十年光伏路，一曲材料歌 丨 杭州福膜 顾方明：光伏行业中聚合物材料的创新和国产化

2010年，光伏行业经过若干年的高速发展，规模快速扩大，SNEC展也从上海徐家汇的光大会展中心移到了浦东的新国际博览中心。在光伏行业发展的大潮中，一个百亿规模的组件龙头企业的崛起，时间最短的只要5-6年，这在传统制造业中并不多见。我所在的化工和新材料领域，一个优秀企业要成长到百亿规模，大多数都需要20-30年的时间。光伏行业内唱主角的基本上都是民营企业（或改制企业），骑在虎背上，非兢兢业业、勤劳坚韧不能为也！今天，光伏行业已经是我国制造业领域的一颗明珠。在世界范围内，无论是累计和每年光伏电站的安装量，还是光伏组件的生产和出货量，都位居世界第一。在央视《大国重器》记录片中，详细介绍了正泰的光伏组件和电池。作为光伏从业人员，即使是普通一兵，也有充足理由为此感到自豪，来碗牛二！

我但凡有机会与政府官员、金融界、银行和媒体圈的朋友们在一起，一定会鼓吹光伏行业的伟大，更正他们的一些观点：如光伏行业产能过剩，风险很大，是等同于钢铁和水泥的夕阳产业。实际上，光伏发电量占总发电量的比例今天还不足5%，这个行业才刚刚开始起步。借用毛泽东主席的比喻，光伏行业，是立于高山之巅远看东方、已见光芒四射喷薄欲出的一轮朝日，是个非常有前景的朝阳行业！

实际上，光伏行业虽然在全世界范围内都得到各国政府的重视和支持，但中国政府的支持最持久，领导经济发展的能力最强。2008年之前，光伏行业经历两位数、三位数增长，但这一年的经济危机打断了光伏产业在世界范围内的增长步伐，2009年还经历一个断崖式的负增长，此后的10、11和12年也是光伏行业发展的低谷。国家当时出台了三万亿刺激经济的投资计划，虽然时至今日都广受争议，但我们有了金太阳工程；在欧美对我国光伏组件实施“双反”的同时，国家又出台了发电补贴政策和雄心勃勃的“十三五”光伏电站安装计划。这才是中国光伏行业获得全球龙头地位的分水岭事件！大家可以回想2013年，美国和欧盟先后对中国光伏产业实施“双反政策”和加高关税，当时应该惊动了国家高层。白岩松在《焦点访谈》栏目，出了至少两期专题节目。国家在这一年连续出台政策，“十三五规划”的预期光伏电站安装量更新了三次，最后飙升到150GW。而从各地报上去的电站安装计划，还要远远大于这个数值。

因此，我们有理由反对一些声音：国家支持哪个行业，哪个行业就发展不好。没有国家的行业政策支持，一些战略重要的新兴行业，如太阳能、电动车和锂离子电池行业等，根本就发展不起来！最近闹得沸沸扬扬的中兴“芯片”事件，中美大打贸易战，美方提出的“停战”条件之一，就是中国政府要终止对该行业的产业政策扶植。对手都认可这一点！

杭州福斯特应该是引领风气之先，率先实现了EVA胶膜的国产化，取得显著成绩，现在其市场占有量超过60%。背板在2010年之后也逐步实现了国产化，现在呈国内群雄并起的局面。苏州赛伍首创KPF背板，一面使用国产氟膜，另一面使用含氟涂层，性价比很高。日本《产经新闻》也作了报道，是个很成功的产品，对行业立了功。中来的含氟涂层技术，无疑是行业中做的最好的，现在该公司有背板超市，各种背板技术都在发展中。明冠入局也很早，发展的M膜技术让人印象深刻，也做出了优秀背板。我所在的杭州福膜科技，耗时近三年，筚路蓝缕，研发和量产了国产PVDF膜。在原材料选用、设备和生产工艺各个方向都形成了完整的知识产权。其中，线性高分子PVDF的单层吹膜，即使在聚合物加工领域，也是一个首创。现在，杭州福膜科技也顺理成章的开发了多层吹膜和流延制膜技术，最高达五层。2013年杭州福膜公司的氟膜产品获得通过美国UL长达一年半的老化测试和认证，RTI（长期使用温度）高达150℃，是当时的世界纪录，国产膜的一个小小的成就。辅材行业的从业人员用自己的努力和专业能力证明，国产化的辅材是可靠的、性价比很高，对整个光伏行业的降本起到了不可忽略的贡献！

