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光伏電池技術(shù)迭代催生的新風口市場——POE膠膜。

01

【資料圖】

POE膠膜是什么？

POE膠膜是光伏組件核心輔材封裝膠膜的一種，此外常見的封裝膠膜還有EVA膠膜、EPE膠膜等。

資料顯示，光伏膠膜封裝材料集成于蓋板玻璃/背板與中間電池片之間，主要作用是保護太陽能電池片，使光伏組件在運作過程中不受外部環(huán)節(jié)影響，延長光伏組件使用壽命，同時使陽光最大限度透過膠膜達到電池片表面，提高光伏組件發(fā)電效率，因此光伏封裝膠膜要求具備高透光率、抗紫外濕熱黃變性、與玻璃和背板粘結(jié)性好等特點。

目前，主流光伏封裝材料為EVA膠膜、POE膠膜和EPE膠膜，膠膜在組件成本占比約4-6%上下，比例不高但對組件使用壽命、發(fā)電效率影響明顯。

光伏組件使用壽命一般為20-30年，一般要求組件效率首年衰減不超過2.5%，次年后年均衰減不超過0.7%。光伏組件失效一般包括初期失效、中期失效和后期失效，其中與封裝膠膜直接相關(guān)的有PID效應、膠膜黃變、脫層以及水汽滲入導致的電池腐蝕等。

封裝膠膜在晶硅電池組件中的應用 圖/海優(yōu)新材招股書

而且相較于EVA膠膜，POE膠膜在多方面具備更優(yōu)異性能。

首先在體積電阻率方面，隨著工作溫度提升，EVA膠膜體積電阻率迅速下降，高溫下POE膠膜體積電阻率比EVA膠膜高1-2個數(shù)量級；

其次在水汽透過率方面，POE屬于非極性材料，不能和水分子形成氫鍵，不會像EVA（醋酸乙烯酯為極性基團）一樣吸附水汽，水汽透過率為EVA材料的十分之一；

同時在抗紫外濕熱黃變性方面，由于POE大分子鏈的飽和結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)中所含叔碳原子相對較少，具備更優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線性能。

EVA、POE部分性能指標對比 資料來源：公司公告、企業(yè)官網(wǎng)、CNKI

02

為何這個節(jié)點提起POE膠膜？

EVA是PERC時代時代光伏封裝膠膜的主流材料，過去最為成熟的膠膜材料。雖然POE相較EVA性能優(yōu)勢明顯，但從實際市場份額看，EVA仍占據(jù)了絕對主流，而限制POE滲透率提升最直接的因素在于POE粒子價格此前大部分時間高于EVA。2021年組件封裝市場中，EVA占比仍超過7成。

不過，無論是雙面組件市占率提升，還是光伏向N型電池迭代，都在對角膜材料性能提出更高的要求，此背景下，POE膠膜正在爭奪主導者地位。

首先在雙面組件方面，根據(jù)天合光能實測數(shù)據(jù)，雙面組件在草地、沙地和白色高反場景下，較同類單面組件發(fā)電量提升5.67%、11.81%和24.60%，搭配跟蹤支架使用最高增益超過30%。

因此近年來雙面組件滲透率正在持續(xù)提升，根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年下游應用端對雙面發(fā)電組件發(fā)電增益認可度進一步提高，同時受到美國201關(guān)稅豁免雙面組件的影響，雙面組件市占率由29.70%提升至37.40%，預計2023年單雙面組件市占率相當，未來雙面組件將超過單面組件成為主流。

出于環(huán)保和成本考量，雙面組件通常使用玻璃背板，較單面組件使用的普通背板更耐水汽和腐蝕，但EVA分解的醋酸無法通過背板滲出而更易積聚在光伏組件內(nèi)部，最終導致電池片腐蝕，光伏組件效率衰減。

同時，雙面PERC電池片正面為化學鈍化，其氮化硅中含有高密度的固定正電荷，對Na+有一定排斥作用，而背面為場鈍化，Al2O3/Si接觸面具有較高的固定負電荷密度，玻璃背板中因醋酸根析出的Na+使氧化鋁內(nèi)的電荷發(fā)生再分布，導致鈍化效果惡化，進而使得組件效率衰減。

