什么是光伏膠膜？

?光伏膠膜?是一種用于光伏組件封裝的薄膜材料，主要應用于太陽能電池板的組件級封裝。光伏膠膜在太陽能光伏技術產(chǎn)業(yè)中扮演著重要角色，它起到粘接電池片與光伏玻璃、背板的作用，是影響光伏組件使用壽命和發(fā)電功率的關鍵材料之一。

光伏組件結構示意圖

光伏封裝膠膜屬于光伏組件的核心部件，其成本占到組件成本的3%~4%。

圖片來源：福斯特

光伏膠膜的主要類型及優(yōu)劣勢

光伏膠膜的種類繁多，包括透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、POE膠膜、EPE膠膜等，每種膠膜都有其特定的優(yōu)點和應用場景。

EVA膠膜

EVA的主要成分為乙烯與酸醋乙烯酯的共聚物，外加各種添加劑如交聯(lián)劑、增稠劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等等。光伏封裝用EVA主要分為高透型、高截止型、白色型、黑色型四種類型。其中單玻組件通常采用高透型EVA+白色型EVA的封裝搭配，目的是在增加組件正面光線透射率的同時增加組件內(nèi)層光線反射率，提高組件光電轉換效率。

黑色單玻組件通常采用高透型EVA+高截止型EVA+黑色背板或高透型EVA+黑色型EVA+白色背板的封裝方式，其中高截止型EVA的作用是阻隔太陽光線中的紫外線，減少紫外線對內(nèi)層背板的破壞。

EVA交聯(lián)、水解示意圖

EVA具有優(yōu)良的柔韌性、耐沖擊性、彈性、光學透明性、低溫繞曲性、粘著性、耐環(huán)境應力開裂性、耐候性、耐腐蝕性、熱密封性以及電性能等。

POE膠膜

POE 膠膜是以 POE 樹脂為主要原料，通過添加合適的加工助劑制成的薄膜。相比于 EVA 膠膜，POE 膠膜的安全性更強，優(yōu)異的水汽阻隔能力使得其透水率只有同等厚度 EVA 膠膜的八分之一左右，大幅提升了光伏組件的耐候性，特別適合對水汽敏感的電池片封裝以及在潮濕環(huán)境下工作的光伏組件。同時由于 POE分子鏈結構穩(wěn)定，老化過程中不會分解產(chǎn)生酸性物質，故具有優(yōu)異的抗老化性能。此外，POE 膠膜較 EVA 膠膜具有更強的抗 PID 性能，使用 POE 膠膜進行封裝可以有效地避免 PID 現(xiàn)象，提高光伏組件長期可靠性，這些優(yōu)異的性能使得 POE膠膜成為雙面光伏組件封裝的首選材料。

使用 POE 膠膜的光伏組件結構示意圖（來源：百佳年代）

EPE 膠膜

目前我國的 POE 樹脂完全依賴進口，產(chǎn)能主要掌握在國外企業(yè)手中，導致POE 膠膜成本較高。在平價上網(wǎng)、補貼下調的壓力下，下游客戶更加關注組件成本。其次，雖然 POE 膠膜在抗 PID、耐老化、水汽阻隔等性能上優(yōu)于 EVA 膠膜，但是在物理性能上，POE 比較滑膩，層壓過程中焊帶、電池片容易移動跑偏，導致組件封裝良品率降低。

為了解決上述問題，光伏膠膜廠商推出了 EVA-POE-EVA 的三明治型共擠結構膠膜，即 EPE 膠膜。EPE 膠膜上下兩層均為 EVA 膠膜，中間為 POE 膠膜。EPE 膠膜既具有 EVA 材料的層壓工藝便利性和高粘接性，又具有 POE 材料優(yōu)異的抗 PID 性能、低水汽透過率、耐紫外以及耐濕熱性能，可以解決層壓過程中焊帶、電池片移動跑偏問題，提高組件封裝良品率，同時又降低膠膜成本。

