封装胶膜产业链及发展趋势、供需规模与机遇挑战
1、光伏封装胶膜行业发展情况
（1）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。 （2）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。 （3）缓解 PID 效应是光伏胶膜产品发展的重要方向 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。（4）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。 2、行业上游原材料供应情况及影响 （1）EVA 树脂国产化进程较快 光伏胶膜的主要原材料系光伏级EVA树脂与POE树脂。2017年前，光伏级EVA树脂与POE树脂均主要依赖进口。EVA树脂是光伏胶膜的传统主流原材料，其国产化进程相对较快。 2017年起，斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑等国产树脂供应商快速崛起，陆续产出光伏级EVA树脂，2021年下半年起，随着浙石化、中化泉州、榆林能化等国产树脂供应商加入光伏级EVA的生产，EVA国产化率已基本达到60%左右，形成了稳定的国产产能供应。 （2）POE 树脂供应集中于海外，光伏需求拉动主要生产厂商扩产 聚烯烃弹性体（POE）是乙烯与丁烯或辛烯等α烯烃单体实现原位聚合的无规共聚物，供应由海外化工企业垄断。POE树脂最大的下游应用系汽车塑料改性，光伏胶膜应用近年来增速较快。 POE树脂于2010年最早由陶氏化学、日本DNP等海外企业应用于光伏胶膜领域。目前，光伏级POE树脂的生产企业主要包括三井化学、LG化学、陶氏化学等，其中陶氏化学的产能最大。 POE树脂具有良好的材料性能，由POE树脂制成的POE胶膜具有良好的封装性能，随着双面双玻组件和N型电池等光伏新技术的发展，光伏级POE树脂的市场需求不断增加，主要生产厂商亦提出了大幅扩产的计划。 2021年8月，LG化学宣布将POE产能由现有的每年28万吨提升至38万吨，新增部分将于2024年投产；2022年8月三井化学宣布将POE产能由现有的每年22.5万吨提升至34.5万吨，新增部分将于2024年投产。 ![]()
（3）POE 树脂技术难度相对更高，国产化处于起步阶段 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，在原材料成本上无显著差异，POE树脂的主要制备工艺为催化剂溶液聚合，生产工艺中的压力、温度较低，生产成本理论上不高于EVA树脂的高温高压聚合工艺。POE树脂生产的技术壁垒主要体现为茂金属催化剂和高碳α-烯烃。 万华化学、东方盛虹、卫星化学、中国石化和荣盛石化等企业正积极开展POE树脂国产化的技术攻关，目前主要处于中试阶段，预计在2024年或2025年可实现工业化批量生产。根据中国光伏行业协会预计，2030年POE树脂国产化率有望达到60%。 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，两者的原材料成本并无显著差异，POE树脂的制备主要为催化剂溶液聚合法，生产成本亦不高于EVA树脂。 目前POE树脂与EVA树脂的价格差异主要因技术门槛、供需关系等产生，若未来POE树脂的海外扩产与国产化顺利推进，POE树脂应用于光伏胶膜领域的供应与成本压力有望缓解，有利于POE胶膜的进一步推广应用。 ![]()
