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目前，光伏已成為發(fā)展最快的可再生能源之一。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平與產(chǎn)量規(guī)模位居全球前列，但產(chǎn)能增長(zhǎng)過(guò)快引發(fā)競(jìng)爭(zhēng)失序，行業(yè)已步入新一輪發(fā)展周期。聚酯是光伏組件封裝核心材料，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)背板聚酯的需求將穩(wěn)定增長(zhǎng)，分布式場(chǎng)景中組件輕量化或?qū)崿F(xiàn)聚酯類(lèi)背板對(duì)玻璃背板（前板）的替代，性能化、專(zhuān)業(yè)化是光伏背板聚酯材料發(fā)展的有效路徑。

本版文字由 中國(guó)石化化工銷(xiāo)售有限公司 楊文濤 提供

我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)處于大有可為的戰(zhàn)略機(jī)遇期

?當(dāng)前，全球光伏產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的井噴式發(fā)展，已成為實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的重要手段和主要?jiǎng)恿Α?/p>

?我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，“技術(shù)水平位居全球前列，產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)持續(xù)增強(qiáng)。

推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳中和，已成為絕大多數(shù)國(guó)家的共識(shí)。若2050年全球?qū)崿F(xiàn)凈零碳排放，則近90%的發(fā)電將來(lái)自可再生能源，其中太陽(yáng)能和風(fēng)能合計(jì)占比近70%，而光伏系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量也將在2027年超越其他所有電源形式。2023年底，聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)重申將全球氣溫升幅控制在1.5攝氏度以?xún)?nèi)是《巴黎協(xié)定》所設(shè)的目標(biāo)之一，并強(qiáng)調(diào)需要采取緊急行動(dòng)和支持，保證這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。主辦方阿聯(lián)酋提出“全球脫碳加速器（GDA）”計(jì)劃，116個(gè)國(guó)家承諾到2030年將可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量增加兩倍，達(dá)到11太瓦，能源效率提升的年均速度增加1倍，達(dá)到4%。GDA計(jì)劃的完全落實(shí)，有待持續(xù)擴(kuò)大對(duì)光伏等可再生能源的投資規(guī)模。當(dāng)前，光伏產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的井噴式增長(zhǎng)，2023年全球光伏系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到1.6太瓦，新增裝機(jī)容量從2022年的236吉瓦增至446吉瓦。光伏產(chǎn)業(yè)作為可再生能源的主力軍之一，表現(xiàn)出了極強(qiáng)的市場(chǎng)潛力，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的重要手段和主要?jiǎng)恿Α?/p>

推進(jìn)能源革命，構(gòu)建清潔低碳社會(huì)，是保障我國(guó)能源安全、建設(shè)生態(tài)文明的必然選擇。我國(guó)幅員遼闊、光照資源豐富，且擁有完整并輸出全球的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。在政策引導(dǎo)和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的雙重作用下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)持續(xù)增強(qiáng)?！笆濉逼陂g，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提高，位居全球前列，制造規(guī)模占據(jù)全球主導(dǎo)地位，多晶硅、硅片、電池片和組件產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的76%、96%、83%和76%。隨著世界各國(guó)能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期到來(lái)，全球能源將在零碳路徑上加速演進(jìn)，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)正處于大有可為的戰(zhàn)略機(jī)遇期。

光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)聚酯薄膜的需求將穩(wěn)步增長(zhǎng)

?光伏組件由光伏玻璃、膠膜、電池片和光伏背板構(gòu)成。聚酯薄膜背板憑借其絕緣、耐候等特性，成為單面組件的主要封裝材料。

?目前，聚酯薄膜背板在光伏單面組件中是主要封裝方案。未來(lái)，雙面-透明聚酯薄膜背板組件將脫穎而出，成為新的發(fā)展方向，市場(chǎng)對(duì)聚酯薄膜的需求將穩(wěn)步增長(zhǎng)。

