組件環(huán)節(jié)光伏輔材梳理

光伏電池發(fā)電原理與分類

光伏發(fā)電的基本原理是利用半導體的光生伏特效應 （Photovoltaic Effect，PV），在太陽能電池內(nèi)部PN 結上形成電位差，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，因此光伏 電池是決定光伏發(fā)電效率的核心器件。

電池片技術分類：單晶硅電池因為硅片原材料和電池制 備技術的不同又分為N型電池和P型電池。P型電池原材料 是在硅材料上摻雜硼元素的P型硅片，主要的制備技術包 括Al-BSF(鋁背場)和現(xiàn)在主流的PERC技術。

N型電池原材 料是在硅材料上摻雜磷元素的N型硅片，主要的制備技術 包括PERT、TOPCon、HJT和IBC。IBC作為平臺型電池技術 可以分別與TOPCon和HJT結合形成TBC以及HBC技術。此外， 鈣鈦礦也可以同HJT和IBC疊加組成疊層電池。

電池片制備的核心輔材——光伏銀漿

漿料是電池制備中使用的核心輔材。其作用在于印刷在電池片表面，用于收集和傳導電池片表面的電流。漿料可以影響光伏電池 的光電轉(zhuǎn)換效率與光伏組件的輸出功率。約占光伏電池片成本的10%。

正面銀漿要求高，背面銀漿只起粘連作用。按銀漿在電池片的位置分為：正面銀漿以及背面銀漿。正面銀漿主要起到匯集、導出 光生載流子的作用，常用在P型電池的受光面以及N型電池的雙面；背面銀漿主要起到粘連作用，對導電性能的要求相對較低。

按照銀漿燒結形成在基板導電的溫度，分為高溫銀漿（燒結溫度500℃以上）和低溫銀漿（燒結溫度250℃以下），其中高溫銀漿 是現(xiàn)在的主流，用在PERC、TOPCon上，低溫主要是用于HJT上。

光伏銀漿——生產(chǎn)流程

光伏銀漿的主要生產(chǎn)流程包括：配料、混合攪拌、研磨、過濾、檢測 等。配料是指該批次生產(chǎn)的產(chǎn)品配方，正面銀漿為配方型產(chǎn)品，配方中任 何參數(shù)變化都可能影響產(chǎn)品性能，因此精確配料是后續(xù)各環(huán)節(jié)的基礎。 

混合攪拌是指將檢測合格的玻璃氧化物、銀粉、有機原料根據(jù)配方中 的比例進行混合。研磨工序為核心工序，是利用三輥研磨機，將攪拌完成后的漿料進行 研磨。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞與其息息相關。

不同產(chǎn)品在設備上呈現(xiàn)的狀態(tài) 不同，相應地，不同產(chǎn)品的研磨過程參數(shù)設置也不盡相同。研磨過程 的輥筒間隙、輥筒速度、研磨時間通常為本工序的關鍵參數(shù)設定。

過濾工序主要是通過公司自主研發(fā)的負壓過濾系統(tǒng)對研磨后的物料按 照工藝要求進行過篩，以將粒徑大于標準要求的物料攔截在外，保證 產(chǎn)品的細度一致，以確保成品漿料在客戶端印刷使用時的性能要求。

光伏銀漿——行業(yè)產(chǎn)能

行業(yè)格局相對集中，龍頭企業(yè)產(chǎn)能擴張有望進一步提升市場集中度。聚和材料2021年擬IPO募集資金10.27億元，其中 2.73億元用于建設年產(chǎn)3,000噸導電銀漿建設項目（一期），建設完成后，公司將擁有年產(chǎn)1,700噸光伏銀漿的生產(chǎn)能力， 其中正面銀漿1,200噸、背面銀漿500噸。

帝科股份于2020年IPO募集資金3.99億元建設年產(chǎn)500噸正面銀漿項目；2021年7 月，帝科股份擬以12.47億元收購江蘇索特100%股權擬獲取杜邦旗下Solamet事業(yè)部的漿料業(yè)務。