3、下游光伏行业未来发展趋势对光伏胶膜的影响 随着技术与产品迭代，新型光伏组件与电池对封装材料性能提出了更高要求，具体情况如下： （1）光伏电池 N 型化 根据原材料和电池制备技术的不同，光伏电池可分为P型电池和N型电池，N型电池主要包括TOPCon、HJT（异质结）等。目前市场上主流的PERC电池光电转化效率已实现23.2%，理论极限效率为24.5%。 与P型电池相比，N型电池拥有转换效率高、温度系数低、光衰减系数低、弱光响应等综合优势，其中HJT和TOPCon电池的理论极限效率分布达到27.5%和28.7%，在系统成本与全周期发电量上具有明显优势。 根据中国光伏行业协会的数据，2022年光伏电池仍以PERC为主，但随着N型电池产能陆续释放，PERC电池市场占比下降至88%，N型电池市场占比达到约9.1%。目前PERC电池技术已经逼近理论极限效率，随着电池片技术快速发展，预计2030年N型电池市场占比将超过70%。 N型TOPCon电池发挥主要发电功能的正面具有带负电的钝化层，因此对电荷与阳离子聚集更加敏感，需要封装材料具有更强的抗PID性能。此外，为降低成本，N型TOPCon电池栅线应用了银铝浆，较传统银浆更容易被腐蚀，对胶膜保护性能的要求更高。 此外，N型电池的年衰减更低、使用寿命较长，需要胶膜具有更好的耐老化性能。POE胶膜具有优异的水汽阻隔性能和电气绝缘性能，契合了N型电池更高的封装性能要求，有望占据更多市场份额。 （2）光伏组件双面双玻化 双面双玻光伏组件采用两块光伏玻璃作为面板和背板，在正面直接照射的太阳光和背面接收的太阳反射光下，都能进行发电，背面发电增益在10~30%不等。 双面双玻组件具有发电量更高、生命周期更长、耐候性、耐磨性、耐腐蚀性更强等优势，目前市场占比正在快速提升。根据中国光伏行业协会的相关数据统计及预测，2022年双面双玻组件市场占比达到40.4%，到2030年有望超过60%。 P型电池背面由于背面场钝化和局部铝背场的设计更容易发生PID现象，双面双玻组件需要背面参与发电，因此对封装材料的性能要求更高。POE胶膜一方面具备良好的机械强度及韧性，能够适应双面双玻组件玻璃减薄化的需求； 另一方面具有优异的抗PID性能，可满足双面双玻组件正反两面均由封装材料保护的需求。随着双面双玻光伏组件逐步替代单玻光伏组件，对POE胶膜等高性能胶膜的需求将进一步的提升。 （3）光伏发电应用多元化 1）光伏组件向高功率发展 在硅片大尺寸化与电池转化效率的持续进步影响下，主流组件功率明显提升。根据中国光伏行业协会的数据，2022年采用166mm尺寸P型PERC单晶组件的平均功率为455W，采用182mm尺寸PERC单晶电池和TOPCon单晶电池的组件功率分别达到550W和570W，目前市场已完成超过550W组件的量产，并在逐步推进超过600W组件的量产，大功率组件产品的市场占有率将持续上升。 超过600W的超高功率组件将成为光伏行业的新趋势，超高功率组件的电压与电流指标显著提升，需要封装材料具有更好的电气绝缘性能。POE胶膜具备较高的体积电阻率，优异的电气绝缘性能可适应组件高功率化的发展方向。 2）复杂环境电站应用增多，对封装要求提升 随着光伏电站的应用推广及相关技术的进步，同时为了节约土地资源，复杂环境中的电站应用逐步增多，对胶膜的封装性能提出了更高要求，如戈壁电站要求光伏胶膜具有更好的高辐照环境下耐黄变性能； 高纬度电站要求光伏胶膜在低温下仍能保持较好的高粘结性与高弹性；渔光互补电站、滩涂电站、海上光伏电站等高湿环境电站要求光伏胶膜具有更好的电气绝缘与水汽阻隔性能。 未来，随着光伏技术发展，光伏电站的应用场景将进一步拓展，使能够适应相关环境的封装材料的需求增加。 3）户用光伏市场推动叠瓦组件、IBC组件等新型组件发展 根据国家能源局统计，2022年国内新增光伏电站装机87.41GW，其中集中式电站36.3GW、分布式电站51.11GW。 与集中式电站相比，分布式电站可灵活安装于工商业屋顶及居民屋顶，具有节约土地、贴近用电侧、成本敏感性相对较低等优点，分布式电站占比超越集中式电站将成为光伏发电的发展趋势。 叠瓦组件、IBC组件相较于传统组件更为美观，受到分布式电站尤其是户用光伏市场的欢迎。叠瓦组件使用导电胶替换金属栅线，可实现电池片间无缝衔接，不仅美观，而且最大程度利用了组件空间，为提升导电胶连接的可靠性，叠瓦组件对封装保护也有较高要求。 IBC电池将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面，减少了正面栅线对阳光的遮挡，具有美观、充分利用入射光的优点，但其背面汇集了PN结与金属接触，工艺更为复杂，组件的封装保护要求进一步提升。 