2022年中国POE行业概览：光伏胶膜新材料，国产替代有望突破2022 China POE Industry2022年の中国POE産業の概要（摘要版）报告标签：双玻组件、N型电池、TOPCon、HJT、汽车、光伏主笔人：鲍金玲报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。www.leadleo.com研究报告2022/12 摘要报告要点速览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，再加上接线板焊接后构成完整的光伏组件。在光伏组件的成本构成中，电池片占比约为61%，为最大的成本，胶膜占比约为5%-8%，光伏胶膜成本占比虽然较小，但却是光伏组件的核心材料之一。光伏胶膜集成于光伏玻璃/背板与中间电池片之间，起到粘结、保护的作用，使光伏组件在运作过程中不受外部环境影响，延长光伏组件的使用寿命，同时使阳光最大限度地透过胶膜达到电池片，提升光伏组件的发电效率。此外，光伏胶膜需要保证太阳能组件有25年使用寿命，一旦胶膜开始黄变、龟裂，电池易失效报废，因此其是光伏行业不可或缺的核心辅材。现阶段，主流光伏封装材料可分为透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE胶膜和EPE胶膜，EVA胶膜因高性价比而成为市场最常用的组件封装材料，而POE胶膜因具备优异的抗PID性能，也愈发受到市场的青睐，也是本文的研究重点。本文聚焦于POE产业发展，将解答以下几个问题：(1)POE胶膜的哪些性能突出？（2）POE胶膜的核心壁垒有哪些？（3）哪些因素驱动POE产业的发展？•相较于EVA 胶膜，POE 胶膜的性能优势突出。根据《“十四五”现代能源体系规划》，中国正在加快推动绿色低碳转型，大力发展非化石能源，因地制宜地加快分布式及集中式光伏建设并推广光伏发电与建筑一体化应用。相较于EVA 胶膜，POE 胶膜在抗PID、水汽透过率、体积电阻率等方面都具有较为明显的竞争优势，将在光伏电池和组件更新换代中扮演越来越重要的角色。➢POE胶膜的哪些性能突出？•从POE 产能来看，全球POE 产能主要集中在韩国、日本、新加坡等国家，中国尚未形成POE 的规模化的工业生产能力，产品主要依赖海外进口，主要是因为中国POE 工业化生产面临高碳α-烯烃供应、单活性中心茂金属催化剂的开发以及溶液聚合技术突破三个技术和产业壁垒。➢POE胶膜的核心壁垒有哪些？•与单面组件相比，双面组件的受光面积增加，因此发电量显著提高，未来有望超越单面组件成为主流，而双面组件背面PID现象更加严重，因此抗PID性能更佳的POE成为主流封装材料。•太阳能电池片以P型或N型电池片为原材料，P型电池转换效率已接近理论极限，N型电池技术是未来的必然选择，N型组件多为POE封装，POE将充分受益于N型电池的放量。➢哪些因素驱动POE产业的发展？观点提炼 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55883光伏产业链全景图光伏产业链涉及多个环节和细分市场，以上游硅晶原材料、中游电池片与组件、下游电站为主导，多晶硅-硅片-电池片、银浆、胶膜、玻璃、背板、支架、逆变器等为重点关注环节来源：中国电力、头豹研究院光伏产业链全景图详解上游：原材料加工中游：电池板制造与配套设备下游：应用环节多晶硅料单晶硅棒多晶硅锭单晶硅片多晶硅片电池片组件光伏电站主料银浆PET基膜氟膜乙烯、醋酸等纯碱、石英砂等背板胶膜光伏玻璃焊带、接线盒、边框支架其他组件辅料逆变器汇流箱蓄电池电池片激光加工高硬脆材料切割超净高纯化学品光伏交通光伏系统配套设备&耗材注：百分比表示光伏组件成本占比注：百分比表示光伏发电站成本占比◼光伏产业链涉及多个环节和细分市场，以上游硅晶原材料、中游电池片与组件、下游电站为主导。