然而，在欢欣鼓舞的同时，我们也要看到行业的不足和隐忧。当然，由于我是从事辅材制造工作的，在光伏行业远不是唱主角的，管中窥豹，难免有不全的看法，请大家甄别。

我们的成功，源于我们的勤劳和国家产业化政策的大力扶持，主要采用拿来主义的务实态度和产业化，而非原创性贡献。老外（主要是指西方）对我们有以下的指责：中国是文明的一个攫取者（catcher），而非一个贡献者（contributor）。而且，我国人民的辛勤劳动，还得不到世界的广泛认可。西方人认为中国人的勤劳，唯一目的就是为了财富。这当然是个偏见，但联想到光伏行业的无序扩张，不能说他们毫无道理。我不是搞半导体材料的，现在兴起的各种高效电池、双面电池和超薄切片等关键技术，稍微打听一下，似乎也是外国人先有的。

自己熟悉的光伏用聚合物领域，以往的发明也都是先起源于国外。例如，EVA胶膜的选型，是源于美国杜邦公司（Du pont）的工作；后期兴起的POE胶膜，源头在美国的陶氏化学（Dow Chemical）。即使是非主流的PVB胶膜、液体硅胶等也是老外先推了，我们才开始尝试。这些软质、透明胶膜，在聚合物材料库中，其实还有一大堆选择，如EMA、EBA、EGMA、E-MA-GMA、EEA、EVOH、EAA、TPU、SEBS/SEPS、TPEE、TPEA、ACR和柔性PMMA等等，如果老外不推，我们自己不太有推的动力。当然，杜邦选择EVA现在看来的确是个优选，量大、便宜、性能过的去，只是有时候可能会有一点点酸出来。背板也是同样如此，在国产化之前，这个技术显得挺神秘的，氟膜没有、耐候性胶水也没有，老外有个阶段说中国人做不出来的。实际上，干式复合技术在中国非常成熟，包装行业、软板行业都做了几十年了。搞清楚了这些秘密，中国企业一下子就跟上来了，苏州赛伍还开发了性能非常不错的耐候性聚氨酯胶水，导入了国产化氟膜。但如果老外不定这个结构和工艺路线，我们很难有自己的想法；即使有了想法，估计行业上要试用、认可，也是件很困难的事。

氟膜也是如此，作为一种超级耐候材料导入这个行业，是杜邦立的功，他们采用PVF材料；而PVDF膜材料的导入，是由法国阿克玛（Arkema）最先完成的。有关PVF和PVDF材料的争论，今天还在进行。对学聚合物材料的人来讲，PVDF的耐候性比PVF要优越，似乎是不言而喻的事。在氟碳涂料领域，PVF涂料基本上都销声匿迹了，PVDF毫无疑问在唱主角。当然，除了氟塑料基材的比较，各家配方不同，会导致性能有些差别。央企地面电站，几乎还是杜邦的Tedlar膜一统天下。Tedlar膜售价高出国产膜近3倍，还写进央企的招标红头文件，真是一件令人惊讶的事。Tedlar膜是上世纪60年代开发的产品，当时可熔融加工的氟塑料还很少、很贵，因此它获得了发展。从今天的眼光看，PVF膜实际上是个落后产能。其加工方式只能采用糊式加工（或称溶液流延），使用大量溶剂，如NMP、DMF和DMAC等。在今天环保的约束条件下，PVF膜若要开工生产，国内环评都不太可能获得批准。可熔融加工的氟塑料，加工很环保，性能完全能覆盖PVF膜，包括双向拉伸。今天，加工PVDF膜的双向拉伸生产线也已经面世了。技术上不存在障碍，但需要有市场应用来支撑。