EPE 膠膜結構示意圖（來源：百佳年代）

此外，鈣鈦礦組件采用TPO 膠膜。不同膠膜由于材料不同，適用場景也各不相同。

來源：百佳年代

主流膠膜制作流程

光伏膠膜的工藝流程主要包括以下幾個步驟：

1、配料：將所有助劑加入到助劑拌料罐中，密閉攪拌1小時，攪拌成液體狀態(tài)備用。

2、混料：將光伏膠膜原料粒子（如POE和EVA粒子）加入混料釜。把配好的助劑通過加料泵抽入混料釜中與原料粒子混合均勻。混料在約50℃的溫度下攪拌2-8小時。混料完成后將物料轉移至真空吸料機，便于后續(xù)上料。

3、擠出、流延成膜：混料完成后進入擠出機進行熔融擠出（<100℃）。熔融擠出后采用T型模頭成型設備進行流延壓膜。流延后的膜通過循環(huán)冷卻水箱進行冷卻（間接冷卻）。

4、測厚：對膠膜厚度進行檢測，確保產(chǎn)品分布均勻，性能穩(wěn)定。

5、切邊：根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格要求，利用分切裝置分割成不同寬幅的產(chǎn)品。

6、外觀檢驗：對產(chǎn)品的外觀進行在線監(jiān)測，標記出不合格部分（如黑點、孔洞、白點等）。

7、收卷：將產(chǎn)品平整對齊收卷。

8、實驗：取部分產(chǎn)品進入實驗室對其性能進行檢測。

9、包裝入庫。不同的膠膜類型，細微工藝略有差別，

以下為百佳年代公開的各類膠膜制作流程。

透明 EVA 膠膜工藝流程圖

白色 EVA 膠膜工藝流程圖

POE 膠膜工藝流程圖

光伏膠膜常見問題？

褪色光伏組件在運行過程中膠膜長期暴露在戶外環(huán)境中會發(fā)生“黃變”和“褐變”。

膠膜變色

變色使封裝膠膜的透光率下降，使光伏電池的光電流下降，最終導致光伏組件的功率損失。造成這種現(xiàn)象的主要原因是隨著溫度升高封裝材料在紫外光和滲入水的共同作用下化學組成發(fā)生了變化，生成了不飽和多烯烴生色團，隨著不飽和多烯烴化合物的積累，EVA的顏色會逐漸加深，從淺黃到深棕。EVA封裝材料的降解會產(chǎn)生不飽和羰基化合物，影響EVA的光透過率，降低組件的效率。發(fā)色團的產(chǎn)生增加了不透明指數(shù)，部分阻擋了透射到光伏組件上的太陽光。

脫層

由于水汽或紫外線作用導致封裝膠膜降解致使粘附力下降，發(fā)生分層，從而使蓋面玻璃與太陽電池之間和(或)太陽電池與背板材料之間失去粘附力。

膠膜脫層

光伏組件的分層造成光反射增加、滲水率增加、輸出功率損失以及對整個系統(tǒng)造成危害。

導致分層的因素有很多，除了工藝因素，EVA在使用過程中的老化是主要原因，EVA老化使界面鍵發(fā)生破壞，導致EVA與其他層之間形成空隙，這個過程光、熱、氧、水等因素起著重要作用，一般濕熱氣候會加速分層。

起泡

起泡是一個類似于分層的過程，它是由于EVA缺乏附著力造成的，影響面積較小。氣泡的產(chǎn)生是由于化學反應釋放出氣體，這些氣體通常出現(xiàn)在組件的后部并聚集在封裝體中，但偶爾也會出現(xiàn)在玻璃和電池之間的前部。

膠膜氣泡

氣泡經(jīng)常出現(xiàn)在電池的中心，這是由于電池內(nèi)溫度高，EVA附著力不同造成的。氣泡抑制了電池的散熱，增加了過熱，降低了組件的使用壽命。

光伏膠膜市場與產(chǎn)能布局

光伏膠膜位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈中上游環(huán)節(jié)：

來源：百佳年代

近年來，光伏組件封裝膠膜市場呈增長態(tài)勢。2021年，全球封裝膠膜市場需求約21億平方米，同比增長28.0%。預計2025年，我國光伏膠膜市場規(guī)模將達到371.1億元。

數(shù)據(jù)來源：上市公司公告，千訊咨詢

產(chǎn)能方面，截止2023年底，光伏膠膜總產(chǎn)能達91億平方米，同比增長51.5%。其中福斯特、斯威克、海優(yōu)新材、百佳年代、祥邦科技五家大廠膠膜已有產(chǎn)能總和超過60億平方米，行業(yè)占比約67%。

