光伏背板類型多樣,透明背板是未來趨勢
光伏背板簡介
光伏背板生產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。目前市場上應用的主要是復合背板, 市占率在 75%以上。
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。
市場格局相對集中,背板透明化是未來趨勢
市場格局相對集中,需求穩(wěn)定增長。經(jīng)過多年的發(fā)展,光伏背板行業(yè)形成了相對集中 的競爭格局。從需求端來看,受雙玻組件市占率提升影響,光伏背板增速有所放緩,我們預計 2023 年光伏背板需求 7.12 億平米,CAGR 為 4.55%。
背板透明化是未來趨勢。相對于普通背板,透明背板可以適用于雙面電池,提升發(fā)電 效率。相對于光伏玻璃,等面積透明背板更加輕薄,且抗紫外線、耐鹽堿性能更加優(yōu)異。因此,在工商業(yè)屋頂項目和人力成本較高地區(qū),透明背板有著絕對的優(yōu)勢。
目前賽伍技術、 中來股份、旗濱集團等都開始布局透明背板賽道,隨著技術的進一步成熟,透明背板成本預計存在著 30%左右的下降空間,市占率也有望不斷提高。
光伏焊帶小而美,市場集中度有望提高
光伏焊帶簡介
光伏焊帶主要成本為原材料成本。光伏焊帶是是光伏組件焊接過程中的重要原材料, 又稱鍍錫銅帶或涂錫銅帶,可以分為互連焊帶和匯流焊帶?;ミB焊帶用于連接光伏電池片, 匯流焊帶是用于連接光伏電池串及接線盒。
光伏焊帶主要由銅基材、錫合金涂層和助焊劑 經(jīng)過加工而成,在其生產成本中,原材料成本占比在 90%以上。光伏焊帶生產首先將銅基材放線壓延,然后經(jīng)過退火、助焊,最后浸錫得到成品。
光伏焊帶分多種類型,MBB 焊帶應用較多。根據(jù)性能及適用領域,光伏焊帶可以分 為多種類型?;ミB焊帶主要包括常規(guī)互連焊帶、MBB 焊帶、低溫焊帶、低電阻焊帶等;匯流焊帶主要包括常規(guī)匯流焊帶、沖孔焊帶、黑色焊帶、折彎焊帶等。
目前市場上主流光伏焊帶產品為適用于多主柵組件的 MBB 焊帶,其比常規(guī)焊帶更細,有利于減少對電池片的 遮光,更有效地利用太陽光,同時提高主柵數(shù)目有利于縮短電池片內電流橫向收集路徑, 降低串聯(lián)電阻,減少電池功率損失。
需求持續(xù)增長,組件技術變化帶來不同焊帶格局變化
市場充分競爭,需求持續(xù)增長。光伏焊帶行業(yè)市場化程度較高,競爭格局較為分散。行業(yè)內具有獨立研發(fā)、生產光伏焊帶能力的廠家超過 20 家,其中蘇州宇邦、同享科技、 西安泰力松、威騰電氣、太倉巨仁、蘇州賽歷、江蘇太陽科技規(guī)模較大。
從需求端來看, 隨著下游裝機量提升,焊帶需求有望持續(xù)增長,我們預計 2025 年光伏焊帶需求達 21.8 萬 噸,CAGR 為 17.6%。
組件技術變革帶動上游焊帶格局變化。多主柵技術能夠減少光伏焊帶的遮光面積,同 時可有效縮短電池片內電流橫向收集路徑,降低串聯(lián)電阻,減少電池功率損失,從而提升 光伏組件的光轉化效率。
據(jù) CPIA 預計,9 主柵以上技術市場占比會持續(xù)增加,這會帶來 多主柵焊帶需求的變化。與傳統(tǒng)組件相比,疊瓦組件具有同等面積下轉換效率和功率更高、 遮擋效應影響小等諸多優(yōu)勢。隨著疊瓦組件的逐步推廣,疊瓦焊帶的需求也會相應提升。
導電膠或部分代替光伏焊帶
導電膠是具有導電性的膠粘劑,功能與光伏焊帶相似。導電膠是一種固化或干燥后具 有導電性的膠粘劑。與光伏焊帶相似,它可以將多種導電材料連接在一起,使被連接材料 間形成電的通路。
