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光伏膠膜變局!

2023-01-24由 北極星太陽能光伏網 發表于 農業

醋酸能發生水解反應嗎

後PERC時代,以更高效率、更低成本為代表的N型電池技術驅動整個光伏行業降本增效同時,也牽動著產業變局,不僅一眾新興企業試圖借行業技術路線切換之際彎道超車,與之配套的產業鏈環節,亦迎來變局。

以光伏膠膜為例,儘管這一環節在光伏產業鏈中佔比僅為5%,但對於整個光伏元件產品而言,卻意義重大,其決定著元件的發電效率和壽命,是整個產業鏈中的核心輔材。而此次技術變革之下,光伏膠膜同樣經歷著技術迭代。

N型崛起,產業鏈配套迫在眉睫

降本增效是光伏行業永恆主題,當前以PERC電池為代表的P型電池轉換效率已經接近理論極限,由此N型電池技術產業化程序加速。

與PERC電池相比,以TOPCon和HJT為代表的N型電池,有著更高的理論發電效率。根據世界公認權威測試機構德國哈梅林太陽能研究所測算,TOPCon和HJT電池技術理論極限效率分別為28。7%、28。5%,而且具備更高功率、更高能量密度、更高可靠性等優勢與高雙面率、低溫度係數、低衰減等特性,是後PERC時代極具顛覆性的下一代技術。

儘管與上一輪電池技術週期相比,N型電池技術路線多元,各方皆有擁躉者,但在眾多企業驅動下,目前各條路線技術工藝都漸進成熟,產業化程序不斷提速,尤其是TOPCon技術路線,其具備高效率和低成本的價效比,並且能承接原有PERC產線改造升級,工藝、裝置和人才日漸成熟,成為一眾頭部廠商押注的重點,率先吹響量產的“號角”。

2022年上半年,TOPCon專案投資與量產計劃頻頻落地。其中,不僅包括晶科、晶澳、天合等一眾頭部廠商,也有一道新能、鈞達股份等新秀廠商。據公開資訊顯示,

1-6月TOPCon電池元件規劃產能近100GW,到今年下半年落地產能總規模超40GW。

從終端需求來看,據中國光伏行業協會資料統計,截至上半年,已公佈的

N型元件需求超過4GW,較2021年全年增長4倍

但眾所周知的是,光伏技術路線變革牽一髮而動全身,N型爆發之下,從裝置、原材料到輔料及系統配套產品,全行業N型變革迫在眉睫。

膠膜變局,膠膜技術再迎迭代升級

在光伏元件的眾多輔材中,將核心電池圍護其內的膠膜的重要性不言而喻,其匹配度和產品質量決定了元件的壽命,進而影響著光伏電站全生命週期的發電量。

就膠膜技術而言,目前業內佔據主流的為EVA膠膜,其中又包含白色EVA和透明EVA。據業內專業人士介紹,由於價格便宜、效能優良且裝置層壓工藝契合等因素,

上市最早的EVA膠膜廣受市場認可,市場佔比約65%

光伏膠膜變局!

然而,TOPCon等N型高效電池的高發電效率對膠膜提出了更多要求。如TOPCon電池正面銀漿內含其他金屬成分,對水汽更為敏感,需要膠膜提供更多保護,而EVA材料在遭遇水解後會生產醋酸,與光伏玻璃中的Na發生反應,從而腐蝕電池柵線,導致串聯電阻的升高,元件效能大幅衰減。

由此,另一大膠膜技術POE(包括純POE膠膜和共擠POE膠膜)備受關注。據悉,與EVA膠膜相比,

POE膠膜具有更高的水汽阻隔率、更優秀的耐候效能和更強的抗PID效能,更加適配N電池技術。

事實上,POE膠膜也並非首次嶄露頭角,其早在雙面雙玻元件更迭中,便被眾多一線元件企業採用,以降低元件重量及提高元件的生產良率。

目前,純POE膠膜市場佔比約10%,共擠POE膠膜佔比約25%。

脫穎而出,純POE膠膜提速

不難看來,即使POE膠膜,仍然存在著純POE和共擠POE的雙技術路線。

共擠POE,又稱為EPE,在POE粒子供應受限以及純POE膠膜工藝視窗相關限制下,EPE開始應運而生。就EPE膠膜技術性能,據上述專業人士介紹,雖然EPE膠膜同時兼具EVA和純POE的部分特性,表面上既保留了POE膠膜的抗PID性和阻水性優勢,但原料中仍含有EVA材質中醋酸乙烯酯(VA),不可避免地在光熱、熱氧、溼熱環境下,分解產生乙酸,會對電池片表面、焊帶等腐蝕,造成功率衰減。

而純POE膠膜具有更低的玻璃化轉變溫度、更低的水汽透過率、更好的電氣絕緣效能、更好的化學穩定性四大優勢,且這些都是材料的本質特性,不過多依賴配方就可以實現,是N型時代最佳取代EVA膠膜產品的下一代的封裝材料。

針對N型電池技術對封裝膠膜低克重的需求,據瞭解,

POE材料在密度上比較低,相同單位克重的純POE膠膜比EVA膠膜厚了近10%

,同等質量膠膜,純POE膠膜能夠更薄。此外,由於EPE膠膜中的POE是抗PID衰減的核心,在降低EPE膠膜的厚度時,不能三層一起減薄,而

純POE膠膜具有更多的降低厚度空間

光伏膠膜變局!

當然,純POE膠膜也存在著技術難點,一方面在層壓工藝上存在打滑等問題,另一方面則在於粒子供應嚴重依賴進口。

對此,據純POE膠膜專業廠商浙江祥邦科技介紹,純POE膠膜的滑移問題,非常明確的原因是其中新增劑析出造成的,而非POE材料本身的問題,並且在國內外廠商聯合攻關之下,防滑的問題已有顯著改進。

以祥邦科技最新推出的

Rhino-靈犀純POE封裝膠膜

為例,該產品

克服了傳統純POE膠膜的缺陷,具有防滑、高透光、交聯速度快和低克重下效能保持穩定(薄)的特點

。“如同名稱中的寓意一樣:像鎧甲一般,為最新一代N型TOPCon等電池技術封裝提供全方位的保護,確保光伏元件戶外25年的持續戰鬥。”

據悉,從今年開始,晶科、一道等主流的TOPCon頭部元件廠商,紛紛開始選擇和匯入純POE膠膜產品作為N型元件的封裝材料。

而對於POE膠膜的粒子供應問題,據有關機構統計,2021年全球光伏級POE需求量約16。7萬噸,到2024年有望達到56萬噸以上,POE總需求將進一步增至 225萬噸。目前全球 POE 產能僅有約 110 萬噸,且主要來自於海外跨國公司。部分元件製造商擔心光伏級POE粒子的供應會跟不上市場所需,從而對純POE膠膜的使用存在著一定的顧慮。

對此,“對於POE膠膜企業來說,積極的開發低克重的生產工藝,在POE粒子供應有限的情況下,增加純POE膠膜的供應量。而對於POE粒子的生產企業來說,現有的廠商也在積極的擴大產能,而在萬華等一批優秀國內企業的全力攻關下,在未來2-3年時間內,POE粒子也將實現國產化。這樣看來,光伏級POE粒子的供應是完全能夠滿足光伏市場所需的。”祥邦科技指出。

可以預期的是,在激盪N型時代,隨著掣肘因素的逐一解決,純POE膠膜的市場攻堅之戰將愈加兇猛。