完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈由硅料、硅片生產(chǎn)、電池片制造、組件封裝、發(fā)電集成運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)構(gòu)成。光伏組件截面一般有五層，由上至下分為光伏玻璃、膠膜、電池片、膠膜、光伏背板。光伏背板作為組件生產(chǎn)的關(guān)鍵封裝材料，對(duì)電池片起到保護(hù)和支撐作用，其從屬于光伏產(chǎn)業(yè)鏈，直接面向光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求。

按材料特性劃分，光伏背板主要分為有機(jī)高分子類(lèi)和無(wú)機(jī)物類(lèi)，有機(jī)高分子類(lèi)主要為聚酯薄膜背板，無(wú)機(jī)物類(lèi)主要為玻璃背板。

聚酯薄膜背板。該背板是一種多層結(jié)構(gòu)膜，骨架層為高絕緣、低透濕的改性PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯），外層一般為耐候、耐老化的含氟材料，層與層之間一般通過(guò)膠黏劑復(fù)合的方法進(jìn)行加工，也可直接涂覆而得。水汽阻隔、絕緣、耐候是背板的三大基本功能，使太陽(yáng)能電池能夠在惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間有效工作。另外，背板還應(yīng)具有在光伏組件層壓溫度下外觀(guān)不形變、與膠膜黏合牢固等特性。TPT是最為經(jīng)典的背板膜結(jié)構(gòu)，其中，T是由杜邦公司壟斷生產(chǎn)的具有抗紫外能力的PVF膜（聚氟乙烯膜，商品名為T(mén)edlar?膜）、P是具有絕緣阻隔性的PET膜，TPT結(jié)構(gòu)能有效保證光伏組件25年使用壽命。當(dāng)前，聚酯薄膜背板的生產(chǎn)工藝主要有復(fù)合型、涂覆型和共擠型三類(lèi)。

除含氟材料的聚酯薄膜背板外，還有一類(lèi)無(wú)氟背板，主要是為了擺脫對(duì)高價(jià)氟材料的依賴(lài)，通過(guò)對(duì)耐候性PET膜進(jìn)行表面改性、多層復(fù)合等制備得到，主要應(yīng)用在歐洲和日本市場(chǎng)。

玻璃背板。光伏背板若為玻璃材質(zhì)，與正面玻璃共同封裝晶硅電池片，形成具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的光伏組件，即雙玻組件（聚酯薄膜背板為單玻組件）。雙玻結(jié)構(gòu)常見(jiàn)于雙面發(fā)電的光伏組件，能夠利用電池片正反面的光照，提高組件的發(fā)電效率。

背板玻璃與正面玻璃同屬于光伏玻璃，在加工過(guò)程中需采用鋼化、鍍膜等工藝保護(hù)晶硅電池片不受環(huán)境影響，對(duì)組件提供支撐，同時(shí)為提高光電轉(zhuǎn)換效率，要求鋼化玻璃透光率達(dá)91.5%以上。相較普通玻璃，光伏玻璃含鐵量更低，承受溫度更高，透光性、抗沖擊性與耐腐蝕性更強(qiáng)。

從功能上看，光伏組件分為單/雙面發(fā)電：晶硅電池片背面由全鋁層覆蓋，只有正面接收光照為單面發(fā)電；電池片背面局部鋁層，兩面都可接收光照為雙面發(fā)電。從結(jié)構(gòu)上看，光伏組件分為單/雙玻組件：正面蓋板為玻璃、背板為聚酯薄膜稱(chēng)為單玻組件；正面蓋板和背板均為玻璃稱(chēng)為雙玻組件。

在單面發(fā)電中，傳統(tǒng)光伏電池為單玻組件，背板為不透明的聚酯薄膜背板。若改用玻璃背板，各項(xiàng)性能較傳統(tǒng)的單玻結(jié)構(gòu)將得到改善，適用范圍擴(kuò)大，但玻璃背板使組件成本、重量增加，發(fā)電增益有限，為解決漏光問(wèn)題使用的白色膠膜還會(huì)帶來(lái)工藝缺陷，因此聚酯薄膜背板仍然占據(jù)單面發(fā)電市場(chǎng)主流。