光伏膠膜代表企業(yè)

據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)現(xiàn)有40多家光伏膠膜生產(chǎn)企業(yè)，大都依托當?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)集群“鏈主”企業(yè)即光伏組件大廠或具有原料供應優(yōu)勢的石化基地，海外擴張同樣遵循此邏輯。

光伏膠膜布局企業(yè)呈現(xiàn)出一超多強的局面。據(jù)光伏頭條（微信號：PV-2005）統(tǒng)計，截至2023年年底，在光伏膠膜領域，龍頭福斯特遙遙領先，其產(chǎn)銷數(shù)據(jù)遠超排名其后的五家企業(yè)總銷量。海優(yōu)新材排名次席，賽伍技術排名第三。其余企業(yè)詳情如下：

數(shù)據(jù)來源：各企業(yè)2023年年報

福斯特

公司成立于2003年，地處浙江省杭州市臨安區(qū)，注冊資本186416.45萬元，是一家專注于新材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術企業(yè)。公司在浙江、江蘇、香港、泰國等地擁有多家子公司，分別從事光伏、電子電路、鋰電等新材料的研發(fā)生產(chǎn)、國際貿(mào)易、智能裝備等業(yè)務。

在光伏封裝材料領域，公司主導產(chǎn)品為光伏封裝材料太陽能電池膠膜（EVA/POE膠膜）和太陽能電池背板。公司與眾多全球著名的光伏企業(yè)建立了深層次的合作關系，在光伏封裝材料領域具有重要的影響力，同時具備規(guī)模優(yōu)勢、質量優(yōu)勢、技術優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢。

海優(yōu)新材

海優(yōu)新材以高分子新材料為核心的高新技術企業(yè)，擁有近20年的高分子材料研發(fā)制造經(jīng)驗。

在太陽能光伏組件封裝材料領域，海優(yōu)新材以強大的研發(fā)實力、領先的技術和全面的產(chǎn)品系列而著稱，目前已成為光伏行業(yè)組件封裝材料質量和技術創(chuàng)新的標桿企業(yè)。在組件用抗PID及抗蝸牛紋的高質量EVA封裝膠膜方面，海優(yōu)新材始終保持全球領先地位，同時，海優(yōu)新材率先推出了單玻組件用增效白色預交聯(lián)EVA膠膜，PERC單晶、N型TOPCon、HJT雙面組件專用共擠型POE膠膜，以及TOPCon專用EXP膠膜等多項新產(chǎn)品，為光伏組件行業(yè)提供了降本、提質、增效的新途徑。經(jīng)過多年快速發(fā)展，海優(yōu)新材已成為太陽能光伏組件行業(yè)內(nèi)最重要、最有影響力的封裝材料供應商之一。

賽伍技術

賽伍技術2008年創(chuàng)建于中國蘇州，立志成為世界領先的綜合高分子材料創(chuàng)新企業(yè)，提供多元化產(chǎn)品和應用技術解決方案。主要從事以粘合劑為核心的薄膜形態(tài)功能性高分子材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，打造自有研發(fā)的全產(chǎn)品矩陣平臺，尤其在光伏背板細分領域處于國際領先地位，其中賽伍技術首創(chuàng)發(fā)明的KPf背板，自2014年以來雄踞全球銷量第一。 

賽伍技術秉承“創(chuàng)新成就價值”的核心價值觀，專注可持續(xù)的產(chǎn)品技術研發(fā)創(chuàng)新，致力于通過其強大的高分子聚合物材料創(chuàng)新研發(fā)平臺，為光伏、動力電池、新能源汽車、3C信息家電，半導體、健康防護和節(jié)能建筑材料等領域的全球客戶解決技術挑戰(zhàn)與實際需求，提供一體化綜合創(chuàng)新解決方案， 深度賦能企業(yè)，共贏成長，引領行業(yè)不斷升級，同時積極響應國家“碳達峰碳中和”政策，助力全球創(chuàng)造綠色未來。

鹿山新材

公司成立于1998年，是一家專注于綠色環(huán)保高性能功能高分子材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術企業(yè)。公司擁有廣州云埔、廣州永和、江蘇常州、江蘇鹽城、馬來西亞5大生產(chǎn)基地。