光伏电池N型化、光伏组件双面双玻化和光伏发电应用多元化的发展趋势将对产业链各环节竞争格局带来影响，其中较高的封装保护要求将直接影响组件胶膜市场份额的变化，使POE等高性能胶膜产品的渗透率进一步提升。 4、行业发展的阻碍因素 （1）主要原材料尚未完全国产化、供求相对紧张 光伏封装胶膜的主要原材料为EVA树脂和POE树脂，其中EVA树脂虽已逐步实现国产化，但国内产能尚不能满足需求，仍需要大量进口；而光伏级POE树脂供应则由三井化学、LG化学、陶氏化学等外资厂商垄断，国内厂商尚处于中试阶段，尚未大批量生产。 EVA树脂与POE树脂的生产均属于石油化工行业，产能建设周期较长，而光伏产业对封装胶膜材料的需求持续增长，供给与需求相对紧张，处于不平衡状态。 原材料的供求相对紧张与不平衡，导致近年EVA树脂与POE树脂市场价格的大幅波动，增大了光伏胶膜企业的经营风险。此外，因POE树脂尚未实现国产化，供应量相对有限且原材料成本较高，限制了具有出色性能的POE胶膜在光伏领域的应用推广。 （2）行业周期性特征、产业政策变化、下游行业波动 历史上光伏行业发生过多次政策调整以及行业变化，具有一定的周期性特征。近年来，在国家大力发展新能源的背景下，我国光伏行业发展呈持续快速增长态势。 随着光伏发电项目补贴的退坡和光伏产业的技术进步、降本增效，国内光伏发电的“平价上网”逐步实现，叠加“碳达峰”、“碳中和”战略目标的指引，光伏行业的周期性及波动性逐渐减弱，产业进入持续稳定的增长阶段。
来源：亚太光伏
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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。（4）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。 2、行业上游原材料供应情况及影响 （1）EVA 树脂国产化进程较快 光伏胶膜的主要原材料系光伏级EVA树脂与POE树脂。2017年前，光伏级EVA树脂与POE树脂均主要依赖进口。EVA树脂是光伏胶膜的传统主流原材料，其国产化进程相对较快。 2017年起，斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑等国产树脂供应商快速崛起，陆续产出光伏级EVA树脂，2021年下半年起，随着浙石化、中化泉州、榆林能化等国产树脂供应商加入光伏级EVA的生产，EVA国产化率已基本达到60%左右，形成了稳定的国产产能供应。 （2）POE 树脂供应集中于海外，光伏需求拉动主要生产厂商扩产 聚烯烃弹性体（POE）是乙烯与丁烯或辛烯等α烯烃单体实现原位聚合的无规共聚物，供应由海外化工企业垄断。POE树脂最大的下游应用系汽车塑料改性，光伏胶膜应用近年来增速较快。 POE树脂于2010年最早由陶氏化学、日本DNP等海外企业应用于光伏胶膜领域。目前，光伏级POE树脂的生产企业主要包括三井化学、LG化学、陶氏化学等，其中陶氏化学的产能最大。 POE树脂具有良好的材料性能，由POE树脂制成的POE胶膜具有良好的封装性能，随着双面双玻组件和N型电池等光伏新技术的发展，光伏级POE树脂的市场需求不断增加，主要生产厂商亦提出了大幅扩产的计划。 2021年8月，LG化学宣布将POE产能由现有的每年28万吨提升至38万吨，新增部分将于2024年投产；2022年8月三井化学宣布将POE产能由现有的每年22.5万吨提升至34.5万吨，新增部分将于2024年投产。 ![]()
（3）POE 树脂技术难度相对更高，国产化处于起步阶段 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，在原材料成本上无显著差异，POE树脂的主要制备工艺为催化剂溶液聚合，生产工艺中的压力、温度较低，生产成本理论上不高于EVA树脂的高温高压聚合工艺。POE树脂生产的技术壁垒主要体现为茂金属催化剂和高碳α-烯烃。 万华化学、东方盛虹、卫星化学、中国石化和荣盛石化等企业正积极开展POE树脂国产化的技术攻关，目前主要处于中试阶段，预计在2024年或2025年可实现工业化批量生产。根据中国光伏行业协会预计，2030年POE树脂国产化率有望达到60%。 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，两者的原材料成本并无显著差异，POE树脂的制备主要为催化剂溶液聚合法，生产成本亦不高于EVA树脂。 目前POE树脂与EVA树脂的价格差异主要因技术门槛、供需关系等产生，若未来POE树脂的海外扩产与国产化顺利推进，POE树脂应用于光伏胶膜领域的供应与成本压力有望缓解，有利于POE胶膜的进一步推广应用。 ![]()