導電膠由樹脂基體、導電粒子、稀釋劑、交聯(lián)劑和增韌劑等構成,基體主要包括環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氯酯等。導電膠按導 電膠中導電粒子的種類不同,可將導電膠分為銀系導電膠、金系導電膠、銅系導電膠和炭 系導電膠等,應用最廣的是銀系導電膠。
疊瓦組件優(yōu)勢明顯,導電膠是降本增效關鍵。疊瓦是指將傳統(tǒng)電池片切為 1/5 大小后, 使用導電膠將電池片黏結在一起,再將電池串連接起來。傳統(tǒng)組件一般會保留約 2 到 3 毫 米的電池片間距,而疊瓦工藝實現(xiàn)無電池片間距,在同樣面積下可以放置更多的電池片(60 型常規(guī)組件可封裝 66 片),因此功率和轉換效率更高。
疊瓦組件還具有可靠性高、抗陰影 能力增強等諸多優(yōu)點,但導電膠的高成本制約著其應用。導電膠是疊瓦組件生產成本中的 重要組成部分,一旦導電膠制備成本下降,疊瓦組件滲透率將會大幅提升。
光伏導電膠技術被國外廠商把持,國產化降本后有望規(guī)模應用。疊瓦組件對導電膠的 電導率、粘結效果、固化時間有較高的要求,這也造成了光伏導電膠的生產有一定的技術 壁壘。
目前光伏導電膠供應商有德國漢高、德邦、賀利氏和蘇州瑞力博,上市公司回天新 材的光伏導電膠已成功在標桿客戶首單供貨。相對于光伏焊帶,光伏導電膠的成本要高很 多,這也是制約其規(guī)模應用的最重要因素。隨著國內企業(yè)的不斷研發(fā),國產化降本突破, 國產光伏導電膠料也將廣泛應用于光伏電池連接。
光伏硅膠性能要求高,供需將持續(xù)偏緊
光伏硅膠簡介
光伏硅膠分單組分膠和雙組分膠,各自應用不同。光伏硅膠可以分為單組分硅膠和雙 組分硅膠。顧名思義,單組分膠只含一個組分,主劑和固化劑一起存放,膠粘時直接使用, 固化時由表及里逐步固化,難以固化太厚的膠層,通常用于鋁邊框與層壓板的粘接、接線盒與層壓板的粘接。
雙組分膠分為 A 和 B 兩個組分,使用前需要將 A 和 B 兩個組分按比 例混合,固化時內外同時固化,可固化較厚膠層,在光伏組件中在一般用于接線盒的灌封。
光伏硅膠主要由基礎聚合物、填料、固化劑、特性添加劑等經(jīng)過加工而成,原材料成 本占比在 90%以上。光伏硅膠組成成分有基礎聚合物、填料、交聯(lián)劑、催化劑、偶聯(lián)劑及 固化促進劑等。
單組分硅膠制備將所有組分融合在一種成品里,首先將聚合物和填料混合、脫水、冷卻,然后加入助劑混合制膠,最后灌裝即可得到成品,整個過程中產生的水或其他氣體冷凝后用活性炭進行吸附。
雙組分硅膠 A、B 組分分開制備,使用時兩組分再按比 例進行混合。首先將聚合物和填料攪拌混合,然后螺桿脫氣灌裝即可得到 A 組分。B 組分 的制備較 A 組分稍顯復雜,首先將聚合物和填料預混、脫水、冷卻,然后加入助劑混合制膠,最后灌裝即可得到成品。
在光伏硅膠的生產成本中,原材料占據(jù)了絕大部分。據(jù)集泰股份公告,2020 年硅膠生產成本中直接材料占比達 92.7%,制造費用占比為 4.9%。
需求持續(xù)增長,供需將持續(xù)偏緊
需求持續(xù)增長,預計到 2025 年達 41.58 萬噸。受益于下游光伏裝機需求的穩(wěn)定增長, 光伏硅膠的需求也將持續(xù)增長。假設 2025 年全球光伏新增裝機 330GW,光伏組件安裝量 和生產量的容配比按照 1:1.2 來計算,2025 年單 GW 光伏組件需膠量 1050 噸計算,我們預計 2025 年光伏硅膠需求量為 41.58 萬噸,CAGR 為 17.30%。
新增產能較少,供需有望持續(xù)偏緊。光伏組件工作年限需達到 25 年以上,且工作環(huán) 境較為惡劣,從而要求光伏硅膠具備優(yōu)異的力學性能、良好的粘接能力以及能夠耐黃變、 耐濕熱、耐紫外線等。