在雙面發(fā)電中，因晶硅電池片背面光照需要使用透明聚酯薄膜背板（雙面-透明背板組件）或玻璃背板（雙面-雙玻組件）。隨著光伏電池轉(zhuǎn)換效率提升，雙面組件應(yīng)用開(kāi)始規(guī)?；占安⒀杆侔l(fā)展。目前，玻璃背板是雙面組件的主流選擇，但市場(chǎng)對(duì)透明聚酯薄膜背板的需求也逐漸增多。相比玻璃背板，透明聚酯薄膜背板重量是其1/10，便于組件運(yùn)輸和安裝，且不懼鹽堿侵蝕，抗污性能優(yōu)異；在高溫差環(huán)境下，透明背板組件積聚的內(nèi)應(yīng)力更小。

2023年，我國(guó)單/雙面組件的市場(chǎng)份額比是55∶45，隨著下游應(yīng)用端對(duì)于雙面組件發(fā)電增益的認(rèn)可，雙面組件將成為高效光伏的主要路徑。2030年，雙面組件市場(chǎng)份額將達(dá)62%。

當(dāng)前，聚酯薄膜背板在單面組件中是主要封裝方案；在雙面組件中，雖然占有率不及玻璃背板，但在下游終端發(fā)電增益及減重需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，雙面-透明聚酯薄膜背板組件或?qū)⒚摲f而出，成為新的發(fā)展方向。因此，隨著光伏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)聚酯薄膜的需求將穩(wěn)步增長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)提升對(duì)光伏背板用聚酯切片的派生需求。

性能化、專(zhuān)業(yè)化是光伏背板聚酯材料發(fā)展有效路徑

?在新一輪發(fā)展周期下，光伏市場(chǎng)對(duì)高功率、低成本組件的追求，將加速淘汰落后產(chǎn)能，為高效可靠的產(chǎn)品留出更多空間。

?背板聚酯作為光伏組件封裝的核心材料，需提升耐濕熱性能、提高薄膜復(fù)合效率、降低加工能耗，通過(guò)性能化、專(zhuān)業(yè)化發(fā)展保持銷(xiāo)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)。

光伏背板聚酯材料，即背板用聚酯切片，供應(yīng)端為聚酯切片生產(chǎn)企業(yè)，需求端為聚酯薄膜生產(chǎn)企業(yè)。

聚酯薄膜是以PET切片為原料，采用熔體擠出法制成厚片，再經(jīng)雙向拉伸工藝制成的一種無(wú)色、有光澤的薄膜材料。聚酯薄膜的特點(diǎn)是物化性質(zhì)穩(wěn)定、加工性能良好，經(jīng)過(guò)涂覆等深加工改性后，可廣泛應(yīng)用于包裝印刷、電子電氣絕緣、光學(xué)面板顯示等領(lǐng)域。用于晶硅電池片的背面封裝，是聚酯薄膜在高端應(yīng)用領(lǐng)域的縱向拓展。因此，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的聚酯薄膜生產(chǎn)企業(yè)尤其是光學(xué)膜生產(chǎn)企業(yè)，在技術(shù)儲(chǔ)備、經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，都能通過(guò)切片配方升級(jí)、工藝改進(jìn)，進(jìn)軍背板聚酯材料市場(chǎng)。

聚酯切片是聚酯產(chǎn)業(yè)鏈的中間段產(chǎn)品，上游原料為對(duì)苯二甲酸（PTA）、乙二醇，通過(guò)直接酯化、連續(xù)聚合等流程制備，下游應(yīng)用主要集中在切片紡長(zhǎng)絲（另一類(lèi)長(zhǎng)絲生產(chǎn)方式為PTA、乙二醇聚合后熔體直紡長(zhǎng)絲）、聚酯薄膜兩大領(lǐng)域，其中聚酯薄膜占切片消費(fèi)量的三成。近年來(lái)，聚酯切片產(chǎn)量整體呈上升趨勢(shì)，一方面由于聚酯薄膜、切片紡長(zhǎng)絲拉動(dòng)需求；另一方面是因?yàn)槿垠w直紡長(zhǎng)絲裝置在投產(chǎn)初期會(huì)生產(chǎn)切片，并在長(zhǎng)絲市場(chǎng)下行時(shí)選擇階段性增加切片供應(yīng)。因熔體直紡企業(yè)的彈性生產(chǎn)，粗略估計(jì)，近幾年聚酯切片產(chǎn)能在1000萬(wàn)噸/年。