3、下游光伏行业未来发展趋势对光伏胶膜的影响 随着技术与产品迭代，新型光伏组件与电池对封装材料性能提出了更高要求，具体情况如下： （1）光伏电池 N 型化 根据原材料和电池制备技术的不同，光伏电池可分为P型电池和N型电池，N型电池主要包括TOPCon、HJT（异质结）等。目前市场上主流的PERC电池光电转化效率已实现23.2%，理论极限效率为24.5%。 与P型电池相比，N型电池拥有转换效率高、温度系数低、光衰减系数低、弱光响应等综合优势，其中HJT和TOPCon电池的理论极限效率分布达到27.5%和28.7%，在系统成本与全周期发电量上具有明显优势。 根据中国光伏行业协会的数据，2022年光伏电池仍以PERC为主，但随着N型电池产能陆续释放，PERC电池市场占比下降至88%，N型电池市场占比达到约9.1%。目前PERC电池技术已经逼近理论极限效率，随着电池片技术快速发展，预计2030年N型电池市场占比将超过70%。 N型TOPCon电池发挥主要发电功能的正面具有带负电的钝化层，因此对电荷与阳离子聚集更加敏感，需要封装材料具有更强的抗PID性能。此外，为降低成本，N型TOPCon电池栅线应用了银铝浆，较传统银浆更容易被腐蚀，对胶膜保护性能的要求更高。 此外，N型电池的年衰减更低、使用寿命较长，需要胶膜具有更好的耐老化性能。POE胶膜具有优异的水汽阻隔性能和电气绝缘性能，契合了N型电池更高的封装性能要求，有望占据更多市场份额。 （2）光伏组件双面双玻化 双面双玻光伏组件采用两块光伏玻璃作为面板和背板，在正面直接照射的太阳光和背面接收的太阳反射光下，都能进行发电，背面发电增益在10~30%不等。 双面双玻组件具有发电量更高、生命周期更长、耐候性、耐磨性、耐腐蚀性更强等优势，目前市场占比正在快速提升。根据中国光伏行业协会的相关数据统计及预测，2022年双面双玻组件市场占比达到40.4%，到2030年有望超过60%。 P型电池背面由于背面场钝化和局部铝背场的设计更容易发生PID现象，双面双玻组件需要背面参与发电，因此对封装材料的性能要求更高。POE胶膜一方面具备良好的机械强度及韧性，能够适应双面双玻组件玻璃减薄化的需求； 另一方面具有优异的抗PID性能，可满足双面双玻组件正反两面均由封装材料保护的需求。随着双面双玻光伏组件逐步替代单玻光伏组件，对POE胶膜等高性能胶膜的需求将进一步的提升。 （3）光伏发电应用多元化 1）光伏组件向高功率发展 在硅片大尺寸化与电池转化效率的持续进步影响下，主流组件功率明显提升。根据中国光伏行业协会的数据，2022年采用166mm尺寸P型PERC单晶组件的平均功率为455W，采用182mm尺寸PERC单晶电池和TOPCon单晶电池的组件功率分别达到550W和570W，目前市场已完成超过550W组件的量产，并在逐步推进超过600W组件的量产，大功率组件产品的市场占有率将持续上升。 超过600W的超高功率组件将成为光伏行业的新趋势，超高功率组件的电压与电流指标显著提升，需要封装材料具有更好的电气绝缘性能。POE胶膜具备较高的体积电阻率，优异的电气绝缘性能可适应组件高功率化的发展方向。 2）复杂环境电站应用增多，对封装要求提升 随着光伏电站的应用推广及相关技术的进步，同时为了节约土地资源，复杂环境中的电站应用逐步增多，对胶膜的封装性能提出了更高要求，如戈壁电站要求光伏胶膜具有更好的高辐照环境下耐黄变性能； 高纬度电站要求光伏胶膜在低温下仍能保持较好的高粘结性与高弹性；渔光互补电站、滩涂电站、海上光伏电站等高湿环境电站要求光伏胶膜具有更好的电气绝缘与水汽阻隔性能。 