2021年4月蘇州晶銀由蘇 州固锝增資2.12億元，擬用于建設年產(chǎn)太陽能電子漿料500噸項目。隨著龍頭企業(yè)產(chǎn)能建設的加速和產(chǎn)能利用率的提升， 預計行業(yè)集中度還將進一步提升。

光 伏 組件環(huán)節(jié)輔材梳理

光伏玻璃——作用

光伏玻璃是光伏組件中關鍵的組成部分，它對組件的發(fā)電性能和使用壽命具有直接影響。從其作用來看，光伏玻璃是一 種專門用于太陽能電池覆蓋層的特殊玻璃。

它能夠確保太陽能電池板免受外部水分和氣體引起的氧化和腐蝕導致的老化， 同時防止組件因外界力量而遭受破壞。此外，光伏玻璃的高光透過率也有助于保證光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。

光伏玻璃——分類

光伏玻璃的作用主要是為了保護電池片免受水分和氣體氧化及電極銹蝕，按光伏系統(tǒng)組件中對玻璃的不同性能要求和所 起的作用，可將光伏玻璃分為三大類：封裝蓋板玻璃、透明導電玻璃和聚光組件玻璃。

光伏玻璃——不同材質(zhì)蓋板組件市場占比

根據(jù)光伏業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，市場上正面蓋板材料主要有鍍膜玻璃、非鍍膜玻璃、及其他材料（樹脂、有機膠、擁有深度結 構的前蓋板玻璃等）。其中，擁有深度結構的前蓋板玻璃組件主要應用于機場防眩光等特定場所。

鍍膜蓋板玻璃具有透 光率高、表面耐臟污、抗老化性能好等優(yōu)點，大部分電站以鍍膜蓋板玻璃為主，2022 年市場占比為 98.8%，但未來幾年 光伏應用場景多樣化會帶動一部分其他蓋板材料市場增長。

光伏玻璃——產(chǎn)業(yè)鏈中位置

光伏產(chǎn)業(yè)的上下游包括硅原料、硅片、電池、組件以及電站等環(huán)節(jié)，其中以硅為核心。在各個環(huán)節(jié)中，硅片的輔助材料 有金剛線等，電池環(huán)節(jié)的輔助材料包括銀漿和鋁漿等，組件環(huán)節(jié)則涉及玻璃、封裝膠膜、鋁框、硅膠、匯流條和背板等 輔助材料，而電站環(huán)節(jié)則包括支架和逆變器等設備。

作為光伏組件生產(chǎn)過程中不可或缺的輔助材料之一，光伏玻璃在保 護組件和提高發(fā)電效率方面具有重大意義。

光伏膠膜——作用和性能

在光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，光伏膠膜主要用于光伏組件的封裝環(huán)節(jié)，是光伏組件的關鍵材料。在電池與玻璃（或背板）之間 起到緩沖作用。 

光伏組件的傳統(tǒng)結構為“光伏玻璃-膠膜-電池片-膠膜-背板”，外面由鋁框包裹，加上接線板焊接后構成完整組件，組 件的成本構成中，電池片占比一半以上，膠膜占比約為3%-5%。

由于光伏電池本身極易破碎，且封裝過程具有不可逆性，加之電池組件的運營壽命通常要求在25年以上，一旦直接接觸 雨雪、風沙和灰塵時會嚴重影響光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

膠膜是決定光伏組件產(chǎn)品質(zhì)量、壽命的關鍵性因素，是光伏 行業(yè)不可或缺的核心輔材，基本不受光伏電池技術路線變遷的影響。

光伏膠膜——分類

光伏膠膜的種類包括EVA材質(zhì)膠膜（傳統(tǒng)透明EVA膠膜、白色EVA膠膜和其他（比如抗PID膠膜等））和聚烯烴（POE）材質(zhì) 膠膜（交聯(lián)型、熱塑型、白色、共擠等）與其他封裝膠膜（包括PDMS/Silicon膠膜、PVB膠膜、TPU膠膜）等。

