组件环节光伏辅材梳理
光伏电池发电原理与分类
光伏发电的基本原理是利用半导体的光生伏特效应 （Photovoltaic Effect，PV），在太阳能电池内部PN 结上形成电位差，从而将太阳能转换为电能，因此光伏 电池是决定光伏发电效率的核心器件。
电池片技术分类：单晶硅电池因为硅片原材料和电池制 备技术的不同又分为N型电池和P型电池。P型电池原材料 是在硅材料上掺杂硼元素的P型硅片，主要的制备技术包 括Al-BSF(铝背场)和现在主流的PERC技术。
N型电池原材 料是在硅材料上掺杂磷元素的N型硅片，主要的制备技术 包括PERT、TOPCon、HJT和IBC。IBC作为平台型电池技术 可以分别与TOPCon和HJT结合形成TBC以及HBC技术。此外， 钙钛矿也可以同HJT和IBC叠加组成叠层电池。
电池片制备的核心辅材——光伏银浆
浆料是电池制备中使用的核心辅材。其作用在于印刷在电池片表面，用于收集和传导电池片表面的电流。浆料可以影响光伏电池 的光电转换效率与光伏组件的输出功率。约占光伏电池片成本的10%。
正面银浆要求高，背面银浆只起粘连作用。按银浆在电池片的位置分为：正面银浆以及背面银浆。正面银浆主要起到汇集、导出 光生载流子的作用，常用在P型电池的受光面以及N型电池的双面；背面银浆主要起到粘连作用，对导电性能的要求相对较低。
按照银浆烧结形成在基板导电的温度，分为高温银浆（烧结温度500℃以上）和低温银浆（烧结温度250℃以下），其中高温银浆 是现在的主流，用在PERC、TOPCon上，低温主要是用于HJT上。
光伏银浆——生产流程
光伏银浆的主要生产流程包括：配料、混合搅拌、研磨、过滤、检测 等。配料是指该批次生产的产品配方，正面银浆为配方型产品，配方中任 何参数变化都可能影响产品性能，因此精确配料是后续各环节的基础。
混合搅拌是指将检测合格的玻璃氧化物、银粉、有机原料根据配方中 的比例进行混合。研磨工序为核心工序，是利用三辊研磨机，将搅拌完成后的浆料进行 研磨。产品质量的好坏与其息息相关。
不同产品在设备上呈现的状态 不同，相应地，不同产品的研磨过程参数设置也不尽相同。研磨过程 的辊筒间隙、辊筒速度、研磨时间通常为本工序的关键参数设定。
过滤工序主要是通过公司自主研发的负压过滤系统对研磨后的物料按 照工艺要求进行过筛，以将粒径大于标准要求的物料拦截在外，保证 产品的细度一致，以确保成品浆料在客户端印刷使用时的性能要求。
光伏银浆——行业产能
行业格局相对集中，龙头企业产能扩张有望进一步提升市场集中度。聚和材料2021年拟IPO募集资金10.27亿元，其中 2.73亿元用于建设年产3,000吨导电银浆建设项目（一期），建设完成后，公司将拥有年产1,700吨光伏银浆的生产能力， 其中正面银浆1,200吨、背面银浆500吨。
帝科股份于2020年IPO募集资金3.99亿元建设年产500吨正面银浆项目；2021年7 月，帝科股份拟以12.47亿元收购江苏索特100%股权拟获取杜邦旗下Solamet事业部的浆料业务。
2021年4月苏州晶银由苏 州固锝增资2.12亿元，拟用于建设年产太阳能电子浆料500吨项目。随着龙头企业产能建设的加速和产能利用率的提升， 预计行业集中度还将进一步提升。
光伏组件环节辅材梳理
光伏玻璃——作用
光伏玻璃是光伏组件中关键的组成部分，它对组件的发电性能和使用寿命具有直接影响。从其作用来看，光伏玻璃是一 种专门用于太阳能电池覆盖层的特殊玻璃。
它能够确保太阳能电池板免受外部水分和气体引起的氧化和腐蚀导致的老化， 同时防止组件因外界力量而遭受破坏。此外，光伏玻璃的高光透过率也有助于保证光伏组件的光电转换效率。
光伏玻璃——分类