未来，随着光伏技术发展，光伏电站的应用场景将进一步拓展，使能够适应相关环境的封装材料的需求增加。 3）户用光伏市场推动叠瓦组件、IBC组件等新型组件发展 根据国家能源局统计，2022年国内新增光伏电站装机87.41GW，其中集中式电站36.3GW、分布式电站51.11GW。 与集中式电站相比，分布式电站可灵活安装于工商业屋顶及居民屋顶，具有节约土地、贴近用电侧、成本敏感性相对较低等优点，分布式电站占比超越集中式电站将成为光伏发电的发展趋势。 叠瓦组件、IBC组件相较于传统组件更为美观，受到分布式电站尤其是户用光伏市场的欢迎。叠瓦组件使用导电胶替换金属栅线，可实现电池片间无缝衔接，不仅美观，而且最大程度利用了组件空间，为提升导电胶连接的可靠性，叠瓦组件对封装保护也有较高要求。 IBC电池将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面，减少了正面栅线对阳光的遮挡，具有美观、充分利用入射光的优点，但其背面汇集了PN结与金属接触，工艺更为复杂，组件的封装保护要求进一步提升。 光伏电池N型化、光伏组件双面双玻化和光伏发电应用多元化的发展趋势将对产业链各环节竞争格局带来影响，其中较高的封装保护要求将直接影响组件胶膜市场份额的变化，使POE等高性能胶膜产品的渗透率进一步提升。 4、行业发展的阻碍因素 （1）主要原材料尚未完全国产化、供求相对紧张 光伏封装胶膜的主要原材料为EVA树脂和POE树脂，其中EVA树脂虽已逐步实现国产化，但国内产能尚不能满足需求，仍需要大量进口；而光伏级POE树脂供应则由三井化学、LG化学、陶氏化学等外资厂商垄断，国内厂商尚处于中试阶段，尚未大批量生产。 EVA树脂与POE树脂的生产均属于石油化工行业，产能建设周期较长，而光伏产业对封装胶膜材料的需求持续增长，供给与需求相对紧张，处于不平衡状态。 原材料的供求相对紧张与不平衡，导致近年EVA树脂与POE树脂市场价格的大幅波动，增大了光伏胶膜企业的经营风险。此外，因POE树脂尚未实现国产化，供应量相对有限且原材料成本较高，限制了具有出色性能的POE胶膜在光伏领域的应用推广。 （2）行业周期性特征、产业政策变化、下游行业波动 历史上光伏行业发生过多次政策调整以及行业变化，具有一定的周期性特征。近年来，在国家大力发展新能源的背景下，我国光伏行业发展呈持续快速增长态势。 随着光伏发电项目补贴的退坡和光伏产业的技术进步、降本增效，国内光伏发电的“平价上网”逐步实现，叠加“碳达峰”、“碳中和”战略目标的指引，光伏行业的周期性及波动性逐渐减弱，产业进入持续稳定的增长阶段。
来源：亚太光伏
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1、光伏封装胶膜行业发展情况
（1）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。 （2）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。 （3）缓解 PID 效应是光伏胶膜产品发展的重要方向 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。（4）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。 2、行业上游原材料供应情况及影响 （1）EVA 树脂国产化进程较快 光伏胶膜的主要原材料系光伏级EVA树脂与POE树脂。2017年前，光伏级EVA树脂与POE树脂均主要依赖进口。EVA树脂是光伏胶膜的传统主流原材料，其国产化进程相对较快。 2017年起，斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑等国产树脂供应商快速崛起，陆续产出光伏级EVA树脂，2021年下半年起，随着浙石化、中化泉州、榆林能化等国产树脂供应商加入光伏级EVA的生产，EVA国产化率已基本达到60%左右，形成了稳定的国产产能供应。 （2）POE 树脂供应集中于海外，光伏需求拉动主要生产厂商扩产 聚烯烃弹性体（POE）是乙烯与丁烯或辛烯等α烯烃单体实现原位聚合的无规共聚物，供应由海外化工企业垄断。