率发展趋势,数据来源:中国光伏行业协会
二、行业未来发展趋势
(1)胶膜的高功能性需求成为常规要求
近年来,光伏发电成本不断降低、光伏装机市场逐渐扩大,倒逼组件生产成本不断下降,同时为提升电站收益、延长电站使用寿命,光伏胶膜的抗PID、抗蜗牛纹、抗闪电纹、防老化、阻水等高功能性需求已成为标准性能要求,对胶膜的技术和质量要求不断提升。
(2)增效EVA胶膜需求快速增大
为进一步提高组件发电功率,国内组件企业纷纷在组件电池片背侧应用增效白色EVA胶膜,以此来提升组件发电功率。在目前逐渐成为主流的半片多主栅组件中,由于电池间隙多,同时伴随着电池片薄型化发展趋势,白色增效EVA胶膜提升功率效果将更加明显,同时还可以显著降低对背板内侧薄膜的耐紫外线要求,使组件背板可进一步降本,对白色增效EVA胶膜的需求快速增长。
(3)POE胶膜需求明显增大,多层共挤POE胶膜深具潜力
以单晶PERC双面双玻组件以及新型N型TOPCon、HJT组件为代表的高效组件发展迅速,相应配套使用的POE胶膜需求明显增加。
发行人大力发展的多层共挤POE胶膜技术,两层、三层甚至更多层的POE和EVA共挤胶膜既能发挥POE树脂的超强阻水性能又能发挥EVA树脂的良好层压工艺性能,该技术正在被越来越多的组件厂接纳并因其具有诸多优点,未来发展潜力巨大。
(4)行业整合加速,优势企业市场份额持续扩大
随着行业整合,规模较小的企业越来越难以维持较高的研发投入和保证产品质量的一贯性。光伏组件的质保期为25年,封装胶膜起到透光、耐候、粘结、抗PID、缓冲等多重作用,是决定组件寿命的关键封装材料。
随着近年来户外组件质量问题的逐步显露,中小规模企业前期不重视质量的问题随之暴露,导致其进一步丧失客户群,光伏组件封装胶膜行业正加速进入行业整合期,优势企业市场份额持续扩大。为促进光伏胶膜产业高质量发展,我院联合中关村光伏产业联盟等单位,拟于11月12-14日在江苏省无锡市举办“2024光伏新材料(胶膜)技术创新论坛”,重点围绕光伏胶膜材料创新与应用进行深度讨论。会议同期同地举行“ZPVA光伏新材料专业委员会成立大会”、“烯·聚 2024 高端烯烃聚合物产业论坛”,欢迎踊跃参加。[相关阅读:11月相约无锡 | 2024光伏新材料(胶膜)技术创新论坛]
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