2023年國(guó)內(nèi)光伏組件產(chǎn)量超過(guò)433.1吉瓦，其中六成左右為使用聚酯薄膜背板的單玻組件。隨著組件轉(zhuǎn)換效率提升，高效光伏市場(chǎng)擴(kuò)大，每吉瓦組件消耗背板量約480萬(wàn)平方米，2023 年聚酯薄膜背板需求量為12.4億立方米。為達(dá)到封裝性能的要求，使用的聚酯薄膜一般為厚膜（厚度200~250微米，密度1.25~1.45克/立方厘米）。因此，按厚度、密度平均值測(cè)算，2023年國(guó)內(nèi)對(duì)背板聚酯切片的需求量約37.7萬(wàn)噸。

國(guó)內(nèi)涉足背板膜生產(chǎn)的企業(yè)有10余家，主要集中在華東地區(qū)，合計(jì)產(chǎn)能約40萬(wàn)噸/年。此外，還有很多具備實(shí)力但暫未涉足的拉膜企業(yè)，主力產(chǎn)品為光學(xué)顯示、包裝印刷、電氣絕緣等，會(huì)短暫生產(chǎn)背板膜作為市場(chǎng)緊張時(shí)的補(bǔ)充。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)眾多光伏從業(yè)者實(shí)施擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)能快速增長(zhǎng)帶來(lái)低端產(chǎn)品大規(guī)模復(fù)制，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展面臨失序。2023年，光伏產(chǎn)業(yè)約定新的組件標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，旨在加速產(chǎn)業(yè)鏈的配套融合和產(chǎn)品迭代升級(jí)。在新一輪發(fā)展周期下，市場(chǎng)對(duì)高功率、低成本組件的追求將加速淘汰落后產(chǎn)能，為高效可靠的產(chǎn)品留出更多空間。背板聚酯作為光伏組件封裝的核心材料，只有性能化、專(zhuān)業(yè)化發(fā)展，才能保持銷(xiāo)量的穩(wěn)定增長(zhǎng)。

背板聚酯對(duì)光伏組件起到保護(hù)支撐作用，但易發(fā)生水解而失去強(qiáng)度和阻隔性，因此提高聚酯耐濕熱性能是背板聚酯發(fā)展的主要目標(biāo)。當(dāng)前，背板聚酯技術(shù)已經(jīng)發(fā)展三代，由在需求端拉膜過(guò)程中添加抗水解劑，發(fā)展到供應(yīng)端聚酯切片制備過(guò)程中進(jìn)行耐濕熱改性。根據(jù)濕熱老化機(jī)理，降低聚酯分子鏈中的酯鍵或端羧基含量是耐濕熱改性的關(guān)鍵。在部分公開(kāi)專(zhuān)利中，有通過(guò)引入聚乙二醇醚鍵或萘基結(jié)構(gòu)取代酯基的嘗試，但此方法可能影響聚酯機(jī)械性能和加工性能。降低端羧基的方法主要是加入一類(lèi)活性封端劑與端羧基反應(yīng)形成穩(wěn)定基團(tuán)，但封端劑的選用及成本也在一定程度限制其應(yīng)用。此外，添加適量二氧化鈦也有助于抑制濕熱老化引起的特性黏度和機(jī)械強(qiáng)度降低。

針對(duì)涂覆膠黏工序，背板聚酯發(fā)展還應(yīng)利于提高薄膜復(fù)合效率、降低加工能耗。氟材料被少數(shù)廠(chǎng)商壟斷，聚焦無(wú)氟背板方案開(kāi)發(fā)專(zhuān)用聚酯將成為趨勢(shì)。在單面組件中，聚酯薄膜可將光線(xiàn)重新反射回電池片提高發(fā)電效率，因此高反射聚酯的開(kāi)發(fā)對(duì)高性能光伏組件具有重要意義。