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      光伏行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)光伏膠膜的影響

      A-A+日期:2024-01-19來(lái)源:思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    

      隨著技術(shù)與產(chǎn)品迭代,新型光伏組件與電池對(duì)封裝材料性能提出了更高要求,具體情況如下:

      (1)光伏電池 N 型化

      根據(jù)原材料和電池制備技術(shù)的不同,光伏電池可分為 P 型電池和 N 型電池,N 型電池主要包括 TOPCon、HJT(異質(zhì)結(jié))等。目前市場(chǎng)上主流的 PERC 電池光電轉(zhuǎn)化效率已實(shí)現(xiàn) 23.2%,理論極限效率為 24.5%。

      與 P 型電池相比,N 型電池?fù)碛修D(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低、光衰減系數(shù)低、弱光響應(yīng)等綜合優(yōu)勢(shì),其中HJT 和 TOPCon 電池的理論極限效率分布達(dá)到 27.5%和 28.7%,在系統(tǒng)成本與全周期發(fā)電量上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

      根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2022 年光伏電池仍以 PERC 為主,但隨著N型電池產(chǎn)能陸續(xù)釋放,PERC 電池市場(chǎng)占比下降至 88%,N 型電池市場(chǎng)占比達(dá)到約 9.1%。目前 PERC 電池技術(shù)已經(jīng)逼近理論極限效率,隨著電池片技術(shù)快速發(fā)展,預(yù)計(jì) 2030 年 N 型電池市場(chǎng)占比將超過(guò) 70%。

      N 型 TOPCon 電池發(fā)揮主要發(fā)電功能的正面具有帶負(fù)電的鈍化層,因此對(duì)電荷與陽(yáng)離子聚集更加敏感,需要封裝材料具有更強(qiáng)的抗 PID 性能。此外,為降低成本,N 型 TOPCon 電池柵線應(yīng)用了銀鋁漿,較傳統(tǒng)銀漿更容易被腐蝕,對(duì)膠膜保護(hù)性能的要求更高。此外,N 型電池的年衰減更低、使用壽命較長(zhǎng),需要膠膜具有更好的耐老化性能。POE 膠膜具有優(yōu)異的水汽阻隔性能和電氣絕緣性能,契合了 N 型電池更高的封裝性能要求,有望占據(jù)更多市場(chǎng)份額。

      (2)光伏組件雙面雙玻化

      雙面雙玻光伏組件采用兩塊光伏玻璃作為面板和背板,在正面直接照射的太陽(yáng)光和背面接收的太陽(yáng)反射光下,都能進(jìn)行發(fā)電,背面發(fā)電增益在 10~30%不等。雙面雙玻組件具有發(fā)電量更高、生命周期更長(zhǎng)、耐候性、耐磨性、耐腐蝕性更強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),目前市場(chǎng)占比正在快速提升。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2022 年雙面雙玻組件市場(chǎng)占比達(dá)到 40.4%,到 2030 年有望超過(guò)60%。

      P 型電池背面由于背面場(chǎng)鈍化和局部鋁背場(chǎng)的設(shè)計(jì)更容易發(fā)生 PID 現(xiàn)象,雙面雙玻組件需要背面參與發(fā)電,因此對(duì)封裝材料的性能要求更高。POE 膠膜一方面具備良好的機(jī)械強(qiáng)度及韌性,能夠適應(yīng)雙面雙玻組件玻璃減薄化的需求;另一方面具有優(yōu)異的抗 PID 性能,可滿足雙面雙玻組件正反兩面均由封裝材料保護(hù)的需求。隨著雙面雙玻光伏組件逐步替代單玻光伏組件,對(duì) POE 膠膜等高性能膠膜的需求將進(jìn)一步的提升。

      (3)光伏發(fā)電應(yīng)用多元化

      a)光伏組件向高功率發(fā)展

      在硅片大尺寸化與電池轉(zhuǎn)化效率的持續(xù)進(jìn)步影響下,主流組件功率明顯提升。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2022 年采用 166mm 尺寸 P 型 PERC 單晶組件的平均功率為 455W,采用 182mm 尺寸 PERC 單晶電池和 TOPCon 單晶電池的組件功率分別達(dá)到 550W 和 570W,目前市場(chǎng)已完成超過(guò) 550W 組件的量產(chǎn),并在逐步推進(jìn)超過(guò) 600W 組件的量產(chǎn),大功率組件產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率將持續(xù)上升。

      超過(guò) 600W 的超高功率組件將成為光伏行業(yè)的新趨勢(shì),超高功率組件的電壓與電流指標(biāo)顯著提升,需要封裝材料具有更好的電氣絕緣性能。POE 膠膜具備較高的體積電阻率,優(yōu)異的電氣絕緣性能可適應(yīng)組件高功率化的發(fā)展方向。

      b)復(fù)雜環(huán)境電站應(yīng)用增多,對(duì)封裝要求提升

      隨著光伏電站的應(yīng)用推廣及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,同時(shí)為了節(jié)約土地資源,復(fù)雜環(huán)境中的電站應(yīng)用逐步增多,對(duì)膠膜的封裝性能提出了更高要求,如戈壁電站要求光伏膠膜具有更好的高輻照環(huán)境下耐黃變性能;高緯度電站要求光伏膠膜在低溫下仍能保持較好的高粘結(jié)性與高彈性;漁光互補(bǔ)電站、灘涂電站、海上光伏電站等高濕環(huán)境電站要求光伏膠膜具有更好的電氣絕緣與水汽阻隔性能。

      未來(lái),隨著光伏技術(shù)發(fā)展,光伏電站的應(yīng)用場(chǎng)景將進(jìn)一步拓展,使能夠適應(yīng)相關(guān)環(huán)境的封裝材料的需求增加。

      c)戶用光伏市場(chǎng)推動(dòng)疊瓦組件、IBC 組件等新型組件發(fā)展

      根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì),2022 年國(guó)內(nèi)新增光伏電站裝機(jī) 87.41GW,其中集中式電站 36.3GW、分布式電站 51.11GW。與集中式電站相比,分布式電站可靈活安裝于工商業(yè)屋頂及居民屋頂,具有節(jié)約土地、貼近用電側(cè)、成本敏感性相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),分布式電站占比超越集中式電站將成為光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)。

      疊瓦組件、IBC 組件相較于傳統(tǒng)組件更為美觀,受到分布式電站尤其是戶用光伏市場(chǎng)的歡迎。疊瓦組件使用導(dǎo)電膠替換金屬柵線,可實(shí)現(xiàn)電池片間無(wú)縫銜接,不僅美觀,而且最大程度利用了組件空間,為提升導(dǎo)電膠連接的可靠性,疊瓦組件對(duì)封裝保護(hù)也有較高要求。

      IBC 電池將電池正面的電極柵線全部轉(zhuǎn)移到電池背面,減少了正面柵線對(duì)陽(yáng)光的遮擋,具有美觀、充分利用入射光的優(yōu)點(diǎn),但其背面匯集了 PN 結(jié)與金屬接觸,工藝更為復(fù)雜,組件的封裝保護(hù)要求進(jìn)一步提升。

      光伏電池 N 型化、光伏組件雙面雙?;凸夥l(fā)電應(yīng)用多元化的發(fā)展趨勢(shì)將對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)格局帶來(lái)影響,其中較高的封裝保護(hù)要求將直接影響組件膠膜市場(chǎng)份額的變化,使 POE 等高性能膠膜產(chǎn)品的滲透率進(jìn)一步提升。

       

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