上游的原料端包括主材料（多晶硅料）和辅料（银浆、PET基膜、氟膜、乙烯、醋酸、纯碱、石英砂等）；中游制造端主要包括电池板组件（电池片、背板、胶膜、光伏玻璃、焊接、接线盒等）和配套设备耗材（支架、逆变器、汇流箱、蓄电池等）；下游端主要围绕电站建设和运营。从光伏发电初始投资成本来看，光伏组件占据最大的比例，是最主要的成本支出，约为37%，建安工程占比19%；而从核心零部件的光伏组件成本出发，电池片成本占比（61%）超过一半，是最大的成本支出，其次为铝边框（9%）、EVA胶膜（8%）、光伏玻璃（7%）等。综合考虑各环节在产业链上的规模和关联度，主要关注多晶硅-硅片-电池片、银浆、胶膜、光伏玻璃、背板、支架、逆变器等的制造环节。 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55884POE胶膜性能优势突出相较于EVA 胶膜，POE 胶膜在抗PID、水汽透过率、体积电阻率等方面都具有较为明显的竞争优势，有望在光伏电池和组件更新换代中扮演越来越重要的角色来源：陶氏化学、头豹研究院POE胶膜与EVA胶膜性能对比POE胶膜EVA胶膜泄漏电流，picoamp23°C193,795绝缘强度，kV/cm601444热传导性，W/m-K0.2910.246透光性，%＞92%93%折射率1.4751.455玻璃化温度，°C-45935电阻率，Ω . cm（23°C）＞2.64E+161.32E+14水蒸气透过率，g/（m2 . d）3.334有无腐蚀性物质产生无有POE胶膜与EVA胶膜综合性能对比◼相较于EVA胶膜，POE胶膜的性能优势突出。根据《“十四五”现代能源体系规划》，中国正在加快推动绿色低碳转型，大力发展非化石能源，因地制宜地加快分布式及集中式光伏建设并推广光伏发电与建筑一体化应用。相较于EVA胶膜，POE胶膜在抗PID、水汽透过率、体积电阻率等方面都具有较为明显的竞争优势，将在光伏电池和组件更新换代中扮演越来越重要的角色。酸碱性（抗PID、表面腐蚀等）水汽透过率体积电阻率变黄/老化玻璃化温度储能模量◼EVA酯键在潮湿环境中分解可产生可移动的乙酸，乙酸与玻璃中的Na盐反应产生Na离子，电池状态下组件边框负电势作用下Na离子向电池片表面移动，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，而POE粒子原料不含醋酸乙烯，不存在反应生成醋酸的可能性。◼POE为非极性材料，无法与水分子形成氢键，其胶膜水汽透过率仅为EVA胶膜的十分之一，水汽进入会造成组件内部金属部件腐蚀。◼POE胶膜的绝缘性较好，可减少漏电，延缓组件衰减。◼POE胶膜无极性基因，分子材料中三级碳原子相对较少，具有更加优异的耐热老化和抗紫外线性能。◼POE胶膜的玻璃化温度在-40°C以下，优于EVA胶膜，而温度低于玻璃化温度时，胶膜对电池片的保护能力大幅下降，且容易造成电池片隐裂和组件脱层。◼储能模量表征弹性材料在形变过程中储存能量的大小，交联后EVA储能模量大于POE，可能对电池片造成更大的应力。 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55885POE胶膜的生产流程从生产工艺来看，光伏胶膜的主要生产流程大致相同，产线基本兼容，可通过技改相互转换，在聚合工艺方面，高温溶液聚合工艺仍是现阶段的POE主流技术手段来源：头豹研究院陶氏和埃克森美孚POE生产流程连续搅拌釜式反应器环形反应器脱挥器螺旋泵/换热器催化剂、助催化剂、单体、溶剂、微量链调节剂投料25-30wt%聚烯烃溶液加入灭活剂终止反应加压加热300ppmPOE固体成品入库绝热闪蒸造粒干燥包装重复三次：第一次加热至220-270°C，脱挥后得到50-90wt%聚烯烃溶液；第二次加热至240-260°C，脱挥后得到92-95wt%聚烯烃溶液；第三次加热脱挥后得到300ppmPOE固体。