隨著P型電池提效降本進入尾聲,2022年N型電池將實現較P型的初步平價,進入實質量產年,對于電池的封裝保護將日益增加,POE類膠膜市場份額將繼續攀升。
N型電池接棒PERC,引領行業發展
根據中國光伏行業的數據,2020年P型PERC單晶電池量產轉化效率行業均值為22.8%,2021年有望超越23%,基本已經達到了量產性能極限,N型電池接棒P型漸行漸近。
與P型電池相比,N型電池擁有轉換效率高、溫度系數低、光衰減系數低、弱光響應等綜合優勢,不僅BOS成本更低,N型電池在全生命周期內的發電量也高于P型。根據各主流廠商擴產計劃,2022年N型電池擴產規劃或達到40-50GW,實現規?;慨a。
來源:PV Infolink
目前N型電池主流的是TOPCON和異質結兩種方向,其中TOPCON現階段成本相對較低,未來效率具備潛力,且可基于現有龐大產能改造,頭部企業將會持續探索。異質結電池參數性能最優、降本增效路徑最為清晰,但考慮到異質結電池降本仍需上下游、供應商等全產業鏈的配套,滲透率提升將會循序漸進。
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N型電池接棒P型,不僅是光伏產品物理參數的變化,更為終端客戶帶來經濟上的巨大收益。據測算,N型組件在銷售端可較P型組件實現接近0.1元/瓦(地面電站)-接近0.15元/瓦(分布式電站)的銷售溢價,而成本端預計N型組件較P型組件的額外成本在量產條件下約為0.05元/瓦(TOPCON預計)-0.2元/瓦(HJT預計)。
電池環節技術改變,封裝要求對應加強
N型需求起量將對產業鏈各環節競爭格局帶來影響,其中對電池封裝保護要求的提高,直接影響組件膠膜市場份額的變化,POE膠膜產品滲透率將進一步提升。
光伏膠膜主要用于光伏組件的封裝環節,是光伏組件的關鍵材料,主要是對脆弱的太陽能電池片起到保護作用,可提高組件的光電轉換效率,約占光伏電池組件成本5%。雖然占比不高,卻是決定光伏組件產品質量、壽命的關鍵因素之一。
當前光伏膠膜市場主流產品為EVA膠膜和POE膠膜兩種,其中EVA膠膜又分成透明EVA膠膜和白色EVA膠膜,POE膠膜則包含純POE膠膜和共擠POE膠膜(即EPE膠膜)。
EVA由于樹脂價格便宜,是當下最主流的膠膜原材料。但無論是EVA膠膜或者EPE(EVA/POE/EVA)膠膜,原料中都含有醋酸乙烯酯(VA),區別僅僅在于VA含量的不同,其不可避免的在光熱、熱氧、濕熱環境下,分解產生乙酸,會對電池片表面、焊帶等腐蝕,造成功率衰減;并且EVA材質容易在光熱環境下分解出發色團成分(即黃變),造成組件整體的功率損失。
此外,使用EVA膠膜不能完全滿足N型電池封裝的抗PID要求。隨著光伏組件技術路線向雙面組件轉移,更需要在電池兩面都具備抗PID性能。雖然IEC61215新標對PID的衰減有光照恢復的指標,但通過實驗驗證,N型電池的PID效應在受光面更為敏感。對PID衰減大的N型組件,在光照恢復后,也無法滿足低衰減率的指標。而純POE膠膜由于具有優異的絕緣性能,契合N型電池對PID的技術要求,增加組件正面發電量的保護是N型電池在封裝方面的首選。
由于組件長期暴露在室外,即便是雙玻結構,邊緣部分也很容易有水汽進入,腐蝕電池柵線,降低組件性能。純POE膠膜相較于EVA膠膜或EPE膠膜來說,擁有更低的水汽透過率,能夠滿足N型電池的長期耐候性要求。而且,若N型電池使用單玻封裝,因背板相較于玻璃的水透會更高,因此選擇POE膠膜進行封裝,能降低組件的整體水汽透過率,從而延長組件的使用時間。
市面上也有一些廠家提供EVA/POE/EVA(EPE)結構的膠膜,通過共擠工藝將POE樹脂與EVA樹脂擠出制造,初衷是希望保留POE膠膜的抗PID性和阻水性優勢,還希望擁有EVA膠膜的良好工藝匹配特性。但EVA和POE的材料性能差異巨大,簡單的共擠出工藝不能有效的控制品質,目前也缺乏大規模的實證驗證,且目前成本并不具備優勢,一線組件企業在選擇的時候一般都異常謹慎。
在實驗室的環境下,通過對不同克重的EPE膠膜及不同層間厚度的EPE膠膜進行平行測試,在低克重(400g以下)或P層厚度薄方面,均出現不同程度的可靠性失效,尤其表現在組件邊緣。這些都對EPE結構的封裝膠膜提出了挑戰。很多組件廠也在反思,是否工藝上的便利一定要通過EPE結構來改善?
隨著電池逐步由P型向N型替代,加之雙面雙玻組件的占比逐漸增大,純POE膠膜滲透率將得到進一步提升。
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