2018年中国光伏组件背板产品概述及行业细分领域行业需求量分析 【图】

    1、光伏发电装置简介

    光伏发电是指根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光电转换的关键元件是太阳能电池片，太阳能电池片经过串联，通过太阳能光伏电池背板、玻璃、边框等封装保护后形成太阳能电池组件，再配置控制器、逆变器及安装系统支架等部件形成光伏发电装置。

    太阳能电池分为晶硅太阳能电池、薄膜电池、聚光太阳能电池等，其中晶硅太阳能电池应用最为广泛。晶硅太阳能电池产业链包括：上游原材料行业，包括生产电池片的硅料、硅片，生产背板的PET 基膜、含氟薄膜等；中游包括电池片、玻璃、EVA 胶膜、背板、边框、接线盒及其组合而成的太阳能电池组件、安装系统支架、控制器、逆变器等；下游为应用系统环节。晶硅太阳能电池产业链基本呈金字塔型，越往上游，生产技术门槛越高，市场中参与企业数量越少，盈利能力也越强。

    太阳能电池组件的使用年限是25 年，而且太阳能电池组件的工作环境非常恶劣，有的安装在荒凉的戈壁沙漠，昼夜温差大，飞沙走石；有的组件工作的地方经常有雷雨、冰雹等恶劣天气；有的组件安装在高原，紫外线辐射量非常大。因此，对于组件的保护就显得尤为重要，不仅要求组件的原辅料要有至少25 年的使用年限，作为背面保护材料，光伏电池背板更要有优异的抗老化、抗紫外线、抗渗水、抗高温高湿、防火绝缘等性能。

    由于技术门槛较高，目前我国太阳能电池背板上的氟膜材料较为依赖进口，是太阳能电池组件产业链上为数不多的尚未实现大规模国产化的光伏配套材料。

资料来源：公开资料整理

    相关报告：智研咨询网发布的《2017-2022年中国光伏组件背板市场专项调研及全景评估报告》

    （1）光伏组件背板简介

    光伏组件背板是光伏产业链中不可或缺的辅助材料，是保护光伏组件在户外使用25 年以上的关键封装材料，其主要功能为在户外环境下保护太阳能电池组件抵抗光、湿、热等环境影响因素对电池片等材料的侵蚀，起到绝缘、耐候、保护、支撑等作用。光伏组件背板作为直接与外界自然环境大面积接触的封装材料，其性能的优劣直接决定了光伏组件的性能和使用寿命，因此光伏电池组件对背板的厚度、抗张强度、断裂伸长率、收缩率、层间附着力、与EVA 粘结强度等性能指标有着很高的要求。

    由于光伏电池背板需具备诸多优异特性，其原材料大多采用绝缘性良好的PET基膜和阻隔性、耐候性优良的含氟材料，其中PET 基膜主要提供绝缘性能和力学性能，但耐候性能较差，需要含氟材料的附加以提供耐候、耐划、耐腐蚀等性能。

    目前主流的太阳能光伏电池背板具有三层结构：外层保护层氟膜材料具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层PET 聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层氟膜材料和EVA 胶膜具有良好的粘接性能。

资料来源：公开资料整理

    （2）光伏电池背板的产品分类

    ①制膜材料：含氟型与不含氟型背板

    含氟材料中由于氟元素电负性大，碳氟键之间的键能极强，加上含氟材料结构中分子排列紧密、刚硬、平滑，使氟材料表现出优异的耐候、耐热、耐温及耐化学品等性能，可满足光伏组件在户外长期使用的要求。2008 年之前，背板市场以含氟背板为主，不含氟背板不足10%；2010 年前后，由于市场供不应求，组件厂商倾向于选择价格相对低廉的不含氟背板，其市场占有率一度高达55%；2011 年以后，由于不含氟背板在性能以及寿命上的差距，无法满足商用晶硅太阳能电池组件25 年的湿热、干热、紫外等环境考验与使用要求，难以适应用于晶硅太阳能电池组件的封装要求，不含氟背板的市场份额每年递减超过10%，2014 年降到10%左右，含氟材料是目前市场上太阳能光伏电池背板中主要的材料。

全球含氟与不含氟太阳能电池背板份额变化趋势

资料来源：公开资料整理

    ②含氟背板制膜工艺：复膜型与涂覆型

    含氟材料可以氟膜的形式通过胶粘剂复合在 PET 基膜上，即为复膜型背板；也可以氟碳涂料的形式通过特殊工艺直接涂覆在PET 基膜上，即为涂覆型背板。

    涂覆型背板以氟碳涂料直接涂覆在PET 基膜上，无需使用胶粘剂，相对于复膜型背板具有一定的成本优势，但由于多相复杂环境下含氟聚合物杂化，涂覆时氟碳涂料不规整、松散且不连续，涂料配方与涂覆工艺难以适配等诸多问题，导致其使用范围受到一定限制。

