光伏N型发展推动POE胶膜应用POE产业链进入红利期

一、PE是更适配高效电池的胶膜封装材料 1、E胶膜理化性能更优光伏胶膜封装材料集成于盖板玻璃/背板与中间电池片之间起到粘接保护作用胶膜在组件成本占比约%上下比例不高但对组件使用寿命、发电效率影响明显。图1组件结构示意DOW、EVA是PEC时代光伏封装胶膜的主流材料VA全称为烯醋酸乙烯聚合物是由乙烯单（EEthylen和醋酸乙烯单体（VAVinylAcetate）以一定比例共聚而成的共聚物。EVA胶膜是过去最为成熟的胶膜材料，光学性能粘结性表现好，且成本相对低廉。1年组件封装市场占比仍超过7成。由于先天性的材料结构特征EVA在水汽透过性酸碱表现玻璃化温度等方面存在一些固有的缺陷而过去一段间PERC主流的电池方案，电池汇流、组件封装方式的精细度不高，硅片也更厚，对胶膜材料的宽容度高。年以后EVA的成熟发展基本和PERC电池的规模应用相辅相成。封装材料随电池/组件技术变化升级。随电池技术发展，对胶膜封装材料的要求在不断变化、加强，尤其透水率、透光率、应力表现（模量）、耐候性（耐紫外线、高温）、粘接强度、抗老化能力等有更高的要求。表：E、POE部分性能指标对比性能指标POE密度0.96gc³0.88gc³极性极性非极性酸碱性酸性中性WVT（水透过率38，9%H）20-0*²/ay2-5*²/dy紫外稳性弱强交联速（同配方）快慢玻璃化变度-20℃-50℃资料来源：公司公告、企业官网、CKIPOE封装性能更优。较EVA胶，POE胶更换粒子材料，制成胶膜的主要优势体现在：酸碱性（抗PI、表面腐蚀等）：EVA酯键在湿环境中分解，产生可移动的乙酸，与玻璃中a盐反应生产a离子，电池工作状态下组件边框负电势作用下a离子向电池片表面移动，并于减反射层（正面）、钝化层（背面）表面富集，造成电池输出功率下降及组件寿命衰减，且乙酸可能对电池结构造成腐蚀。POE粒子原不含醋酸乙烯，不存在反应生成醋酸的可能性，整体呈现酸碱中性。水汽透过率水汽进入会造成组件内部金属部件腐蚀胶膜需要保护电池片不受水汽影响POE为非极性材料无法与水分子形成氢键制得胶膜水汽透过率表现优于EV参考w测试数据OE仅为EVA的十分一。体积电阻率：胶膜需要具备良好绝缘性能，减少漏电流，延缓组件衰减。黄变/老化：光照或高温条件下EVA醋酸乙烯酯链段可能反应生产多种副产物，可能造成胶膜气泡产生或脱层醋酸、乙醛等可能造成胶膜黄变，透光率下降造成效率损失。相对而言，POE无极性基团，分子材料中三级碳原子相对较少，在耐热、抗V表现更好。玻璃化温度温度低于玻璃化温度时胶膜材料会逐步呈现刚性对电池片的保护能力大幅下降外界应力作下易造成电池片隐裂，且粘性下降可能造成组件脱层。POE的玻璃温度在0度以下，优于EVA。储能模量储能模量表征弹性材料在形变过程中储存能量的大小联后EVA能模量大于POE高量胶膜可能对电池片造成更大的应力。0EVAPOE-10-20-30-40-50-60图：EV、POE分子结构对比 图：EV0EVAPOE-10-20-30-40-50-60CNKI、 资料来源：CNKI图：EV、POE胶膜黄度指数试验对比 图：交联前后模量对比CNKI、陶氏化学、 CNKI、公司公告、图：DOWPOE系列胶膜配套组件功率衰减对比 图：DOWPOE系列胶膜配套组件漏电流测试对比-tec、DOW -tec、DOW2、N型电池/组件对胶膜要求更高N型TOPCo（隧穿氧化层钝化接触，TunlxidePassivatdotact）电池大体是基于PERC电池的基础架构，主要变化体现在：其一将衬底由P型换为N型，N型半导体少子寿命高，基本无硼氧复合，且对金属污染宽容度更高；其二在背面结构中先增加m的隧穿氧化层SiOx沉积一层掺杂多晶硅nplySi形背面钝化接触结构隧穿氧化层提供了良好的化学钝化性能大幅降低了界面复合同时允许多数载流子有效地隧穿通过到掺多晶硅层。掺杂的多晶硅层与基体形成n/n高低场，阻止少数载流子运动至表面，形成选择性钝化接触。图：TOon电池结构示意 图：选择性钝化接触示意PotoVltacs 《高效晶体硅太阳能电池技术》N型电池/组件效率、寿命等较PERC有大幅提升，材料工艺选择也有差异，尤其薄硅片、低银耗等造成N型电池于表面应力、酸碱度更加敏感，对胶膜要求更高：TOPCon更换为N型衬底PN结方向与P型反正面材料为Alx及Si（似PERC背面相较PERC正面材料受PID影响明显，POE更适配。