光伏硅膠的生產難度較高,國外廠家有道康寧、樂泰等,國內廠家近幾年才取得技術突破,國內只有北京天山、回天新材、硅寶科技、集泰股份、杭州之江 等少數(shù)公司具備量產能力。據(jù)我們統(tǒng)計,光伏硅膠近兩年新增產能約為 7.88 萬噸,供需將持續(xù)偏緊。
光伏玻璃:產能大舉擴張,關注上游純堿行業(yè)
光伏玻璃生產工藝
光伏玻璃以石英砂和純堿為主要原料,原材料和燃料動力合計占成本 80%。光伏玻璃 根據(jù)生產工藝的不同可以分為超白壓花和超白浮法玻璃,前者適用于晶硅電池,后者適用 于薄膜電池,目前主要應用的是超白壓花玻璃。玻璃的生產以石英砂和純堿為主要原料, 將原料稱重配比之后,利用高溫將其熔化成型,然后經(jīng)過退火、切割、磨邊、清洗,最后 鍍膜、鋼化、清洗形成成品。
根據(jù)全球新能源網(wǎng)數(shù)據(jù),在光伏玻璃生產成本中,原材料和燃料動力占比達 80%,其次是制造費用,占比14%。
需求持續(xù)增長,多家企業(yè)進行產能擴張
我國是光伏玻璃生產大國,每年大量出口。據(jù)百川資訊統(tǒng)計,截止 2021 年 9 月,我 國光伏玻璃有效產能約 1290 萬噸,占世界產能 85%以上,海外產能主要集中在信義、福萊特、Interfloat 和 Borosil 四家公司,占比較小。
2019/2020 年,我國分別凈出口光伏玻璃 198.32/203.37 萬噸,出口量較大。我們預計 2021年凈出口量小幅上漲,達 214 萬噸。
需求將持續(xù)增長,多家企業(yè)公布擴產計劃。受產能逐漸釋放及需求放緩影響,光伏玻 璃價格在 2021 年二季度經(jīng)歷了持續(xù)下跌,從 40 元/平米跌至 22 元/平米,跌幅達 45%。2021 年 9 月份以來,受下游需求提速拉動,光伏玻璃價格開始回暖。隨著光伏度電成本 的下降及碳中和政策的逐步推行,中長期看,光伏裝機需求是高確定性大幅增長的,這也 會帶動光伏玻璃的需求。
我們預測,2025 年光伏玻璃需求將達到 2177 萬噸,CAGR 為 17.50%。為滿足不斷增長的需求,多家企業(yè)公布了擴產計劃。
純堿下游應用多樣,生產工藝分為氨堿法、聯(lián)堿法和天然氨堿法。純堿學名碳酸鈉, 分子式為 Na2CO3,又稱蘇打、堿灰,是一種重要的化工基礎原料。純堿有著豐富的下游 應用,包括玻璃、硅酸鹽、焦亞硫酸鈉、磷酸鹽、燒堿和小蘇打等,其中玻璃是純堿消費最大的下游產業(yè)。根據(jù)百川資訊,目前我國共有純堿產能 3231 萬噸,其中聯(lián)堿法 1511 萬噸,占比 46.77%,氨堿法 1560 萬噸,占比 48.28%。
開工率維持高位,行業(yè)景氣度有望持續(xù)。受益于下游光伏玻璃產量擴張,純堿需求有 所提升。目前行業(yè)開工率在 80%左右,維持在較高水平。用于光伏玻璃制造的重質堿價格 也一路上升,從年初 1432 元/噸漲至 2773 元/噸,漲幅達 93.6%。光伏玻璃需求持續(xù)增長 將帶來上游純堿需求的增長,而近兩年純堿新增產能較少,行業(yè)景氣度有望維持高位。
光伏膠膜:行業(yè)集中度高,關注POE國產化進展
光伏膠膜簡介
光伏膠膜用于粘接玻璃/背板與電池片。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。光伏膠膜在一定條件下會發(fā)生熔融粘結與交聯(lián)固化,將玻璃/背板與電 池片粘結起來,并起到保護電池片的作用。
太陽光通過玻璃、膠膜照射到電池片上產生電 流,因此膠膜需要具備高透光率。同時為保證光伏組件的工作年限達 20 年以上,對膠膜 耐候性、粘結強度、耐老化等性能要求較高。