    ③复膜型背板中氟膜的制膜技术：流延法与吹膜法

    流延法是指树脂经挤出机熔融塑化，通过狭缝机头模口挤出，使熔料紧贴在冷却辊筒上，经过拉伸、切边、卷取等工序制成片材的制膜方法。传统制备氟膜产品一般使用流延方法，流延方法主要有厚度均匀、生产产量大等优点，但流延制膜技术存在以下固有的缺陷：边角料浪费严重,膜宽调整不灵活,在机器方向耐撕裂强度低等。

    吹膜法是指借助流体压力，使闭合在模具中的热型坯或片材吹胀成为中空制品的一种方法。与流延工艺相比，吹膜工艺能够减少加工过程中边角料的浪费情况，提高原材料到成品的投入产出率，并能提高薄膜产品在垂直和水平方向的力学性能的均衡性。

    （3）光伏电池背板市场竞争情况

    随着光伏行业的发展，我国太阳能电池组件生产企业不断壮大，对于太阳能背板需求日益增长。2010 年，国产太阳能背板仅占全球太阳能背板市场份额的10%左右，国外产品占据约90%的份额。由于国产背板产品与进口背板产品相比有较为明显的性价比优势，光伏组件生产企业在盈利能力有所下降的时候将更重视成本控制，将更倾向于购买质量可靠且成本更低的国产背板产品。

国产太阳能背板市场占有率情况

资料来源：公开资料整理

    （4）光伏电池背板对氟膜材料的需求情况

    全球光伏装机量的增长极大地带动了光伏电池背板的市场需求。2010 年全球新增背板市场的需求量接近1.4 亿平方米，2015 年全球新增背板市场的需求量接近3.5 亿平方米，年均增长率超过20%4。2017 年度全球新增光伏装机容量预计达到98GW5，按太阳能电池组件转换效率约为16%、1GW 太阳能电池组件大约需要700 万平方米背板测算，对应的2017 年全球新增太阳能光伏电池背板需求量约为6.86 亿平方米；基于未来成本持续下降、新市场开发、用户对于光伏应用接受度的持续提高等因素的影响，2021 年全球光伏市场新增装机容量有望达到118GW，届时对于光伏电池背板的需求量将超过8.3 亿平方米，市场前景良好。

全球新增光伏电池背板需求量

资料来源：公开资料整理

    2、氟膜材料在非光伏领域的应用情况

    （1）氟膜材料在建筑功能膜领域的应用

    建筑功能膜贴附于或涂覆于各种建筑材料表面，不仅可以防止自然界有害介质的侵蚀和污染，保护结构构件，提高使用年限，还可以优化空间和使用功能；除可调节温度、湿度、光线，防御声音、灰尘、射线等污染源侵害人体，使居住环境更安全、更舒适外，还能产生艺术效果，美化室内外环境，室内舒适宜人，室外装饰可展现时尚，营造与自然及周围环境的和谐之美。

    PVDF 薄膜的表面能极低，是一种疏水性很强的材料，拥有良好的自洁性和表面耐刮擦性，以及碳氟键的超强键能，赋予其卓越的耐候、耐腐蚀、耐热、耐低温、耐化学药品性，奠定了其在装饰膜、隔离膜、防护膜领域的不可替代市场地位。

    ①市场需求

    PVDF 薄膜在建筑装饰领域的应用极为广泛。以涂镀板卷行业为例，随着我国经济发展，社会的消费层次越来越高，建筑装饰等行业迎来突飞猛进的发展，对涂镀板卷等产品的消费与日俱增，同时随着产品的不断推陈出新，下游行业对涂镀新产品的研发和生产也提出了新的要求。

    2008年以前，我国整体涂镀产线产能基数相对较小，而2008 年以后，一直持续至2011年，我国涂镀产能扩张较为明显，每年新增产能均以千万吨级别增加，产线增加幅度也在2011年达到峰值84条。2011年至2016年期间，我国新增产线产能继续呈现增长态势，2016 年我国共新增涂镀产线15条，新增产能650 万吨。

    （2）氟膜材料在玻璃窗膜领域的应用

    玻璃窗膜是一种多层的功能化聚酯复合薄膜材料，在多层超薄高透明聚酯薄膜上经染色、磁控溅射、层压复合等工艺加工而成，将其贴在玻璃表面上用于改善玻璃的性能和强度，并使之具有保温、隔热、节能、防爆、美化外观、遮蔽私密及安全防护等功能。

    玻璃窗膜按使用类型可分为建筑窗膜和汽车窗膜，其中大部分用于汽车贴膜，小部分用于建筑窗膜；按其工作原理可分为反射膜和吸收膜，反射膜主要通过溅射在PET 膜上的金属层将紫外线和红外线反射出去，不会有热量的积累和二次辐射，吸收膜是通过吸热胶将红外线吸收从而达到控温的目的。

    ①市场需求

    随着国民经济的快速发展，节能减排已成为我国的基本国策。目前，我国建筑能耗占社会总耗能的40%，其中通过玻璃门窗损失的能量在建筑能耗中达到40%，门窗玻璃已成为建筑节能的最薄弱环节之一，如不采取措施，到2020年我国仅建筑能耗就将达到11 亿吨标准煤产量。