TOPCon正面主栅为银浆细栅为银铝浆浆料体系更为敏感更容易受到酸性环境的影响同时SMBB对应栅、焊带宽度会大幅下降，与电池片的接触面更窄，对酸性环境更为敏感。N型TOPCon电池双面率可以达到%，考虑其双面率优势，更适合做双面结构，尤其对透明背板产品，要胶膜的水汽透过率更低。相较P型池N型衬底少子寿命更长受杂质影响小同时基本上消除了硼氧复合造成的LITOPCon组首年衰减优化至%，年衰减幅度较P型明显减少，寿命在30年上下。POE的耐老化表现更好，配套能够最大化发电量优势。目前量产TOPCon采用硅片厚度已经降到μm上下片更薄且量产线基本上市0尺寸对轻质化也有更高的要求POE密度较EVA小0%上下也更有优势薄硅片本身对表面应力更敏感POE交后储能模量小于EV，电池片所受应力更小。图1：TOCon电池结构 图1：PC电池结构SlarPwrWorld SlarPwrWorld图1：N型组件双面率对比 图1：N型组件衰减曲线对比晶科能源、 晶科能源、图：PO、EVA粒子密度对比（/m） 图：TOCon硅片厚度更薄（μm）企业官网（注：不同牌号粒子有差异） 公司公告、全球光伏等图6TOPon银浆解决方案企业官网、（注： K1A为银浆、DA为银铝浆）二、N型产业化启动，推动POE需求释放 1、过去E渗透率随双玻应用稳步提升POE相较VA性能优明显，但从实际市场份额看，EVA仍占据了绝对主流，而限制POE透率提升最直接的素在于POE粒子价格此前大部分时间高于EV。此外，P型PERC电池本身衰减比N型明显，且电池汇流、组件封装方式精细度不高，硅片厚度较厚，EVA、白色EVA等产基本上满足PERC电池封装要求，切换至POE边际收益有限图7EVA粒子价格走势（元吨）Win、双玻组件更适合POE。双面电池背面将单面电池全铝层覆盖改为局部覆盖，提供了反射光线照射至电池片的通路。组件层面，需要将原来单面组件的不透光背板换成玻璃，环境反射光线可以经过未覆盖铝层的部分到达电池片表面增加受光面积，实现双面发电。PERC电池背面采用Ax/Six钝由于双面电池背面Al浆局部覆盖未覆盖的钝化层直接和胶膜接触对双玻组件，如果采用EVA胶，湿热环境下会产生醋酸，直接与背面玻璃接触生成+，造成PID衰减。双玻组件大部采用POE/PE胶膜作封装材料，主要原因在于：一方面POE粒子原材料为乙烯α烯烃，并不需要醋酸乙烯，不存在反应生成醋酸的可能性；另一方面即便是包含EVA成分的EPE胶膜由于POE料本（EPE中间层有更好的水汽阻隔性也可以尽可能减少水汽进入；此外，由于双玻在玻璃厚度保证的情况下，其结构强度好于单玻背板，允许组件封装采取半框的形式，此时胶膜水汽阻隔的要求会更高。图：双玻发电原理 图：单面双面PERC电池对比SlarQots SlarWATT图：双面PERC电池PID原理 图：双玻结构提升抗形变能力IMEC SlarWATT、双玻组件应用带动PE渗透率提升。双玻组件应用过程中，POE份额也在平稳提升。021年双玻组件市场份额到%，POE/EE胶份额占比约%。图：双玻组件份额提升 图：1年不同封装材料市场占比CPIA CPIA2、N型产业化将加速POE渗透目前TOPCn已经具备经济性优势，并将逐渐放大。收益端相同版型下TOPCon组件较PERC提供%上下的功率增（如2片双面PEC约WTOPCon对应5能够有效摊薄相关成本基于当前的工艺效率水平测算TOPCon从上游硅料到组件端各环节合计的成本与PERC快速接近论上能够提供的溢价合理区间.0.2元/（考虑高功率摊薄高电量收入。2年的维度看，若TOCn量产效率进一步提升至2.6%上下，设备投资、工艺技术进一步优化，其相对PERC会有更高的溢价，预计可能在.150.35元/。成本端较PERC增量快速收窄年末接近或持平非硅主要来自银浆折旧及良率等考虑工艺流程增加、企业间投产条件和技术差（主要响能耗价格综合而言TOPCon电池环节非硅的成本增量大致在-5分/W，较年初已经有明显的优化。）N型硅片目前较P型仍高出%%，以同厚度2硅片报价测算，大致硅成本增量在2分W上下但目前领先的TOPCon产线使用N型硅片厚度已经减薄至μm硅成本基本与P型持平。