光伏膠膜生產工藝步驟包括混料混拌、熔融擠出、壓延、壓花、切割、收卷。光伏膠 膜的生產以 EVA/POE 樹脂為主要原材料,輔材包括交聯(lián)劑、增粘助劑、抗老化劑等。根 據(jù)福斯特數(shù)據(jù),在 EVA 膠膜生產成本中,樹脂成本占比超過 81%,其他輔材成本占比 9%, 制造費用占比 8%。
膠膜生產第一步是混料混拌,即將樹脂顆粒以及相應助劑按比例配好, 加入混拌機,在密閉回轉狀態(tài)下混拌一段時間。熔融擠出就是將混拌好的上述材料進一步 混合、熔融,并從擠出口擠入壓延機。壓延指利用壓輥壓力將上述擠入物壓制成薄片。壓花指通過花輥和壓輥將上述薄片表面壓出一定形狀的花紋。然后按產品的不同寬度要求進 行切割,待切割好后,按照一定長度收卷得到成品。
根據(jù)樹脂原材料的不同,可以將膠膜分為 EVA 膠膜、POE 膠膜和 EPE 膠膜。EVA 膠膜以 EVA 樹脂為主要原材料,分為透明 EVA 膠膜和白色 EVA 膠膜,白色 EVA 膠膜在 透明 EVA 膠膜原材料的基礎上混入了白色填充物,例如鈦白粉。POE 膠膜以 POE 樹脂為主要原材料。
EPE 膠膜又稱共擠型 POE 膠膜,將 EVA 與 POE 共擠壓膜,結合了兩者的 優(yōu)點。市場化的 EPE 膠膜共有三層,兩邊的 EVA 層、POE 層以及中間的共聚物樹脂抗極 化層。由于成本等原因,目前主要商業(yè)化應用的膠膜是透明 EVA 膠膜,2020 年市占率達 61.40%。白色 EVA 膠膜市場占比 17%,POE 膠膜市場占比 14%。
行業(yè)集中度高,各大企業(yè)不斷擴產
行業(yè)壁壘較高,市場集中度高。光伏膠膜行業(yè)具有較高的壁壘,包括技術壁壘、客戶 壁壘以及資金壁壘。光伏組件的運營壽命較長,達 20 年以上,因此對膠膜的透光率、收 縮率、延伸率、剝離強度、交聯(lián)度、耐老化等方面有嚴格要求,這也造成了膠膜配方、改 性技術、生產工藝方面的高技術門檻。
對于國內光伏組件廠商,海外市場占據(jù)相當大的比 重,而國際認證是光伏組件產品進入相關進口國的“通行證”(如:TUV 認證、UL 認證、 JET 認證),該認證有嚴格的標準和復雜的認證程序,組件廠商不會輕易更換上游供應商, 造成了上游膠膜行業(yè)具有較高的客戶壁壘。膠膜行業(yè)對生產設備,生產技術等要求高,其購買與維護成本高昂,具有一定的資金壁壘。經(jīng)過多年的發(fā)展,國產膠膜市占率不斷提高, 膠膜產能不斷從海外向國內轉移。
各大企業(yè)不斷擴產。為搶占市場和滿足日益提高的光伏性能要求,各大龍頭公司紛紛 開啟擴產之路。POE 膠膜因其優(yōu)異的性能,能夠適用于雙玻組件,成為了各大企業(yè)擴產的 重要選擇。以福斯特為例,公司原計劃于 2021 年在浙江杭州投產 2 億平的 POE 膠膜,并有 7.5 億平的 EVA 膠膜+POE 膠膜分別計劃于 2022/2023 年投產。
總體需求持續(xù)上升,需求結構將發(fā)生變化
從單玻組件到雙玻組件,推動 POE/EPE 膠膜需求提升。相對于單玻組件,雙玻組件 具有耐候性好、阻隔性能好、完美匹配雙面電池等優(yōu)點。根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù),2020 年行業(yè) 雙玻組件的滲透率為 29.7%,其預測雙玻組件滲透率至 2025 年有望上升至 60%。雙玻組 件滲透率的大幅提高將拉動光伏玻璃和 POE/EPE 膠膜的需求。
EVA 膠膜強度低,水蒸汽 透過率和吸水率較大,耐候性較差,用于雙玻組件上需要進行封邊,這會影響雙玻組件在 BIPV 中的應用。而 POE/EPE 膠膜可以解決這個問題,其具有更低的水蒸汽透過率,內聚力更大,可使生產的雙玻組件不需要封邊。