EVA膠膜是 目前光伏組件生產(chǎn)過程中所需要的主要核心封裝材料，其主要原料EVA樹脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物。

光伏膠膜——POE、EPE膠膜占比

根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù)來看2022年，市場上封裝材料主要有透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、聚烯烴（POE）膠膜、共擠型聚烯烴復合膜EPE（EVAPOE-EVA）膠膜與其他封裝膠膜（包括PDMS/Silicon膠膜、PVB膠膜、TPU膠膜）等。

其中，POE膠膜具有高抗PID的性能和高阻水性能，雙 玻組件通常采用的是POE膠膜；共擠型EPE膠膜不僅有POE膠膜的高阻水性能，同時具有EVA的高粘附特性，可作為POE膠膜的替代產(chǎn)品，用 于雙玻組件。

白色EVA膠膜具有提高反射率的作用，可提高組件的正面輸出功率。2022年，單玻組件封裝材料仍以透明EVA膠膜為主，約占 41.9%的市場份額，POE膠膜和共擠型EPE膠膜合計市場占比提升至34.9%，隨著未來TOPCon組件及雙玻組件市場占比的提升，其市場占比將 進一步增大。

光伏膠膜——EVA產(chǎn)能分布

光伏級粒子技術壁壘較高，呈現(xiàn)一超多強格局。2021年，我國市場僅斯爾邦、聯(lián)泓新科、寧波臺塑、延長榆能化、中化 泉州五家能生產(chǎn)光伏級EVA，2021年產(chǎn)能約32.5萬噸。

2022年，隨著改產(chǎn)的進行，浙石化等其他廠商也可生產(chǎn)光伏級粒子， 總產(chǎn)能達到51.1萬噸。根據(jù)測算2023年全球光伏級EVA粒子產(chǎn)能約為110萬噸，其中有40%產(chǎn)能來自海外，其余為國內(nèi) EVA廠商改產(chǎn)及新增產(chǎn)能。

光伏膠膜——海外POE粒子產(chǎn)能分布

POE市場競爭格局呈現(xiàn)高度集中的趨勢，全球僅有少數(shù)幾家企業(yè)掌握著主要生產(chǎn)能力，其中陶氏化學以76萬噸的POE產(chǎn)品 能力占據(jù)50%的市場份額，成為行業(yè)領頭羊。

其他主要廠商包括LG、SSNC、三井化學、?？松梨诤陀松梨?，其 POE/POP產(chǎn)品能力分別為28萬噸、20萬噸、17萬噸、8萬噸和3萬噸。

市場競爭主要集中在產(chǎn)品品質(zhì)、價格和服務等方面， 外部企業(yè)的競爭也對這些主要廠商產(chǎn)生了一定的影響。由于市場競爭格局的高度集中，這些主要廠商將繼續(xù)在POE市場中 占據(jù)主導地位，并在未來的發(fā)展中尋求更多的增長機會。

光伏背板——作用及結構

光伏背板對組件起到重要保護作用。光伏背板在組件成本中占比約4%，位于光伏組件背面的最外層，直接與外部環(huán)境大 面積接觸，需具備優(yōu)異的耐高低溫、耐紫外輻照、耐環(huán)境老化和水汽阻隔、電氣絕緣等性能，以滿足太陽能電池組件25 年的使用壽命。

背板核心結構可分為外層（與空氣接觸）、中間層、內(nèi)層（與膠膜接觸），為了保證性能，背板通常由 機械性能較強的PET基膜中間層，與耐候性較強的PVDF/PVF氟膜或碳氟涂料的內(nèi)外層組成。

光伏背板——產(chǎn)品分類

光伏背板種類多樣。根據(jù)是否含氟可以將背板分為雙面氟膜背板、單面氟膜背板和不含氟背板，因其各自耐候性等特性 適用于不同環(huán)境，總體來說對環(huán)境的耐候程度依次下降，價格也依次降低。