我在外企工作的时候，有一位非常聪明的印度人（印度人受过高等教育的，有些真的很聪明，舞跳得也好）。他对中国的发展很羡慕，看到在中国有那么多已建好的和正在建的高楼，十分感慨，他由此得出结论：“Tony（我在外企的英文名），如果建材行业有什么重大创新的话，一定在你们中国。”我点头称是，你讲的非常对（You are absolutely right about this）。我们自古就有秦砖汉瓦，得意之情，溢于言表。

印度人的观察和结论，也应该适用于光伏行业。现在，我们无论在产量、组件效率和电站安装量上都领跑世界，完全有理由相信，光伏行业正在孕育重大创新，且很可能由中国的企业发起。而这些创新，苗头已经显现。行业的知名龙头企业，如天合、阿特斯、隆基和晶澳等纷纷推出高效电池，300W/50年似乎已不是遥不可及的事。创新还可能发生在小企业身上，如我们同城的杭州纤纳科技，采用钙钛矿技术，其组件效率已可以达到17%，而其造价只有晶硅电池（现有）的一半；北京的八度阳光，创始人还是个大学生，采用超薄晶硅切片和异质结HJT技术，在显著提高效率的同时，还能大幅降低成本。这些，我都看到了中国自己的原创技术能力。

在光伏辅材制造领域，创新的步伐可能也远未停止。在EVA胶膜领域，我看到行业推出了电子束（E-Beam）交联的白色胶膜。电子束交联在聚合物行业中是个成熟技术，但把它应用在光伏组件用EVA胶膜领域，是一个创新。在背板领域，一体化成型技术似乎正在发展中，性能更可靠、成本更低，制造也更加环保。此外，由于双面电池的强势发展，有机透明背板、透明前板的讨论也放到了议事日程。而薄膜太阳能电池要实现真正的柔性化，必须采用柔性有机基材，这对聚合物封装材料提出了更高、甚至苛刻的要求：耐高温、高度透明、阻水率高达10^-5，达到OLED或量子点封装的要求，但价格不能高！

我乐观地认为：在光伏行业，中国人一定能做出引领行业发展的世界级创新出来。我们有这么多行业从业人员，勤劳、智慧！

组件企业、光伏辅材配套企业，普遍盈利能力不高、回款周期长，日子过得很艰辛。现在，社会上嗓门大的，说制造业企业普遍缺失工匠精神，为此，央视还专门放映《大国工匠》记录片，给大家鼓劲。我稍稍看了几集，人物和故事确实精彩。但大多数的故事都发生在“国家队”身上，航空航天、国防工业和高铁领域等。中国社会从来不缺脊梁骨式的人物，国家给予荣誉、工作和生活上的保证，这是国之幸事！然而，在光伏领域，民企占绝大多数，如果没有市场的正面回馈，饭都只能勉强吃饱，焉能奢谈“工匠精神”？我们有位经济学家，学术能力我不怀疑，但经常拿个德国的锥子或轴承贬低中国的产业界。我很不以为然，这个叫站着说话不腰疼，让他下车间当个班长，轮班一个月，到月底发到工资，他可能就会产生新的见解了！