總體需求持續(xù)上升。隨著技術的不斷發(fā)展,每 GW 光伏組件所用膠膜需求會小幅下降, 但光伏行業(yè)的快速發(fā)展還是會帶來光伏膠膜需求的大幅提升。根據(jù)中國光伏行業(yè)對未來五年全球新增裝機的預測,光伏組件安裝量和生產量的容配比按照 1:1.2 來計算,我們預測 2025 年樂觀情況下膠膜需求 36.0 億平,CAGR 為 18.7%,保守情況下膠膜需求為 29.4 億平,CAGR 為 14.0%。
需求結構將發(fā)生變化。目前 POE 樹脂全部來自于進口,國內還未有 POE 量產裝置。但部分國內企業(yè) POE 已進入中試階段,國產 POE 有望在 2025 年左右形成大規(guī)模生產能 力,POE 的高昂價格料也會有所下降。我們預計 POE 膠膜在 2021-2024 年市占率將小幅 提升,在 2025 年市占率將有突破式提升。
光伏級 EVA 進口依賴度高,中短期供需偏緊
EVA 樹脂由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而成,下游應用包括光伏、發(fā)泡、電纜等。EVA 為乙烯系列聚合物,由乙烯與醋酸乙烯酯(VA)共聚而成,VA 的含量不同會導致性能的 不同,VA 含量在 10%-20%為彈性材料,超過 30%時為塑性材料。
根據(jù)前瞻產業(yè)研究院數(shù)據(jù),EVA 樹脂生產成本主要來自于原材料,占比達 69%,制造費用占比達 30%。EVA 下游消費包括光伏膠膜、發(fā)泡料、電纜料、熱熔膠、涂覆料、農膜等。
光伏級 EVA 大量依賴進口,國產替代程度將不斷提高。我國 EVA 樹脂生產工藝主要 有巴塞爾管式、巴塞爾釜式和艾克森美孚釜式等,受限于技術水平,國內只有部分企業(yè)可 以產出光伏級 EVA 樹脂,產品大量依賴進口。隨著技術攻關,國內企業(yè)有望突破光伏級 EVA 生產壁壘,國產替代程度將不斷提高。據(jù)我們預測,2023 年光伏級 EVA 進口依賴度有望下降至 57%。
價格持續(xù)上升,預計光伏級 EVA 中短期供需仍偏緊。受益于下游光伏膠膜需求的不 斷提升,EVA 樹脂價格也不斷上漲,雖然近兩年有部分新增光伏 EVA 產能,但產品性能需要經(jīng)過較長時間驗證, 且產能爬坡需要時間,疊加光伏膠膜需求不斷上升,中短期光伏級 EVA 供需預計仍偏緊。
POE 性能優(yōu)越,國產化尚需時日
POE 性能優(yōu)越,用途廣泛。聚烯烴彈性體(POE)是由乙烯與 α-烯烴(如 1-丁烯、 1-己烯或 1-辛烯)無規(guī)則共聚得到的彈性體。由于其分子鏈中既有聚乙烯結晶鏈段,常溫下可起到物理交聯(lián)點的作用,又存在乙烯與 α-烯烴無規(guī)則共聚鏈段形成的無定型區(qū),因此, POE 在常溫下無需硫化即可呈現(xiàn)出橡膠的高彈性,在高于聚乙烯鏈段熔融溫度時又可以發(fā) 生塑性流動。POE 具有優(yōu)異的剛韌平衡性能,良好的低溫韌性、流變性能及力學性能,目前已廣泛應用于汽車部件、聚合物改性、發(fā)泡、電線電纜、光伏膠膜及熱熔膠等諸多領域。
POE 主要技術難點在于茂金屬催化,國內多家企業(yè)布局研發(fā)。受益于下游需求的快 速增長,尤其是光伏膠膜需求,POE 價格一路上漲,從 2020 年 11 月 13600 元/噸漲至 22000 元/噸,漲幅達 61.8%。
POE 生產具有較高的技術壁壘,尤其是開發(fā)高活性、耐高 溫、共聚能力強的適用于均相高溫溶液聚合的高性能茂金屬催化劑。目前國內企業(yè)尚未完 全突破 POE 的工業(yè)化生產,但在國家政策大力支持下,各科研機構、企業(yè)正在抓緊研發(fā), 部分企業(yè)取得了一定的進展。萬華 POE 項目已完成中試,除萬華化學外,天津石化、惠生新材料及京博石化等均有建設 POE 裝置的計劃。
原標題:細分龍頭紅利當時,光伏黑馬賽道騰飛