公司始終堅持技術與產(chǎn)品的創(chuàng)新，開發(fā)出一系列切合市場需求的產(chǎn)品，包括功能性聚烯烴熱熔膠材料、太陽能電池封裝膠膜、功能性熱熔膠膜、熱塑性光學透明膠膜等。廣泛應用于新能源、消費電子、家居&建材、復合管道、包裝等多個領域，為全球多個國家和地區(qū)的客戶提供粘接綜合解決方案。

天洋新材

公司始創(chuàng)于1993年，總部位于上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)。在江蘇昆山、南通、海安、山東煙臺擁有7座現(xiàn)代化工廠，其中4座是光伏封裝膜生產(chǎn)基地，光伏基地面積逾325畝,規(guī)劃總產(chǎn)能11億平方米(2025年達產(chǎn))。2017年初,于上海證券交易所主板成功上市

明冠新材

明冠新材坐落于宜春國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，是宜春市經(jīng)開區(qū)培育的第一家上交所科創(chuàng)板上市企業(yè)。公司致力于新能源電池封裝用高分子材料研究，開發(fā)了太陽能電池組件背板、太陽能電池封裝膠膜、多功能薄膜、鋰電池封裝鋁塑膜等特種功能復合材料。目前擁有宜春、蘇州、越南、合肥（在建）四大制造基地，成立了江西省光電復合材料工程技術研究中心和蘇州研發(fā)中心，具有德凱目擊實驗室資質。

公司擁有專利權近 130項，其中PCT專利9項，是太陽能背板國家標準和鋰電池用鋁塑膜行業(yè)團體標準的起草單位，是國家認定的專精特新“小巨人”企業(yè)、國家知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)和示范企業(yè)，產(chǎn)品多次榮獲江西省科學技術進步二等獎、三等獎。

斯威克

江蘇斯威克新材料股份有限公司以“做光伏行業(yè)的綠色供應商，持續(xù)為客戶創(chuàng)造更大價值”為使命，是一家專業(yè)從事研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的新材料創(chuàng)新型企業(yè)。斯威克經(jīng)過二十年的深耕細作。目前已擁有江蘇常州、江蘇宿遷、江蘇鹽城、浙江義烏4個生產(chǎn)基地。主要產(chǎn)品有太陽能光伏封裝膠膜、軟包鋰電池用鋁塑膜等新型復合膜材料，產(chǎn)品主要應用在光伏領域和鋰電池領域。

百佳年代

百佳年代成立于2007年，總部位于江蘇常州，是一家專注于功能薄膜材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務的國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。主營產(chǎn)品包括光伏封裝膠膜、光伏背板/前板，儲能絕緣材料、特種涂層及膠粘劑等，產(chǎn)品廣泛應用于光伏、儲能、鋰電池等領域。公司現(xiàn)設有常州、鹽城、滁州、咸陽、越南五大生產(chǎn)基地，全球封裝膠膜規(guī)劃產(chǎn)能超130GW，與隆基、天合、晶科、晶澳等眾多頭部光伏企業(yè)達成長期戰(zhàn)略合作，占據(jù)重要市場份額。

百佳年代緊跟市場發(fā)展趨勢，積極構建新產(chǎn)業(yè)格局下高分子功能薄膜產(chǎn)品體系。光伏封裝領域，百佳年代在TOPCon、異質結、BC、鈣鈦礦和疊層鈣鈦礦封裝技術上實現(xiàn)迭代升級，復合邊框涂層材料、輕質組件封裝材料滿足量產(chǎn)配套，產(chǎn)品技術向上游合成粒子延伸，產(chǎn)業(yè)鏈布局不斷拓寬。儲能、動力電池領域，公司創(chuàng)新性推出鋰電用絕緣涂料，進一步助推新能源新材料國產(chǎn)化進程。

光伏膠膜發(fā)展趨勢

根據(jù)光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2023年，組件封裝材料仍以透明EVA膠膜為主，約占42.5%的市場份額。隨著TOPCon組件及雙玻組件市場占比的提升，共擠型EPE膠膜2023年市場占比提升至27.8%，未來預計其市場占比將進一步增大。

來源：光伏行業(yè)協(xié)會

內(nèi)容資料參考來源：光伏行業(yè)協(xié)會、百佳年代、福斯特、賽伍技術、明冠新材、海優(yōu)新材、斯威克、順風光電等