玻璃背板和透明背板孰轻孰重？理清光伏背板产业现状，突破方向在哪？-pg电子竞技平台

2022-09-15 10:44:02  信息编号：k223771  浏览次数：97

近几年来，随着光伏行业的快速发展，双面光伏组件成为当下高效光伏组件封装的主流方式之一。双面光伏组件的正面和背面均能发电，较常规的单面组件，其发电量更多。

根据国际光伏技术路线图(itrpv2018)的预测，到2027年底，双面组件将占据超过40%的市场份额。

双面组件背面透光材料的选择主要为玻璃和透明背板。

传统玻璃背板，即双玻组件，不仅存在工艺难度大、良品率低等工艺制程问题，而且还存在重量重、难安装、破损率高等应用方面的问题。欧洲劳动法规要求，单人单次搬重不能超过25kg，目前采用双玻封装的大功率组件远超过25kg。

尽管各光伏企业已经意识到透明背板的诸多好处，但市场上一直没很好的透明背板产品，主要是由于技术水平的限制。透明背板由于材料特性和使用方面的要求，具有超高的透光率，将会导致太阳光中的紫外线可以穿透整个背板，对背板的内层材料造成破坏。因此，研发一款既具有高透明性，又具备优良耐候性及具有紫外截止功能的透明背板对于光伏行业具有重要的意义。

透明背板的关键性能指标

透明背板中可见光透过率和耐紫外性能两个性能指标对电池组件的发电量和使用寿命起到了关键性作用。

1.透光率高

为提高透光率，光伏玻璃通过降低铁含量、浮法压花、表面镀减反射膜、降低厚度等方式，目前光伏玻璃gb/t30984.1-2015《太阳能用玻璃第1部分：超白压花玻璃》中，用于前板的3.2mm的非镀膜玻璃透光率要求≥91.5%，镀膜玻璃透光率要求≥93%；用于双玻的2mm非镀膜玻璃，可见光透过率也要≥91.5%。

pet高分子材料由于表面特性和材料特性对光线存在反射和吸收，可见光透过率很难做到＞90%。

为减少光在界面处的损失，一般可通过改变反射光的相位或者介质的折射率来达到。其中一种是干涉型堆栈式薄膜，这类薄膜利用光和物质的相互作用，在薄膜顶部与底部的反射产生相消干涉来达到减反射的目的。

另外还可以通过改变空气与基板之间薄膜在垂直高度上不同折射率分布来达到反射效果，利用这种原理的减反射膜称为各向异性减反射膜，又称折射率渐变减反射膜。因此，可以通过不同折射率材料的组合搭配，开发出具有高透光率的透明背板，可见光透光率达到93%以上，实现双面组件较高的双面率。

2.耐紫外性能

目前的高分子类型的光伏背板分为多种结构，由于pet具有优良的机械性能、电气绝缘性能、水汽阻隔性能，是光伏背板优选的骨架材料。为满足户外长期使用的需求，一般都在pet两侧通过涂覆或者复合一层氟材料来保护pet。

户外长期使用环境中，高低温冷热冲击、氧气、紫外等条件是造成pet老化降解的主要因素，gb/t31034-2014《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》中也设计了恒定湿热、热循环、湿冻循环、紫外照射等评估光伏背板长期可靠性的实验方法及标准。

gb/t31034-2014要求背板在经过60kwh/m2辐照量以后，表面无粉化、开裂、黄变值＜3。为满足耐紫外的性能需求，传统的白色背板，其中都含有金红石型钛白粉，能够起到良好的隔绝紫外线的作用，并具有长期可靠性。但是常规的钛白粉也具有极佳的遮盖能力，可见光无法透过，不适于应用在透明背板产品中。

常见的有机紫外吸收剂，比如二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、三嗪类等，在紫外线的长期照射下会失效，长期可靠性不佳。因此，亟待发展一种长期可靠的紫外屏蔽材料。

3.功率增益

在研发耐候性透明背板的同时，研究人员发现在双面发电光伏组件电池片间隙的漏光区域涂上具有高反射率的白色涂层，能使原本会直接穿过电池片间隙而浪费掉的太阳光进行二次利用，使双面发电光伏组件的平均功率提升，这对于光伏组件来说至少提高一个档位。

光伏背板行业现状分析

光伏背板行业呈现，含氟背板为主，玻璃背板为辅，非氟背板较少的市场格局。

含氟背板由于其良好的产品效果与较长的使用寿命，持续被行业认可为主流选择，但考虑到发电效率、成本、与环保等因素，导致市场占比呈下降趋势；玻璃背板采用无机材料玻璃，具备较好的耐候性与阻隔性，双面玻璃亦可增加组件的机械性能，且材料易回收，但整体的制作、运输、安装与运维具备一定难度，且实用效果还需进一步验证，目前市场需求呈增长态势，但与含氟背板的市场占比尚有较大距离。

非氟背板虽然容易回收或处理，但其材料本身特性存在明显劣势，较难实现长期的有效运行,不是行业的最佳选择，市场占比长期难以提升。

光伏背板行业毛利率具有显著的下降趋势,行业头部企业毛利率大都降至10%~20%，2022上半年行业毛利有所回升。

原材料氟树脂和聚酯pet的成本上涨是导致2021年背板毛利下降的最主要原因，供给端受疫情与国际局势影响,导致供给体量下降，油价上升；需求端受锂电池和光伏产业发展带动，氟树脂需求持续走高。供需失衡导致原材料大幅上涨,特别锂电池行业对pvdf树脂的需求急剧上升导致其价格狂涨,导致背板行业毛利下降；原材料硅的成本上涨也是重要因素之一,硅材料价格上涨导致整个光伏组件整体成本上升,对于背板的价格空间产生压缩,间接导致背板毛利下降,且较为显著。

针对毛利率下降趋势，业内采取提高国产化率，降低氟材料用量等方式进行规避；同时随产业链逐步完善,产量提升,疫情等影响逐渐消退,原材料价格也将回落。

光伏背板发展趋势

玻璃轻量化，bipv催生tco玻璃市场发展

大组件催生轻量化需求，2.0mm玻璃占比逐渐提升（30%），未来仍有上升趋势，同时天合和亚玛顿已签订1.6mm玻璃长单，拓展bipv组件业务。此外，技术创新下薄膜电池在bipv场景更具有优势，催生tco玻璃需求。我们测算，2025年，2.0mm玻璃需求量将达到24.7亿平（对应214.3gw），3年cagr为35.4%，tco玻璃25年需求量有望达1.7亿平（对应30.9gw），3年cagr为73.5%。

短期胶膜存供需缺口，bipv适用pvb膜

光伏胶膜目前以eva膜为主，bipv组件用胶膜不论从性能上还是政策上pvb膜都将是最优选。行业目前集中度较高，新需求给新企业带来机遇；行业层面短期或出现缺口，胶膜主要受制于上游原材料供应限制，按彭博上调的2022年全球光伏需求量预测，我们测算eva粒子缺口达1万吨。

背板份额被挤压，透明产品危中求“机”

今年来，双玻组件渗透率不断提升，传统背板份额不断被侵蚀的背景下，需求增速低于行业整体需求增速。但bipv市场呈现扩张趋势，减重及发电增益双重需求下透明背板成为新方向，头部背板企业也纷纷进入无氟背板及透明背板领域。差异化战略公司主要有明冠新材、乐凯胶片等。