系列PERCTOPConPERCTOPCon型号TigrPro72H-BDVP系列PERCTOPConPERCTOPCon型号TigrPro72H-BDVPTigrNeoN-type72HL4-BDVTigrPro72HCTigrNeo-type72HL4-(V)单双面双面双面单面单面尺寸Vc134×2278m4.4-5.11134×2278m5.2-5.07134×2278m4.3-4.72134×2278m5.3-5.88Isc1.7-1.011.0-1.251.7-1.121.0-1.39Pmx----Jiko图4TOPon/PERC累计发电量及溢价估算公司公告、（注：实际目前尚未有 20年以上电站的有效验证）2年，晶科能源率先启动TOPCon的大扩产，其安徽、浙江首期W产线已经爬满，3开始规模放量，钧（捷泰7月一期W投产调试进展顺利天合晶澳通威等头部企业也开始大规模的TOPCon扩张此外有大面积的新进入者启动TOPCon产线建设们预计-4年TOPCon将进入密集扩产和放量与年不同，继晶科等公司外，更多的企业选择TOP，成为未来几年主流的趋势逐步清晰。如前所述，TOPCon为代表的N型电池上限较PERC更高，与PERC使用周期、性能条件更加匹配的EVA胶膜能会限制TOPCon发电量优势的体现，N型产业化过程将拉动POE的求释放。图2：N型电池产能预测（W） 图2：电池结构比例变化PVifolink CPIA表：部分OPCon产线投建规划情况企业名称省份已建(M)在建待建(M)晶科能源安徽800安徽800浙江800浙江1000晶澳科技河北600云南1000江苏1000天合光能江苏800通威股份四川100四川800一道新能源浙江150江苏500浙江500中来股份江苏200江苏100山西400400山西800钧达/捷泰安徽安徽8001000江苏000江苏000沐邦高科湖北1000广西1000聆达/嘉悦安徽500资料来源：公司公告、智汇光伏、redfrce等、（注：未考虑部分中试线）3、E胶膜需求会大幅拉升2年EVA、POE粒子价格一度出现倒挂，POE在经济性上的劣势弱化。而未来2年，一方面，硅料价格逐步调整后地面电站启动可能进一步加强双玻趋势进而拉动POE需另一方面N型的大规模产业化直接带动POE渗透率提升。分别假设23年光伏装机量为0POE透率分别为%4（际存在EVAPOEEPE+EPE以及EVA+PE的混搭中方案，此处为质量比例），估算POE/EE膜需求量达到、6亿平，考虑EPE渗透率，POE子需求量可能在、8万吨上下。从N型角度看，目前已经投产披露的TOPCon电池产能规划超过0，考虑到大部分企业是首次大规模投建TOPCon产线，中性估算023年N型出货0-，对应POE胶膜需求近8亿平，粒子对应近8万吨（估算全部取纯POE考虑POE粒子存在短缺的可能性N型比例越高POE/EE胶需求量越大可能EPE应用比例也会随之上升。图7EPE胶膜结构公司公告、表：胶膜及粒子需求估算指标单位202020212022E2023E2025E光伏装机GW137170240350550组件需求GW164204300438688组件面估算亿平810142132胶膜面估算亿平1620294164比例假设%80%78%73%62%49%PO+%20%22%27%38%51%面积亿平12.915.521.025.631.3PO+亿平3.24.47.815.732.6质量A粒子万吨68.283.5118150.4213.0POE粒子万吨12.416.124.847.793.9CPI、公司公告、-tech表：N型组件POE需求估算指标单位2022E2023E2025EN组件求GW2080300POE亿平1.97.527.9POE粒子万吨9.637.7139.5Pinflink、公司公告、（注：估算全部选择纯POE+POE）三、产品成熟、粒子有保障的企业将有更强的表现 1、OPConPOE仅少数企业实现产业化胶膜生产核心在配方能力、设备调试及工艺控制上。POE、EVA胶膜生产过程相似，依据配方将原料树脂及剂合搅拌静置后取混合料至胶膜产线流延挤出形成熔融态胶膜经过多轮冷却辊冷却后依据幅宽要求切边收卷色EVA需在收卷后增加辐照交联流程，形成白色增效EVA胶膜。TOPConPE并非双玻POE的平移配方加工工艺有壁垒目前仍是少数企业能够达到TPCon应用要求此前POE在全球光伏市场已经占据一定份额但TOPCon所应用的POE胶膜不等同于此前PERC适配的POE产品。TOPCon硅片掺杂/厚度、电池片输出电流电压、主栅细栅材料/排布、焊带形式等与此前的PEC有明显的区分度对应POE胶膜配方需要考虑的侧重点也不同，原来适配PERC的POE、EPE等方案不能简单的平移到TOPCo。类似的，对HJT、IBC电池的POE产品也需要配合上下游企业做配方调教和产品验证。