    我国目前既有建筑面积超过500 亿平方米，90%以上是高耗能建筑，城镇节能建筑占既有建筑面积的比例仅为23.1%，新建建筑中80%以上的玻璃节能效率远低于发达国家水平，每平方米建筑使用能耗约为发达国家的3倍。因此，建筑节能已是我国迫在眉睫的节能任务，提升玻璃的节能效率对我国建筑节能具有重大的战略意义。

    随着国家及社会对建筑节能的重视，门窗玻璃及幕墙玻璃的节能设计、选材正成为工程验收的一种强制性标准。从节能、安全等方面综合考虑，建筑门窗及幕墙玻璃贴膜是一种最好的选择，特别是现有建筑的节能改造，玻璃贴膜无疑有其独到的优势。在欧美等发达国家，建筑玻璃贴膜普及率已超过90%，而在我国，建筑玻璃贴膜普及率还不到10%。建筑玻璃贴膜是建筑玻璃节能必然的发展趋势。按照我国既有建筑面积及窗户占建筑面积的1/6计算，在不考虑幕墙的情况下，也有75 亿平方米的外窗需要节能改造。

    2015年我国汽车销量为2,460万辆，按照每辆车5平方米左右的窗膜需求量，我国乘用车年需要窗膜12,300万平方米。截至2015年末，我国汽车保有量为1.72亿辆，按照每年有5%的存量汽车更换窗膜计算，存量市场对窗膜的年需求量为4,300 万平方米。

    （2）光伏行业发展概况

    到2030 年光伏发电在世界总电力供应中的占比将达到10%以上，到2040年光伏发电将占总电力供应的20%以上13。

    ①全球光伏行业发展概况

    截至2012年底，全球累计光伏装机量已超过100GW，2013年则达到139GW；其中，欧洲位居全球累计光伏装机量之首，2013年累计光伏装机量为82GW，约占全球总量的59%。2015年底，全球累计光伏装机量达到229GW，同比增长28.25%，2008年至2015年间的年均复合增长率高达46.52%，成为全球增长速度最快的能源品种。

2008年至2015年全球累计光伏装机容量及增长率

资料来源：公开资料整理

    近年来，随着欧洲经济复苏乏力，欧洲新增光伏装机量正逐步减少，以中国、日本等国家为代表的新兴光伏市场迅速崛起，并占据了全球新增光伏市场的主要份额，其增长率远远超过德国、英国等欧洲国家。

2016 年全球光伏新增安装分布

资料来源：公开资料整理

    ②我国光伏行业发展概况

    A、市场规模增长迅速

    我国光伏产业尽管起步较晚，但发展迅速，2007年我国已成为世界第一大光伏电池生产国并保持至今。2008年以后，受国外市场需求持续增长的推动，我国光伏产业实现暴发式增长。2013年以来，随着我国对美、韩等国多晶硅“双反”初裁、中欧光伏“双反”和解方案初步达成，我国能源主管部门先后出台一系列促进国内光伏产业复苏政策，以及全球其他新兴光伏市场规模快速扩大，使得光伏电池及组件需求迅速增加，光伏产品价格企稳，企业经营状况良好。2008 年至2016 年，我国累计光伏装机容量的年均复合增长率高达111%。

2008 年至2016 年我国累计光伏装机容量及增长率

资料来源：公开资料整理

    到2020 年底，太阳能发电装机容量将达到1.1 亿KW 以上，其中光伏发电装机容量达到1.05 亿KW 以上，在“十二五”基础上每年保持稳定的发展规模，太阳能热发电装机达到500 万KW；光伏发电电价水平在2015 年基础上下降50%以上，在用电侧实现平价上网目标；先进晶体硅光伏电池产业化转换效率达到23%以上，薄膜光伏电池产业化转换效率显著提高，若干新型光伏电池初步产业化；光伏发电系统效率显著提升，实现智能运维。

    B、组件产量处于全球领先地位

    2015 年我国光伏组件总产能71GW 以上，组件产量达到45.8GW，其中中国大陆生产组件约为43.9GW，同比增长23.3%，约占全球总产量的69.1%。其中晶体硅组件产量约为45.4GW，约占总产量的99.1%。中国大陆有6家企业位居全球产生规模前十。2010 年至2016 年我国光伏组件产量如下图所示15：

2010年至2016年中国光伏组件产量

资料来源：公开资料整理

    ③光伏产品的未来发展态势及前景

    太阳能光伏发电占全球能源消耗总量的比重仍然较低。从中国的情况来看，尽管近年来新增光伏装机容量屡创新高，但2016 年光伏全年发电量为662 亿千瓦时，仅占总发电量的1.1%，未来空间仍然较大。随着全球性能源短缺、气候异常和环境污染问题日益突出，太阳能发电未来将会占据世界能源消费的重要席位，并将成为世界能源供应的主体。到2030 年可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，太阳能光伏发电将在世界总电力供应中的占比达到10%以上；到2040 年可再生能源在总能源结构中将占50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21 世纪末可再生能源在能源结构中将占80%以上，太阳能光伏发电将占总电力的60%以上。

资料来源：公开资料整理