光伏玻璃的作用主要是为了保护电池片免受水分和气体氧化及电极锈蚀，按光伏系统组件中对玻璃的不同性能要求和所 起的作用，可将光伏玻璃分为三大类：封装盖板玻璃、透明导电玻璃和聚光组件玻璃。
光伏玻璃——不同材质盖板组件市场占比
根据光伏业协会的数据，市场上正面盖板材料主要有镀膜玻璃、非镀膜玻璃、及其他材料（树脂、有机胶、拥有深度结 构的前盖板玻璃等）。其中，拥有深度结构的前盖板玻璃组件主要应用于机场防眩光等特定场所。
镀膜盖板玻璃具有透 光率高、表面耐脏污、抗老化性能好等优点，大部分电站以镀膜盖板玻璃为主，2022 年市场占比为 98.8%，但未来几年 光伏应用场景多样化会带动一部分其他盖板材料市场增长。
光伏玻璃——产业链中位置
光伏产业的上下游包括硅原料、硅片、电池、组件以及电站等环节，其中以硅为核心。在各个环节中，硅片的辅助材料 有金刚线等，电池环节的辅助材料包括银浆和铝浆等，组件环节则涉及玻璃、封装胶膜、铝框、硅胶、汇流条和背板等 辅助材料，而电站环节则包括支架和逆变器等设备。
作为光伏组件生产过程中不可或缺的辅助材料之一，光伏玻璃在保 护组件和提高发电效率方面具有重大意义。
光伏胶膜——作用和性能
在光伏行业产业链中，光伏胶膜主要用于光伏组件的封装环节，是光伏组件的关键材料。在电池与玻璃（或背板）之间 起到缓冲作用。
光伏组件的传统结构为“光伏玻璃-胶膜-电池片-胶膜-背板”，外面由铝框包裹，加上接线板焊接后构成完整组件，组 件的成本构成中，电池片占比一半以上，胶膜占比约为3%-5%。
由于光伏电池本身极易破碎，且封装过程具有不可逆性，加之电池组件的运营寿命通常要求在25年以上，一旦直接接触 雨雪、风沙和灰尘时会严重影响光伏电池的光电转换效率。
胶膜是决定光伏组件产品质量、寿命的关键性因素，是光伏 行业不可或缺的核心辅材，基本不受光伏电池技术路线变迁的影响。
光伏胶膜——分类
光伏胶膜的种类包括EVA材质胶膜（传统透明EVA胶膜、白色EVA胶膜和其他（比如抗PID胶膜等））和聚烯烃（POE）材质 胶膜（交联型、热塑型、白色、共挤等）与其他封装胶膜（包括PDMS/Silicon胶膜、PVB胶膜、TPU胶膜）等。
EVA胶膜是 目前光伏组件生产过程中所需要的主要核心封装材料，其主要原料EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物。
光伏胶膜——POE、EPE胶膜占比
根据CPIA的数据来看2022年，市场上封装材料主要有透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、聚烯烃（POE）胶膜、共挤型聚烯烃复合膜EPE（EVAPOE-EVA）胶膜与其他封装胶膜（包括PDMS/Silicon胶膜、PVB胶膜、TPU胶膜）等。
其中，POE胶膜具有高抗PID的性能和高阻水性能，双 玻组件通常采用的是POE胶膜；共挤型EPE胶膜不仅有POE胶膜的高阻水性能，同时具有EVA的高粘附特性，可作为POE胶膜的替代产品，用 于双玻组件。
白色EVA胶膜具有提高反射率的作用，可提高组件的正面输出功率。2022年，单玻组件封装材料仍以透明EVA胶膜为主，约占 41.9%的市场份额，POE胶膜和共挤型EPE胶膜合计市场占比提升至34.9%，随着未来TOPCon组件及双玻组件市场占比的提升，其市场占比将 进一步增大。
光伏胶膜——EVA产能分布
光伏级粒子技术壁垒较高，呈现一超多强格局。2021年，我国市场仅斯尔邦、联泓新科、宁波台塑、延长榆能化、中化 泉州五家能生产光伏级EVA，2021年产能约32.5万吨。
2022年，随着改产的进行，浙石化等其他厂商也可生产光伏级粒子， 总产能达到51.1万吨。根据测算2023年全球光伏级EVA粒子产能约为110万吨，其中有40%产能来自海外，其余为国内 EVA厂商改产及新增产能。