陶氏POE生产流程反应釜环形反应器换热器液相分离器水中造粒机真空脱挥挤出机低压分离器催化剂、助催化剂、乙烯、溶剂、单体投料加入淬灭剂终止反应成品入库重相轻相（含未反应单体）经换热冷却提纯后回收利用冷却水洗干燥包装脱挥埃克森美孚POE生产流程◼从生产工艺来看，EVA胶膜、白色EVA胶膜以及POE胶膜的主要流程大致相同，产线基本兼容，可通过技改相互转换。除了埃克森美孚使用高压聚合工艺外，其他厂商均使用溶液聚合工艺。在陶氏POE生产流程中，将催化剂、助催化剂和各类原料投入连续搅拌釜式反应器，反应得到的聚合物溶液在环形反应器中增浓后得到25-30wt%聚烯烃溶液，再经三次加热加压绝热闪蒸后得到POE固体，最后造粒干燥后得到POE成品。在埃克森美孚POE生产流程中，原料在反应釜和环形反应器中反应后经过加热和液相分离后得到轻相和重相，轻相经过换热冷却提纯后回收利用，重相经过低压分离器和真空脱挥挤出机脱挥后，进行造粒，最后得到成品。 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55886POE全球产能供应格局全球范围内仅陶氏化学、Exxon、三井化学、SABIC-SK、LG化学等少数企业能够实现POE的工业化生产，行业集中度较高，产能几乎都集中在海外市场来源：头豹研究院全球POE主要生产商生产情况，2022年◼POE市场被全球知名企业垄断，产能几乎集中在海外市场。包括美国、日本等在内的发达国家对POE产业的研究起步较早，因此产能也主要集中在海外厂商，全球范围内仅陶氏化学、Exxon（埃克森美孚公司）、三井化学、SABIC-SK、LG化学等少数几家企业实现了POE的工业化生产，整个行业的集中度较高。2021年全球范围内POE产能约为200万吨，其中，陶氏化学2021年在全球产能占比达43%，处于主导地位，三井化学、埃克森美孚、SAIC-SK以19%、18%、16%的市占率抢占前四名。陶氏化学三井化学埃克森美孚SABIC-SK北欧化工LG化学全球POE主要生产商产能占比情况，2021年 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55887POE产业链全景图POE的产业链较为简单，核心在中上游，上游为原材料供应商，其中α-烯烃是最重要的原材料；中游为POE制造商，主要以海外企业为主；下游为应用场景，汽车和光伏是重要的两大场景来源：头豹研究院POE产业链全景图上游：原材料中游：制造商下游：应用场景乙烯α-烯烃POE应用形式应用场景PP/POE共混PE/POE共混PA和聚酯类EVA/POE共混作为热塑性弹性体直接制造作为交联橡胶材料汽车零配件（保险杠、内饰等）、家电外壳、作为口罩柔顺剂共混到无纺布中粘合胶带、防水卷材和管材等领域改善工程塑料的抗冲击性能，广泛应用于建筑、机械、电子、汽车、日用品等领域对EVA发泡改性，制作运动鞋中底，提供更好的撕裂和拉伸性能，也可单独作为中底代替乙丙橡胶制作电线电缆护套，代替EVA制作光伏组件的封装胶膜与过氧化物、辐照或硅化物交联，可提高POE耐热和耐化学品性能茂金属催化剂占POE产业链利润约60% 光伏新能源汽车：POE产业行业概览| 2022/12www.leadleo.com400-072-55888驱动因素：双面组件渗透率提升与单面组件相比，双面组件的受光面积增加，因此发电量显著提高，未来有望超越单面组件成为主流，而双面组件背面PID现象更加严重，因此抗PID性能更佳的POE成为主流封装材料来源：太阳能发电网、天合光能、头豹研究院双面组件受光示意图05.67%14.00%11.81%23.87%24.60%30.90%不同场地发电增益【单位：%】◼双面组件优势突出，有望超过单面组件成为主流。双面电池背面将