【行业洞察】双玻组件及N型电池渗透率提升,多家国内企业完成中试,持续看好POE市场需求

2023-04-27




■ 作者 中国化工信息中心咨询事业部  程瑶

背景简述

在“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出:大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东部和中部地区分布式能源,建设多能互补清洁能源基地,将非化石能源占能源消费总量比重提高到20%,为光伏行业规模扩张提供了有利环境。同时,业内也在积极改良产品技术,提高产品创新能力,从而继续降低度电成本。

在政策扶持和技术迭代的双重助力下,光伏组件产品正在朝更高光电转换效率以及更高可靠性的产品类型方向发展。组件产品的双玻化、电池片的技术迭代,均将明显促进材料性能更优的POE(聚烯烃弹性体)胶膜在业内的应用。


01

光伏胶膜主要产品介绍


光伏组件的使用,需要满足长期在露天环境下使用的稳定性。通过光伏胶膜的封装,能够使得光伏组件具有良好的耐腐蚀性、耐候性、耐紫外线和耐水汽等能力,从而确保光伏组件的光电转换效率、组件输出功率以及较长的使用寿命。


目前,光伏胶膜主要是以 EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)或 POE 树脂为主要原料,添加交联剂、抗老化剂等助剂,通过熔融挤出、流延制得的薄膜产品。现主要产品类型包括:透明EVA胶膜,白色EVA胶膜,纯POE胶膜,EVA-POE共挤出的EPE胶膜。



相较于传统的EVA胶膜,POE胶膜的水汽透过率更低,抗紫外能力更强,抗PID(电势诱导衰减)性能更好,且不会遇水水解后产生腐蚀电池片的酸性物质。这些优势将会随着光伏组件双玻化以及电池技术的发展更加凸显,使得POE胶膜成为替代EVA胶膜的首选材料。


但纯POE材料具有交联速度慢,同助剂相容性略差等缺点,影响POE胶膜加工性能,且近年来POE价格不断上涨,因此业内推出了成本和加工性能折中的EPE胶膜。不过EPE胶膜因为含有EVA,所以仍无法彻底解决材料产生酸腐性物质的问题,只是过渡产品,市场仍倾向使用纯POE胶膜产品。



02

光伏组件向双玻型产品发展

将进一步促进POE胶膜的使用


得益于材料性能和成本优势,光伏组件市场正在快速向双玻型产品发展。相比较传统的单玻组件,双玻组件的光电转换效率、使用可靠性和抗PID性能更具优势,同时,光伏玻璃相较传统使用的树脂背板材料成本更低。


2019年国内双玻组件市占率仅为10%,而2022年双玻组件市占率已达50%,预计到2025年市占率将达到80%。



目前主流双玻组件由于采用激光开槽及背钝化技术,背后的细铝线易被EVA胶膜在水汽老化降解释放出的醋酸腐蚀,从而产生较为严重的PID现象。而通过使用POE胶膜,可以抑制电子极化效应,从而使得双玻组件具有更强的抗PID性能。


03

N型TOPCon电池和钙钛矿电池发展

对封装材料提出更高要求


光伏电池片根据材料的不同,分为硅基材料电池和非硅基材料电池;根据生产工艺的不同分为PERC(发射极钝化和背面接触)、TOPCon (隧穿氧化层钝化接触)、HJT(异质结)和IBC(交叉背接触)电池。


目前,硅基材料P型PERC电池为现光伏电池片市场主流。但因为P型PERC电池技术越来越接近理论最高光电转换效率值24.5%,拥有更高光电转换效率值的硅基材料N型TOPCon电池和非硅基的钙钛矿电池得到业内广泛关注,两者理论光电转换效率值分别为28.7%和33%。



由于N型TOPCon电池和钙钛矿电池要求封装材料同时拥有无腐蚀性成分和无腐蚀性分解产物、高体积电阻率、低水汽透过率等特性。具备更低水汽透过率、且不会水解产生腐蚀性醋酸等优势的POE胶膜或将迎来更大的发展空间。



化信观点


随着主流的PERC型光伏组件达到性能极限,双玻化以及更先进的电池技术将成为业内未来主要发展方向,而POE胶膜得益于材料的性能优势,预计市场需求将进一步提高。


目前,虽然国内POE消费仍完全依赖全球少数几个掌握POE核心生产技术和知识产权的国外生产商,如陶氏化学、韩国LG、沙特基础、韩国SK、三井化学和北欧化工,但已有如万华等企业完成POE中试试验。未来随着国内POE大规模生产实现突破,光伏行业对POE的需求增长将得到更好满足。