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光伏封装胶膜产业链及发展趋势
光伏封装胶膜的产业链位置及市场空间
光伏产业上游包括单多晶硅的冶炼、铸锭、拉棒、切片等环节；中游包括太阳能电池生产制造、光伏发电组件封装等环节；下游包括集中式/分布式光伏电站等光伏发电系统建造与运营环节。
产业链中游的光伏组件是指具有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的、不可分割的最小太阳能电池组合装置。
单体光伏电池机械强度差，容易破裂，空气中的水分和腐蚀性气体会逐渐氧化和锈蚀电极，无法承受露天工作的严酷条件，所以必须通过玻璃、胶膜、背板等辅材封装为光伏组件，才能对负载供电。
光伏胶膜是光伏组件封装的关键辅材，虽然在组件中的绝对成本占比不高（约为5%-7%），但其性能与稳定性对光伏组件的发电效率及寿命有重要影响。光伏组件在光伏电站中的使用寿命长达25-40年，若此期间发生胶膜黄变、脱层、透水等情况，或产生 PID 效应，将导致电池效率降低乃至失效报废，直接影响发电量与电站运营收益。据中国光伏行业协会的数据，2022年国内光伏组件产量达到 288.7GW，结合中国组件全球市场占有率及硅片产量分析，预计全球组件产量约300GW。按 1GW 组件需胶膜面积约 950 万平米计算，2022 年全球光伏胶膜市场需求约为 28.5 亿平方米，市场规模约 350 亿元，并仍将快速增长。
光伏胶膜品类逐步丰富、持续更新迭代
随着光伏组件封装要求的不断提升与细化，光伏胶膜种类逐步丰富与更新迭代，考虑到供应链与成本因素，成熟光伏胶膜产品仍将持续占有一定市场份额，整体保持多元化的市场格局。目前，市场上光伏胶膜种类主要有透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE胶膜、EPE胶膜等。
根据中国光伏行业协会数据，2022年，透明EVA胶膜仍占据单玻组件封装材料的主要份额，占全部胶膜市场41.9%的市场份额，较2021年下降10.1个百分点，但中短期内仍将是应用最为广泛的封装材料。
2022年，随着双面双玻组件及N型组件的发展，POE胶膜市场占比达到10.9%，EPE胶膜市场占比达到24.0%，POE胶膜与EPE胶膜合计市场占比达到34.9%，预计至2030年可超过50%。
透明EVA胶膜具有良好的封装性能、透光率、交联度，随着光伏组件对封装要求的多元化及光伏胶膜产品的丰富与迭代，透明EVA胶膜的市场份额有所下降，但是在可预见的一段时间内仍是应用最为广泛的胶膜产品。
白色EVA胶膜是透明EVA胶膜通过添加白色填料预处理后生产而成，其主要用于组件的背面封装，可有效提升光线反射率，使太阳能电池可利用被反射的光线进行发电，从而提高组件的发电效率。POE胶膜是继EVA胶膜之后发展的光伏封装材料，具有良好的电气绝缘性、水汽阻隔性和抗PID效应性能，同时兼具高弹度、高强度、耐低温等良好的物理机械性能，且不会分解产生具有腐蚀作用的酸性物质，主要用于双面双玻组件、N型组件、叠瓦组件等封装要求较高的组件封装。
与EVA胶膜相比，POE胶膜的配方与助剂体系技术难度更高，同时需解决POE胶膜在组件层压时产生的打滑、气泡等工艺适配问题，对制造厂商的技术能力提出了更高要求。
EPE胶膜是由POE树脂和EVA树脂通过共挤工艺制成的多层胶膜，通常由两层EVA与一层POE构成。EPE胶膜是性能与成本上的折中产品，在一定程度上兼顾了POE胶膜的良好性能以及EVA胶膜的成本优势。在短期内POE树脂供应受限的情况下，EPE胶膜将占有部分市场空间。
缓解 PID 效应-光伏胶膜产品发展方向
光伏发电的基本原理是当太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结内建电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。
光伏组件PID效应即电势诱导衰减效应。行业普遍认为组件在户外运行时存在组件边缘朝向电池的持续偏压产生了漏电流，进而造成了两种PID的失效模式：
第一类为PID-P，指的是漏电流产生的电荷在电池的减反射/钝化层累积，影响表面钝化效果，降低光生载流子的利用率，造成光伏组件输出功率衰减；
第二类为PID-S，指的是在电势诱导作用下，阳离子作为杂质通过封装材料向电池内部迁移，渗透到晶体缺陷和P-N结中，引起局部漏电分流，降低其组件发电效率。EVA胶膜水解生成的醋酸与玻璃反应后形成钠离子迁移是PID-S效应产生与加剧的重要因素。
同时，EVA较低的体积电阻率也使得高功率组件中的漏电流现象越发严重，从而提高了PID效应的发生概率。
缓解PID效应是光伏胶膜产品发展的重要方向，也是POE胶膜发展的主要驱动力之一。POE胶膜较强的抗PID性能主要由其材料性质决定，POE胶膜的大分子链饱和稳定结构使其具有良好的电气绝缘性能，具有较高的体积电阻率，较EVA材料，在同等电势差下的漏电流较低。
POE胶膜的非极性特点使其与水分子等极性物质的溶解性较低，具有优异的水汽阻隔性能，可以为电池提供更好的防潮保护，有利于降低PID效应风险。此外，POE为乙烯和α-烯烃共聚物，在长期使用过程中不会自身水解产生醋酸等腐蚀性物质，也减少了钠离子从光伏玻璃析出，降低了发生PID效应的概率。
POE胶膜产品的电气绝缘性与水汽阻隔性较EVA胶膜有5-10倍的提升，在抗PID性能方面是理想的光伏组件封装材料。
随着光伏电池发电效率日益提升，电池内部结构也日益精密、复杂，对多余离子与电荷的敏感性进一步上升，负偏压现象也进一步加重，对封装材料的抗PID性能提出了更高要求。
POE胶膜及EPE胶膜通过POE材料获得了更佳抗PID性能，市场份额将逐步提升；其中POE胶膜的抗PID性能更优，尤其是体积电阻率更高，能够适用于封装性能要求较高的场景。
光伏电池栅线技术发展对胶膜封装性能提出了更高要求
光伏电池栅线一方面起到汇集、导出光生载流子的作用，直接关系光电转换效率，另一方面也会因遮挡电池造成发电损失。同时，栅线的主要材料银浆价格昂贵，其成本约占光伏电池非硅成本的50%-60%。
为节约银浆成本、减少遮光损失，多主栅技术得到快速发展，在增加主栅数量的同时减少主栅和细栅宽度，根据中国光伏行业协会数据，P型电池片主栅数量由9BB增加为11BB或16BB。
N型电池因其材料与结构特点相比于P型电池需使用更多银浆，根据中国光伏行业协会数据，2022年P型电池正面及背面银浆消耗量约91mg/片，N型TOPCon电池双面银（铝）浆平均消耗量约115mg/片，HJT双面低温银浆消耗量约127mg/片。
为降低栅线成本，除多主栅技术外，N型电池栅线技术发展方向还包括栅线材料的改变，TOPCon电池使用加入铝成分的银（铝）浆，HJT电池正在发展银包铜、电镀铜等技术。
无论是栅线宽度的减少，还是栅线材料的改变，都使得电池栅线对水汽和酸性物质的侵蚀敏感度逐步提高。POE胶膜水汽阻隔性能较好，且不会像EVA胶膜一样分解产生具有腐蚀作用的酸性物质，更加适应光伏电池银栅技术的发展。
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