還可以根據(jù)所用氟材料的不同，將氟膜分為 T膜和K膜。T膜即PVF薄膜，K膜即PVDF薄膜。例如TPT型背板就是在PET基膜的雙面復合上PVF薄膜，是目前市場上雙面含 氟背板中最常見的類型，其可以保護組件背面免受濕、熱和紫外線侵蝕。

光伏背板——性能對比

光伏背板生產(chǎn)工藝分為復合和涂布兩種。太陽能背板的原材料主要有PET基膜、氟材料和膠粘劑。其中PET基膜主要提供 絕緣性能和力學性能，但耐候性比較差；氟材料主要為PVF（聚氟乙烯）和PVDF（聚偏氟乙烯），分為氟膜和含氟樹脂兩 種形式，提供絕緣性、耐候性和阻隔性；

膠粘劑在復合型背板中用來粘貼PET基膜和氟膜。光伏背板生產(chǎn)工藝分為復合和 涂布兩種，復合指通過膠粘劑將氟材料以氟膜的形式復合在PET基膜上，涂布通過特殊工藝將含氟樹脂直接涂覆在PET基 膜上。

光伏背板——不同背板材料市場占比

目前，市場上使用的背板主要包括雙面涂覆型、涂覆復合型、?？炯肮矓D型背板。2022年，雙面涂覆型背板及玻灣背板 占行業(yè)主流，占比均超過35%，其次是涂覆復合型背板，市場占比約26.7%。

但未來幾年，隨著雙面發(fā)電組件市場占有率 不斷提升，玻璃背板和透明有機背板占比將隨之增長。

光伏支架——種類及作用

光伏支架是太陽能光伏系統(tǒng)中為了支撐、固定、轉(zhuǎn)動光伏組件而設計安裝的特殊設備，作為整個電站的“骨架”，起到支撐固定作用，確 保光伏電站在各類復雜自然條件下穩(wěn)定、可靠運行25年以上。

根據(jù)光伏支架主要受力桿件所采用材料的不同，可將其分為鋁合金支架、鋼支架以及非金屬支架，其中非金屬支架使用較少，而鋁合金支 架和鋼支架各有特點。

根據(jù)安裝方式分類光伏支架主要分為固定支架和跟蹤支架，跟蹤支架主動追蹤太陽，發(fā)電收益更高。 

固定支架一般以一年中獲得太陽輻 照最大的傾角作為組件的安裝傾角，角度一般不可調(diào)或需要季節(jié)性手動調(diào)節(jié)（部分新品可實現(xiàn)遠程或自動調(diào)節(jié)），而跟蹤支架通過實時跟 蹤太陽方位，主動調(diào)整組件朝向以最大化利用太陽輻照，進而提升發(fā)電量，實現(xiàn)更高發(fā)電收益。 

固定支架結構較為簡單，主要由立柱、 主梁、檁條、基礎等部件組成。跟蹤支架一整套完整的機電控制系統(tǒng)，因此一般也被稱為跟蹤系統(tǒng)，主要由三部分組成：結構系統(tǒng)（可旋 轉(zhuǎn)支架）、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，相比固定支架主要多了驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

光伏支架——性能對比

目前我國普遍使用的太陽能光伏支架從材質(zhì)上分，主要有混凝土支架、鋼支架和鋁合金支架等三種。

混凝土支架：主要應用在大型光伏電站上，因其自重大，只能安放于野外，且基礎較好的地區(qū)，但穩(wěn)定性高，可以支撐 尺寸巨大的電池板。 

鋁合金支架：一般用在民用建筑屋頂太陽能應用上，鋁合金具有耐腐蝕、質(zhì)量輕、美觀耐用的特點，但其自承載力低， 無法應用在太陽能電站項目上。另外，鋁合金的價格比熱鍍鋅后的鋼材稍高。