创新和工匠精神的发挥，需要有良好的市场反馈，还需要一个尊重知识产权的环境。之前我们缺乏这些，有可能是我们的底子太薄。但今年我们在庆祝改革开放40周年了，技术原创和精品还是不多。其中一个重要原因，很可能是我国的知识产权意识普遍薄弱，保护力度远远不够。抄袭、甚至窃取他人商业秘密、侵害他人知识产权的行为普遍存在，且在大多数情况下被社会默认，受不到监管和处罚。一个典型的说法是，人家都投入了几千万、上亿的钱了，你难道还让人撤回？你再做些更领先的产品好了！主张权利的人，通常会被人认为刻薄、不大度，这个真让人很无语啊。这对个别企业而言或许是占了便宜，但从整个国家层面来讲，这个中国式道路真的不可取，会扼杀企业创新的动力。

创新要求如此，发挥工匠精神的精益求精也同样要求如此。我国的很多产品，有时总会越做越差。中国制造在世界范围内还没有形成好名声，虽然现在世界离不开我们了。在我们氟膜领域，现在被要求越做越薄。总的来说，这是行业普遍盈利不高、过度竞争的结果。我很理解，但并不赞同。降本是行业大势所趋，这本身并没有错。氟膜的减薄，谈不上创新，降本也极其有限。对电站企业而言，氟膜减薄带来的降本机会估计在0.003元/瓦左右！当然，对平价上网而言，每一分钱都是宝贵的。但氟膜作为保护层处在最外层，保护背板中的胶水、PET，以及EVA胶膜等，进而保护整个组件正常工作，不衰减或少衰减。氟膜减薄，意味着它的保护能力大幅下降，特别是其阻水和耐风沙能力，性能都是单调下降的；倘若变得更薄、上述性能的下降还会加速。如15um的氟膜，透水率几乎是25um的2倍以上，超过100 cc/m^2·day；同样，落沙试验表明，随着氟膜的减薄，背板在落沙点附近迅速变得透明了。每减薄1um氟膜，收益极其少，而风险却被大幅放大。这个是“捡了芝麻，丢了西瓜”的事，诚不可取也。在光伏行业发展之初，杜邦公司氟膜的厚度都是37、38um的，早期的组件（如西门子的）的确有在户外使用30年以上的经验，电气设备或有更换，但背板还是那块背板。现在，杜邦还是只有25、37um两个规格用于光伏行业（在彩钢板装饰行业杜邦有厚度为12um的Tedlar膜），而阿克玛公司用于电站的膜普遍是30um。反观国产膜，一路掉头，直奔18、15um而去，甚至有人提出12um，哪里来的这么强大的自信啊！我们才刚刚学会人家的东西。我比较担心某一天，某记者报道，某电站使用国外氟膜的背板，电站运行良好；而使用国产氟膜的电站，发电效率普遍下降明显，甚至还有不发电的。想象中的场景，这个记者的说法显然有失公允，但或许真有可能发生。

降本当然需要，但是需要创新降本，需要保证产品现有性能不下降。氟膜的行标和国标正在制定过程中，大家比较一致的意见是：厚度不一定作硬性规定，只要你有足够的技术实力证明：氟膜的耐候、阻水、耐落沙能力、整张膜的强力拉伸性能能够达标就可以。实际上要降本，共挤和合金化技术是个可选方案。进一步的，需要考虑整张背板的一体化成型技术。

结语：

作为结语，我想向大家推荐一本书《2052：未来四十年的中国与世界》，是罗马俱乐部的成员Jorgen Randers写的。

罗马俱乐部对世界的预测一向是悲观的，非常知名的著作如《增长的极限》。但这个Randers在书中却一反常态，非常乐观地预测了将来世界，他看到两个积极的元素能够拯救世界，一是中国，另一个就是可再生能源,特别是太阳能的廉价获得。在书中，他给出一张双对数坐标图，总结了1971年到2010年光伏组件每瓦售价的变化。我把之后2011-2017年的售价放到图的延伸段，发现拟合的依然很好！要知道，Randers并不是专业人员，光伏行业并不给他发工资，但是，章鱼Randers的预测真是神了！我们真的希望他的预言成真。

顾方明

2018/5/6