由于POE膠膜不含醋酸根，因此更適合雙面組件封裝，目前雙面組件通常采用POE膠膜或共擠型POE膠膜封裝。

與此同時，下一代主流技術(shù)的N型電池，同樣需要POE膠膜。

根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年單晶PERC電池平均量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率突破23%，已經(jīng)十分逼近其效率極限24.5%，同時成本下降速度趨緩，新型電池技術(shù)正快速發(fā)展，預計2025年TOPCon、HJT和IBC電池轉(zhuǎn)換效率突破25%，實際效率提升或更快，進一步拉大與PERC電池的差距，未來N型電池有望接替P型電池成為下一代主流技術(shù)。

N型同樣對封裝膠膜提出了更高的要求：首先N型電池用銀漿含鋁，對膠膜阻水性能要求更高；其次N型電池對輕量化要求更高；并且N型電池PN結(jié)與P型相反，正面更易發(fā)生PID，對膠膜抗PID性能要求更高，POE膠膜完美契合N型需求。

光伏電池技術(shù)迭代方向 資料來源：晶科能源

03

POE膠膜未來行業(yè)空間有多大？

目前行業(yè)N型擴產(chǎn)加速，其中TOPCon電池由于能兼容PERC產(chǎn)線，所以將率先大規(guī)模推廣應用。

TOPCon電池在PERC電池的工藝基礎(chǔ)上，將原有磷擴散制備PN結(jié)改為通過硼擴散制備PN結(jié)，并在電池背面增加了一層超薄氧化硅（隧穿氧化層），再沉積一層摻雜多晶硅薄層形成鈍化結(jié)構(gòu)，其他工序與PERC基本一致，因此較新的PERC產(chǎn)線可通過增加相應設(shè)備改造成TOPCon產(chǎn)線，實現(xiàn)技術(shù)升級。TOPCon憑借高兼容性更容易被傳統(tǒng)電池、組件廠青睞，量產(chǎn)進度快于其他N型電池。

2022年，晶科能源率先啟動TOPCon的大擴產(chǎn)，其安徽、浙江首期8+8GW產(chǎn)線已經(jīng)爬滿，Q3開始規(guī)模放量，鈞達（捷泰）7月一期8GW投產(chǎn)，調(diào)試進展順利。

天合、晶澳、通威等頭部企業(yè)也開始大規(guī)模的TOPCon擴張，此外有大面積的新進入者啟動TOPCon產(chǎn)線建設(shè)，機構(gòu)預計2022-2024年TOPCon將進入密集擴產(chǎn)和放量。

而根據(jù)PVinfoLink統(tǒng)計，截至2022年9月，宣布布局TOPCon的產(chǎn)能已經(jīng)超過350GW，其中已落地的TOPCon產(chǎn)能超過40GW，預計2022年底，TOPCon名義產(chǎn)能將超過70GW，2025年TOPCon和HJT產(chǎn)能預計分別達到260、90GW，TOPCon、HJT和XBC等N型技術(shù)路線市占率到2025年提升至37%、7%、7%。

根據(jù)組件廠膠膜選型情況，證券以P型單面組件均采用EVA+EVA封裝，P型雙面組件中采用EVA+POE和EVA+EPE封裝各占一半，TOPCon和HJT電池中EVA、EPE、POE膠膜使用占比分別為30%、40%、30%；XBC電勢使用EVA+POE封裝為假設(shè)前提，計算出2025年各類膠膜市占率為53.88%、22.46%、23.36%。

2022-2025年光伏POE類膠膜對應的需求分別為6.43、12.58、18.30、24.44億平，需求復合增速為56.04%，POE粒子對應的需求分別為21.19、41.42、60.16、80.66萬噸，需求復合增速為56.15%。