POE树脂最大的下游应用系汽车塑料改性，光伏胶膜应用近年来增速较快。 POE树脂于2010年最早由陶氏化学、日本DNP等海外企业应用于光伏胶膜领域。目前，光伏级POE树脂的生产企业主要包括三井化学、LG化学、陶氏化学等，其中陶氏化学的产能最大。 POE树脂具有良好的材料性能，由POE树脂制成的POE胶膜具有良好的封装性能，随着双面双玻组件和N型电池等光伏新技术的发展，光伏级POE树脂的市场需求不断增加，主要生产厂商亦提出了大幅扩产的计划。 2021年8月，LG化学宣布将POE产能由现有的每年28万吨提升至38万吨，新增部分将于2024年投产；2022年8月三井化学宣布将POE产能由现有的每年22.5万吨提升至34.5万吨，新增部分将于2024年投产。 ![]()
（3）POE 树脂技术难度相对更高，国产化处于起步阶段 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，在原材料成本上无显著差异，POE树脂的主要制备工艺为催化剂溶液聚合，生产工艺中的压力、温度较低，生产成本理论上不高于EVA树脂的高温高压聚合工艺。POE树脂生产的技术壁垒主要体现为茂金属催化剂和高碳α-烯烃。 万华化学、东方盛虹、卫星化学、中国石化和荣盛石化等企业正积极开展POE树脂国产化的技术攻关，目前主要处于中试阶段，预计在2024年或2025年可实现工业化批量生产。根据中国光伏行业协会预计，2030年POE树脂国产化率有望达到60%。 POE树脂与EVA树脂的主要原材料均包含乙烯，两者的原材料成本并无显著差异，POE树脂的制备主要为催化剂溶液聚合法，生产成本亦不高于EVA树脂。 目前POE树脂与EVA树脂的价格差异主要因技术门槛、供需关系等产生，若未来POE树脂的海外扩产与国产化顺利推进，POE树脂应用于光伏胶膜领域的供应与成本压力有望缓解，有利于POE胶膜的进一步推广应用。 ![]()
3、下游光伏行业未来发展趋势对光伏胶膜的影响 随着技术与产品迭代，新型光伏组件与电池对封装材料性能提出了更高要求，具体情况如下： （1）光伏电池 N 型化 根据原材料和电池制备技术的不同，光伏电池可分为P型电池和N型电池，N型电池主要包括TOPCon、HJT（异质结）等。目前市场上主流的PERC电池光电转化效率已实现23.2%，理论极限效率为24.5%。 与P型电池相比，N型电池拥有转换效率高、温度系数低、光衰减系数低、弱光响应等综合优势，其中HJT和TOPCon电池的理论极限效率分布达到27.5%和28.7%，在系统成本与全周期发电量上具有明显优势。 根据中国光伏行业协会的数据，2022年光伏电池仍以PERC为主，但随着N型电池产能陆续释放，PERC电池市场占比下降至88%，N型电池市场占比达到约9.1%。目前PERC电池技术已经逼近理论极限效率，随着电池片技术快速发展，预计2030年N型电池市场占比将超过70%。 N型TOPCon电池发挥主要发电功能的正面具有带负电的钝化层，因此对电荷与阳离子聚集更加敏感，需要封装材料具有更强的抗PID性能。此外，为降低成本，N型TOPCon电池栅线应用了银铝浆，较传统银浆更容易被腐蚀，对胶膜保护性能的要求更高。 此外，N型电池的年衰减更低、使用寿命较长，需要胶膜具有更好的耐老化性能。POE胶膜具有优异的水汽阻隔性能和电气绝缘性能，契合了N型电池更高的封装性能要求，有望占据更多市场份额。 （2）光伏组件双面双玻化 双面双玻光伏组件采用两块光伏玻璃作为面板和背板，在正面直接照射的太阳光和背面接收的太阳反射光下，都能进行发电，背面发电增益在10~30%不等。 双面双玻组件具有发电量更高、生命周期更长、耐候性、耐磨性、耐腐蚀性更强等优势，目前市场占比正在快速提升。根据中国光伏行业协会的相关数据统计及预测，2022年双面双玻组件市场占比达到40.4%，到2030年有望超过60%。 P型电池背面由于背面场钝化和局部铝背场的设计更容易发生PID现象，双面双玻组件需要背面参与发电，因此对封装材料的性能要求更高。