光伏胶膜——海外POE粒子产能分布
POE市场竞争格局呈现高度集中的趋势，全球仅有少数几家企业掌握着主要生产能力，其中陶氏化学以76万吨的POE产品 能力占据50%的市场份额，成为行业领头羊。
其他主要厂商包括LG、SSNC、三井化学、埃克森美孚和英国克森美孚，其 POE/POP产品能力分别为28万吨、20万吨、17万吨、8万吨和3万吨。
市场竞争主要集中在产品品质、价格和服务等方面， 外部企业的竞争也对这些主要厂商产生了一定的影响。由于市场竞争格局的高度集中，这些主要厂商将继续在POE市场中 占据主导地位，并在未来的发展中寻求更多的增长机会。
光伏背板——作用及结构
光伏背板对组件起到重要保护作用。光伏背板在组件成本中占比约4%，位于光伏组件背面的最外层，直接与外部环境大 面积接触，需具备优异的耐高低温、耐紫外辐照、耐环境老化和水汽阻隔、电气绝缘等性能，以满足太阳能电池组件25 年的使用寿命。
背板核心结构可分为外层（与空气接触）、中间层、内层（与胶膜接触），为了保证性能，背板通常由 机械性能较强的PET基膜中间层，与耐候性较强的PVDF/PVF氟膜或碳氟涂料的内外层组成。
光伏背板——产品分类
光伏背板种类多样。根据是否含氟可以将背板分为双面氟膜背板、单面氟膜背板和不含氟背板，因其各自耐候性等特性 适用于不同环境，总体来说对环境的耐候程度依次下降，价格也依次降低。
还可以根据所用氟材料的不同，将氟膜分为 T膜和K膜。T膜即PVF薄膜，K膜即PVDF薄膜。例如TPT型背板就是在PET基膜的双面复合上PVF薄膜，是目前市场上双面含 氟背板中最常见的类型，其可以保护组件背面免受湿、热和紫外线侵蚀。
光伏背板——性能对比
光伏背板生产工艺分为复合和涂布两种。太阳能背板的原材料主要有PET基膜、氟材料和胶粘剂。其中PET基膜主要提供 绝缘性能和力学性能，但耐候性比较差；氟材料主要为PVF（聚氟乙烯）和PVDF（聚偏氟乙烯），分为氟膜和含氟树脂两 种形式，提供绝缘性、耐候性和阻隔性；
胶粘剂在复合型背板中用来粘贴PET基膜和氟膜。光伏背板生产工艺分为复合和 涂布两种，复合指通过胶粘剂将氟材料以氟膜的形式复合在PET基膜上，涂布通过特殊工艺将含氟树脂直接涂覆在PET基 膜上。
光伏背板——不同背板材料市场占比
目前，市场上使用的背板主要包括双面涂覆型、涂覆复合型、玻烤及共挤型背板。2022年，双面涂覆型背板及玻湾背板 占行业主流，占比均超过35%，其次是涂覆复合型背板，市场占比约26.7%。
但未来几年，随着双面发电组件市场占有率 不断提升，玻璃背板和透明有机背板占比将随之增长。
光伏支架——种类及作用
光伏支架是太阳能光伏系统中为了支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特殊设备，作为整个电站的“骨架”，起到支撑固定作用，确 保光伏电站在各类复杂自然条件下稳定、可靠运行25年以上。
根据光伏支架主要受力杆件所采用材料的不同，可将其分为铝合金支架、钢支架以及非金属支架，其中非金属支架使用较少，而铝合金支 架和钢支架各有特点。
根据安装方式分类光伏支架主要分为固定支架和跟踪支架，跟踪支架主动追踪太阳，发电收益更高。
固定支架一般以一年中获得太阳辐 照最大的倾角作为组件的安装倾角，角度一般不可调或需要季节性手动调节（部分新品可实现远程或自动调节），而跟踪支架通过实时跟 踪太阳方位，主动调整组件朝向以最大化利用太阳辐照，进而提升发电量，实现更高发电收益。
固定支架结构较为简单，主要由立柱、 主梁、檩条、基础等部件组成。跟踪支架一整套完整的机电控制系统，因此一般也被称为跟踪系统，主要由三部分组成：结构系统（可旋 转支架）、驱动系统、控制系统，相比固定支架主要多了驱动系统和控制系统。