从实际的产业应用情况看，POE胶膜可能存在的问题包括助剂析出、层压气泡、剥离强度等方面，现阶段也有数企业与组件厂配合完成了TOPCon用POE验证和出货。图8光伏胶膜制造工艺流程POE（C白色VA公司公告、图9胶膜产线示意GWE、2、E粒子保供能力是关键1年以来，EVA粒供应紧张，胶膜企业供应链管理能力重要性放大。相较EV，POE子目前尚未实现国产化陶氏三井G是主要的POE子供应商其大部分产能有相对稳定的合作市场光伏胶膜应用占比还比较小。同时由于上述企业生产POE的原材料α烯烃主要基于外购，稳定的α烯烃供应（尤其高碳产品类）也是扩产的制因素。短期光伏胶膜用POE子的增量可能更多来自POE粒子商的产能调配考虑下游需求的快速释放粒子保供可是今明年的关键。表：主要OE供应商生产商商品商标名地址投产年份产能（万吨）POEEgage美国德州193/0042.0POPAffiity美国路易斯安那州203/0061.6EPDMVrify西班牙塔拉戈纳2045.5OBCInfuse泰国马塔府2085.0ExxnPOEExct美国路易斯安那州191/0041.0POEVistmaxx191/004MitsuiPOETafmer新加坡裕廊岛203/0052.0POP203/005EPDM203/005POESlmer韩国蔚山2151.0SABICPOEFortify215POPChere215BrealisPOEQuo荷兰赫仑2133.0POP213POELcene韩国丽水2071.0资料来源：企业官网、公司公告、CKI《上海塑料、PO（PolyolefinElastoe指聚烯烃弹性体是由乙烯与α烯烃形成的无规共聚物工业化应用POE选α烯烃主要包括丁烯、己烯、辛烯等（光伏用POE通常择高碳）。α烯烃比例影响共聚物的弹性表现，随α烯烃碳数增多，共聚物弹性增加，通常POE中α烃比例超过%（共聚单体低于2%构成POP由于分子结构特殊性POE具有良好的流变性和力学性能抗V性能且低温韧性优并和聚烯烃有较好的亲和性，下游应用广泛包括聚丙烯PP增改性PP/PE回料性改善EVA发泡复合等同时POE也是生产光伏胶膜的直接材料。图：热塑性弹性体刚性与温度关系 图：部分树脂类产品密度、弹性对比Hanbokofthrmolasticlstomrs、 资料来源井化学（注TameM为三井POE产品）图：POE应用场景多样 图：POE下游应用分布企业官网 CNKI工业化POE生产主要采取溶液聚合方式，为更好调控POE组成构也有开活性聚合穿梭聚合联催化聚合等技术。POE粒子生产需要突破α烯烃及催化剂环节：国内α烯烃大部分是，6仅有少量产能，221年中石油辛烯项目完成中交，也在逐步国产化，但目前仍依赖进口。海外主要供应商包括壳牌、雪佛龙等，既有产能与需求匹配度较高，余量也相对有限。催化剂是聚烯烃生产关键POE化剂包括为茂金（联/非桥联非茂金催化剂等主要POE产企业在上世纪九十年代完成POE工业化生产，形成自有的催化剂产品体系，目前国内包括万华、卫星等也加快这领域的探索。国内POE能目前推进至小试、中试阶段，预计在4年有望逐步开启国产，上游材料的国产化也将进一加速POE膜的降本及产业化。图4ExxonMobil聚合工艺CNKI、3、有望受益硅料等上游材料降价从今年6月开始有较大规模的硅料产能投放，未来硅料的瓶颈逐渐消除后，产业链利润格局将重新分配，下游电池组件、电站盈利表现都有向上的空间。组件价格合理下降将带动电站IRR优化此前受组件价格高位影响滞后的装机需求将进一步释放也会激发更的增量需求。胶膜下游面向组件，且大部分为一体化组件企业，产业链盈利中枢下移，一体化组件盈利表现更好，PE新术的应用有更好的接纳度，新技术红利会更充分。图：硅料报价与单W硅成本对应关系 图：主产业链各环节产能口径对比（）2.52.01.51.02.52.01.51.00.50.0单W硅成本测（元）0.7.60.50.4.30.20.1.00002040608000204060硅料 硅片 电池 组件硅料报价元/k硅料 硅片 电池 组件PVifolin、Slarzom、 Slarzo、图7硅料实际产能释放进度及预期（万吨）210190170150

1301102021112021122022012021112021122022012022022022032022042022052022062022072022082022092022102022112022122023012023022023032023040230