POE胶膜一方面具备良好的机械强度及韧性，能够适应双面双玻组件玻璃减薄化的需求； 另一方面具有优异的抗PID性能，可满足双面双玻组件正反两面均由封装材料保护的需求。随着双面双玻光伏组件逐步替代单玻光伏组件，对POE胶膜等高性能胶膜的需求将进一步的提升。 （3）光伏发电应用多元化 1）光伏组件向高功率发展 在硅片大尺寸化与电池转化效率的持续进步影响下，主流组件功率明显提升。根据中国光伏行业协会的数据，2022年采用166mm尺寸P型PERC单晶组件的平均功率为455W，采用182mm尺寸PERC单晶电池和TOPCon单晶电池的组件功率分别达到550W和570W，目前市场已完成超过550W组件的量产，并在逐步推进超过600W组件的量产，大功率组件产品的市场占有率将持续上升。 超过600W的超高功率组件将成为光伏行业的新趋势，超高功率组件的电压与电流指标显著提升，需要封装材料具有更好的电气绝缘性能。POE胶膜具备较高的体积电阻率，优异的电气绝缘性能可适应组件高功率化的发展方向。 2）复杂环境电站应用增多，对封装要求提升 随着光伏电站的应用推广及相关技术的进步，同时为了节约土地资源，复杂环境中的电站应用逐步增多，对胶膜的封装性能提出了更高要求，如戈壁电站要求光伏胶膜具有更好的高辐照环境下耐黄变性能； 高纬度电站要求光伏胶膜在低温下仍能保持较好的高粘结性与高弹性；渔光互补电站、滩涂电站、海上光伏电站等高湿环境电站要求光伏胶膜具有更好的电气绝缘与水汽阻隔性能。 未来，随着光伏技术发展，光伏电站的应用场景将进一步拓展，使能够适应相关环境的封装材料的需求增加。 3）户用光伏市场推动叠瓦组件、IBC组件等新型组件发展 根据国家能源局统计，2022年国内新增光伏电站装机87.41GW，其中集中式电站36.3GW、分布式电站51.11GW。 与集中式电站相比，分布式电站可灵活安装于工商业屋顶及居民屋顶，具有节约土地、贴近用电侧、成本敏感性相对较低等优点，分布式电站占比超越集中式电站将成为光伏发电的发展趋势。 叠瓦组件、IBC组件相较于传统组件更为美观，受到分布式电站尤其是户用光伏市场的欢迎。叠瓦组件使用导电胶替换金属栅线，可实现电池片间无缝衔接，不仅美观，而且最大程度利用了组件空间，为提升导电胶连接的可靠性，叠瓦组件对封装保护也有较高要求。 IBC电池将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面，减少了正面栅线对阳光的遮挡，具有美观、充分利用入射光的优点，但其背面汇集了PN结与金属接触，工艺更为复杂，组件的封装保护要求进一步提升。 光伏电池N型化、光伏组件双面双玻化和光伏发电应用多元化的发展趋势将对产业链各环节竞争格局带来影响，其中较高的封装保护要求将直接影响组件胶膜市场份额的变化，使POE等高性能胶膜产品的渗透率进一步提升。 4、行业发展的阻碍因素 （1）主要原材料尚未完全国产化、供求相对紧张 光伏封装胶膜的主要原材料为EVA树脂和POE树脂，其中EVA树脂虽已逐步实现国产化，但国内产能尚不能满足需求，仍需要大量进口；而光伏级POE树脂供应则由三井化学、LG化学、陶氏化学等外资厂商垄断，国内厂商尚处于中试阶段，尚未大批量生产。 EVA树脂与POE树脂的生产均属于石油化工行业，产能建设周期较长，而光伏产业对封装胶膜材料的需求持续增长，供给与需求相对紧张，处于不平衡状态。 原材料的供求相对紧张与不平衡，导致近年EVA树脂与POE树脂市场价格的大幅波动，增大了光伏胶膜企业的经营风险。此外，因POE树脂尚未实现国产化，供应量相对有限且原材料成本较高，限制了具有出色性能的POE胶膜在光伏领域的应用推广。 （2）行业周期性特征、产业政策变化、下游行业波动 历史上光伏行业发生过多次政策调整以及行业变化，具有一定的周期性特征。近年来，在国家大力发展新能源的背景下，我国光伏行业发展呈持续快速增长态势。 随着光伏发电项目补贴的退坡和光伏产业的技术进步、降本增效，国内光伏发电的“平价上网”逐步实现，叠加“碳达峰”、“碳中和”战略目标的指引，光伏行业的周期性及波动性逐渐减弱，产业进入持续稳定的增长阶段。
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