招商證券同樣認為，2022年EVA、POE粒子價格一度出現(xiàn)倒掛，POE在經(jīng)濟性上的劣勢弱。未來1-2年，一方面隨著硅料價格逐步調(diào)整后，地面電站啟動可能進一步加強雙玻趨勢，進而拉動POE需求，另一方面N型的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化直接帶動POE滲透率提升。

以2022、2023年光伏裝機量為240、350GW，POE滲透率分別為19%、24%為假設(shè)前提，估算出POE/EPE膠膜需求量達到8、16億平，考慮EPE滲透率，POE粒子需求量可能在25、48萬噸上下，需求增長趨勢更為樂觀。

04

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈情況如何？

目前，POE生產(chǎn)全部由海外企業(yè)壟斷，主要為陶氏化學、?？松梨?、三井和LG化學等。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計，2021年全球包括丙烯基彈性體在內(nèi)的廣義POE產(chǎn)能約為200萬噸，其中陶氏化學產(chǎn)能占比最大，約為48%。2021年，我國POE消費量約為64萬噸，基本全部依賴進口，美國陶氏化學及?？松梨诤晚n國LG化學、SK-SABIC為主要進口來源。

不過，POE國產(chǎn)替代有望加速。

POE實現(xiàn)量產(chǎn)的難點為催化劑與重要原料高碳α-烯烴具備較高的技術(shù)壁壘。2022年9月28日，東方盛虹（000301）發(fā)布公告，江蘇斯爾邦石化有限公司800噸/年P(guān)OE中試裝置成功實現(xiàn)了POE催化劑及全套生產(chǎn)技術(shù)完全自主化，填補了國內(nèi)空白。項目一次性開車成功，順利打通全流程，產(chǎn)出合格產(chǎn)品，連續(xù)穩(wěn)定運行。斯爾邦未來將繼續(xù)進行POE的研發(fā)和產(chǎn)能擴張，總體規(guī)劃年產(chǎn)能50萬噸（分期建設(shè)）。

隨著海外催化劑專利到期和國內(nèi)研發(fā)速度加快，國產(chǎn)企業(yè)已逐步突破POE生產(chǎn)的三大壁壘，目前國內(nèi)已宣布POE產(chǎn)能合計規(guī)劃超180萬噸，多數(shù)企業(yè)POE項目已進入中試階段。

其中萬華化學（600309）中試已運行近1年，開發(fā)布局較早。2021年9月，萬華化學完成中試POE裝置建設(shè)，2022年3月公司在投資者問答平臺宣布產(chǎn)出合格中試產(chǎn)品，目前在下游各領(lǐng)域進行應用開發(fā)。

從萬華化學在茂金屬、α-烯烴齊聚、烯烴高溫溶液聚合等相關(guān)領(lǐng)域的專利布局來看，目前持有或處于審查狀態(tài)專利有32件，最早可以追溯到2017年。除中石化和中石油體系外，萬華是在相關(guān)領(lǐng)域的專利布局數(shù)量最多、范圍最廣、自主開發(fā)工作的啟動時間最早的企業(yè)之一。

衛(wèi)星化學（002648）在2021年12月30日披露連云港綠色化學新材料產(chǎn)業(yè)園項目，其中包括年產(chǎn)10萬噸α-烯烴及配套POE，形成乙烯、α-烯烴、POE產(chǎn)業(yè)鏈一體化格局。2022年6月連云港石化1000噸/年α-烯烴工業(yè)試驗裝置項目環(huán)境影響評價一次公示，項目具備施工條件，預計今年建成并產(chǎn)出產(chǎn)品。

榮盛石化（002493）則在2022年8月18日公告，公司擬新投資641億元，對浙江石化4000萬噸/年煉化一體化相關(guān)裝置進行挖潛增效。計劃包括新建包括35萬噸/年α-烯烴裝置、2×20萬噸/年P(guān)OE聚烯烴彈性體裝置、30萬噸/年EVA/LDPE(管式)裝置等系列下游項目。浙江石化成為又一宣布進入POE市場的化工龍頭企業(yè)。