鋼支架：性能穩(wěn)定，制造工藝成熟，承載力高，安裝簡便，廣泛應用于民用、工業(yè)太陽能光伏和太陽能電站中。其中， 型鋼均為工廠生產(chǎn)，規(guī)格統(tǒng)一，性能穩(wěn)定，防腐蝕性能優(yōu)良，外形美觀。

光伏支架——行業(yè)壁壘及競爭格局

光伏支架行業(yè)需要大量資金投入，對資金實力和現(xiàn)金流管理要求高，形成資金壁壘。同時，需要高素質(zhì)的研發(fā)、銷售、 管理人員，應對技術市場變化，特別是國際背景人才的緊缺形成人才壁壘。

行業(yè)技術密集，技術壁壘表現(xiàn)在整體方案設 計、機械結構設計、生產(chǎn)工藝和跟蹤控制技術等方面。穩(wěn)定合作關系難更換，新進入者面臨品牌積累及高進入壁壘。在 國內(nèi)市場成熟時，可融資性資質(zhì)將成為支架業(yè)務壁壘，而在海外市場，需要通過第三方評估來形成高壁壘。

光伏焊帶——簡介

光伏焊帶又稱鍍錫銅帶或涂錫銅帶，是光伏組件的重要組成部分，用于光伏電池封裝中的連接。它將由光能轉(zhuǎn)換在硅片 上的電能引出，輸送到電設備，發(fā)揮導電聚電的重要作用，以提升光伏組件的輸出電壓和功率。

通過光伏焊帶連接的光 伏電池片，在EVA膠膜、光伏玻璃、背膜、邊框等材料封裝后形成光伏組件，光伏組件則直接應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的建造。

光伏焊帶品質(zhì)優(yōu)劣關系著光伏組件的輸電效率和使用壽命。光伏焊帶的外觀尺寸、力學性能、表面結構、電阻率等性能 指標是影響光伏發(fā)電效率，光伏電池片碎片率以及光伏組件長期可靠性、耐用性的重要因素。

優(yōu)質(zhì)、高技術水準的光伏 焊帶不僅能大幅提高發(fā)電效率，而且還能降低光伏電池碎片率，保障光伏組件長期穩(wěn)定工作，是下游光伏發(fā)電企業(yè)實現(xiàn) 降本增效的重要途徑。

光伏焊帶——產(chǎn)品分類

光伏焊帶根據(jù)應用方向可以分為兩類：互聯(lián)帶和匯流帶。其中，互聯(lián)帶的使用量大于匯流帶的使用量。從產(chǎn)品功能和使用場景來看，互聯(lián) 帶負責收集和傳輸光伏電池片產(chǎn)生的電流。

它作為導電引線，直接焊接在電池片的正面柵線和背面柵線上，將相鄰電池片的正負極連接在 一起，形成串聯(lián)電路。這樣，光能轉(zhuǎn)化為電能后，可以從電池片傳送到電氣設備?；ヂ?lián)帶還具有散熱和機械成型的功能，是太陽能光伏組 件中的關鍵元器件之一。

匯流帶則用于連接光伏電池串和接線盒，而不直接接觸電池片。它負責傳輸光伏電池串的電流，以形成完整的電路。

在產(chǎn)品用量方面，互 連帶的使用量要大于匯流帶的使用量。常規(guī)光伏組件中，互連帶和匯流帶的消耗比例大約為4:1；多柵組件中，互連帶和匯流帶的消耗比 例大約為5:1；疊瓦組件則不需要互連焊帶，僅需使用匯流焊帶。

光伏焊帶——成本構成

光伏焊帶的成本與銅和錫價格緊密相關。以行業(yè)領軍企業(yè)宇邦新材為例，公司的主要產(chǎn)品成本由直接原材料、人工成本、 制造費用以及運輸費用組成，其中直接原材料占比最高，過去三年穩(wěn)定在91%以上，2021年達到了93.99%。

在直接原材料成本中，銅原料的購買成本占主導地位，2021年占比高達70.93%，而焊接助劑的成本非常低，僅占三種原材料中的0.16%。

來源： 電力電子研究院