光伏支架——性能对比
目前我国普遍使用的太阳能光伏支架从材质上分，主要有混凝土支架、钢支架和铝合金支架等三种。
混凝土支架：主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外，且基础较好的地区，但稳定性高，可以支撑 尺寸巨大的电池板。
铝合金支架：一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其自承载力低， 无法应用在太阳能电站项目上。另外，铝合金的价格比热镀锌后的钢材稍高。
钢支架：性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于民用、工业太阳能光伏和太阳能电站中。其中， 型钢均为工厂生产，规格统一，性能稳定，防腐蚀性能优良，外形美观。
光伏支架——行业壁垒及竞争格局
光伏支架行业需要大量资金投入，对资金实力和现金流管理要求高，形成资金壁垒。同时，需要高素质的研发、销售、 管理人员，应对技术市场变化，特别是国际背景人才的紧缺形成人才壁垒。
行业技术密集，技术壁垒表现在整体方案设 计、机械结构设计、生产工艺和跟踪控制技术等方面。稳定合作关系难更换，新进入者面临品牌积累及高进入壁垒。在 国内市场成熟时，可融资性资质将成为支架业务壁垒，而在海外市场，需要通过第三方评估来形成高壁垒。
光伏焊带——简介
光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，是光伏组件的重要组成部分，用于光伏电池封装中的连接。它将由光能转换在硅片 上的电能引出，输送到电设备，发挥导电聚电的重要作用，以提升光伏组件的输出电压和功率。
通过光伏焊带连接的光 伏电池片，在EVA胶膜、光伏玻璃、背膜、边框等材料封装后形成光伏组件，光伏组件则直接应用于光伏发电系统的建造。
光伏焊带品质优劣关系着光伏组件的输电效率和使用寿命。光伏焊带的外观尺寸、力学性能、表面结构、电阻率等性能 指标是影响光伏发电效率，光伏电池片碎片率以及光伏组件长期可靠性、耐用性的重要因素。
优质、高技术水准的光伏 焊带不仅能大幅提高发电效率，而且还能降低光伏电池碎片率，保障光伏组件长期稳定工作，是下游光伏发电企业实现 降本增效的重要途径。
光伏焊带——产品分类
光伏焊带根据应用方向可以分为两类：互联带和汇流带。其中，互联带的使用量大于汇流带的使用量。从产品功能和使用场景来看，互联 带负责收集和传输光伏电池片产生的电流。
它作为导电引线，直接焊接在电池片的正面栅线和背面栅线上，将相邻电池片的正负极连接在 一起，形成串联电路。这样，光能转化为电能后，可以从电池片传送到电气设备。互联带还具有散热和机械成型的功能，是太阳能光伏组 件中的关键元器件之一。
汇流带则用于连接光伏电池串和接线盒，而不直接接触电池片。它负责传输光伏电池串的电流，以形成完整的电路。
在产品用量方面，互 连带的使用量要大于汇流带的使用量。常规光伏组件中，互连带和汇流带的消耗比例大约为4:1；多栅组件中，互连带和汇流带的消耗比 例大约为5:1；叠瓦组件则不需要互连焊带，仅需使用汇流焊带。
光伏焊带——成本构成
光伏焊带的成本与铜和锡价格紧密相关。以行业领军企业宇邦新材为例，公司的主要产品成本由直接原材料、人工成本、 制造费用以及运输费用组成，其中直接原材料占比最高，过去三年稳定在91%以上，2021年达到了93.99%。
在直接原材料成本中，铜原料的购买成本占主导地位，2021年占比高达70.93%，而焊接助剂的成本非常低，仅占三种原材料中的0.16%。
来源：电力电子研究院
