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2019-23年全球光伏背板市规模将增长近21亿美元

文章来源:未知时间:2019-03-29 点击:


2019-23年全球光伏背板市规模将增长近21亿美元


Technavio日前发布报告称,2019-2023年期间,全球太阳能光伏背板市场规模将增长近20.8亿美元,复合年增长率接近17%。然而,由于同比增长下滑,预计市场增长势头将减速。

   由于发电的竞争价格,各国政府提供的补贴以及有利的监管,全球可再生能源部门的增长显着。这将推动太阳能发电装置增加,从而刺激对太阳能光伏背板的需求。

   预测期内,薄膜太阳能光伏组件在建筑一体化光伏(BIPV)中的使用由于其灵活性而增加。BIPV系统提供高功率产生,因为这些系统最大化接收太阳能电池板的表面积。

   此外,薄膜太阳能光伏模块需要具有高电池效率的背板,包括诸如改善的介电强度,反射率和耐久性的特性。背板需要在不平坦的结构上贴合,以提高模块的灵活性,并提供高蒸汽屏障,以实现薄膜太阳能光伏组件的高效性能。因此,薄膜太阳能光伏模块的低成本优势和提高的转换效率增加了太阳能装置,这直接有助于全球太阳能光伏背板市场的增长。

   “微电网的采用和实施,太阳能发电成本的下降以及亚太地区可再生能源的重点转移将对该地区太阳能光伏背板市场的增长做出重大贡献。”Technavio的一位分析师表示,微电网的采用将主要由印度,印度尼西亚和菲律宾等发展中国家的农村电气化计划推动。

   在电网相对不稳定的地区,微电网在保护消费者免受停电方面发挥着重要作用。微电网可以自主运行或与传统电网并行运行,并且更加可靠,因为它们不受主电网断电的影响。

   同时,它们还降低了将电网扩展到远程的成本,并且还可以使用诸如太阳能和风能的可再生能源来发电。微电网的普及率的提高将增加对太阳能光伏背板的需求,这将有助于市场的增长。

晶体硅太阳电池组件是由玻璃、EVA、电池片、背板、边框等材料组成,按照玻璃—EVA—电池片—EVA—背板的顺序封装成“三明治”结构。作为光伏组件背面的“防护墙”,背板是光伏组件的重要组成部分,不仅起到封装的作用,同时还要保证光伏组件内部电池不受到环境的影响,确保光伏组件25年的使用寿命。本文将对太阳能电池背板材料、结构的现状以及发展趋势作一简单回顾与分析。 
  光伏背板的类型及优缺点
  不像其他光伏零部件材料,光伏背板可谓五花八门,无论是从背板整体结构划分还是从背板组成材料来看,都让组件制造商在采购背板材料时感到“眩晕”。目前,光伏背板按照组成结构划分可以大致分为五类:FPF,FPX,PPX、PA与单层PET结构。其中F为含氟材料,包括氟薄膜(PVF、PVDF、THV、ETFE等)与氟涂料(改性PTFE);P为双向拉伸工艺制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET);X为内层粘接材料,包括聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)和尼龙(PA);PA指尼龙塑料,可用其直接单独制成非氟背板。这些结构层之间几乎都要使用胶粘剂进行粘合,通过复合工艺制备成型,以此保持25年的层间粘接,并确保发电过程中无任何缺陷,目前来看,胶黏剂依旧是背板材料中的薄弱环节。
  昔日独领风骚,今朝有待观察,曾经的背板市场一度主要被杜邦占领,只因杜邦是Tedlar的制造商与供应商。人们熟知的TPT结构,即Tedlar//PET//Tedlar结构,成为背板经典。然而,当下越来越多的组件制造商开始放弃TPT结构的产品,因为比TPT结构更低价更高效的光伏背板产品纷纷涌向市场。从杜邦第一款进入光伏市场的产品PVF 2001到目前已开发应用的第三代产品PVF 2400,在这30多年间,整个光伏背板市场发生了翻天覆地的变化。
  PVF(聚氟乙烯)
  PVF薄膜是一种很好的材料,结构稳定,并具有十分优异的耐环境老化特性,美中不足的是薄膜表面较易出现针孔,且薄膜的水汽阻隔能力也较差。另外,PVF材料本身含氟量低,PVF薄膜需要有足够的厚度来保证其性能。20世纪80年代早期,NASA首次在光伏组件中使用了杜邦公司生产的Tedlar,用以研究标准、安全及可靠的光伏组件结构,不过,受制于产能有限及其他一些因素,光伏电池背板生产企业也采用了其他材质的薄膜来代替Tedlar薄膜生产背板。
  PVDF(聚偏氟乙烯)
  相比于PVF薄膜一家垄断的局面,PVDF薄膜的生产商就遍地开花了,国外生产商主要有法国的阿科玛公司、韩国SKC公司、日本的吴羽公司等。PVDF是使用量第二大的氟塑料,其熔点和分解点相差大,可以使用热塑性塑料加工方法进行加工,较成熟的制膜技术是使用吹膜的方法。阿克玛公司拥有专门应用于吹膜的高融体强度级别PVDF树脂,能吹出厚度仅5μm的薄膜。PVDF的最大弱点在于成膜性较差,需加入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为增塑剂以提高其成膜性,但PVDF加入PMMA后会影响薄膜的抗老化性能。国内外的一些高校,如北京化工大学、澳大利亚Leoben大学等对PVDF材料进行了大量的研究,发现含PMMA(10%~20%)的PVDF薄膜经过1000~2000h湿热老化后薄膜破损严重。欧洲一家公司在中国大力推广其生产的PVDF薄膜,该薄膜为三层结构(PVDF//PMMA//PVDF),尽管该公司提供的数据表明耐候性良好,但从红外图谱发现该薄膜含有大量的PMMA的成分,特别是中间层PMMA—PVDF合金中的PMMA含量,大大超过PVDF含量,所以该产品的实际耐候性如何,需要时间考验。此外,PVDF薄膜在TD方向的拉伸强度及断裂伸长率也很难保证。
  国内生产商主要有海优威公司、杭州福膜、歌瑞公司、佛塑等,其中海优威公司的PVDF薄膜由PVDF、无机颜料和功能性添加剂组成,为单层结构,整个薄膜内外材料均一,白色薄膜能百分之百遮蔽紫外线,经2000h的紫外老化测试,薄膜的老化性能下降可以忽略不计,其他性能完全可以满足光伏电池背板对氟塑料薄膜的各种要求。
  THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)
  THV是美国Dyneon公司在20世纪80年代开发的一种新型含氟材料,应用在3M公司的BBF背板上,也是目前唯一的生产厂家,现Dyneon公司已作为3M的子公司开始运作。THV是目前市场中最柔软的氟塑料,当和其他材料复合成多层结构时,柔韧性非常突出。THV的另一个重要特点是本身容易粘接,无须表面处理就能与其他材料粘接,背板的复合制作工艺和用硅胶粘贴接线盒都十分简便,特别适用于对背板要求柔软的场合。
  ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)
  日本旭硝子株式会社研发的ETFE薄膜,由原料到薄膜完全自产,具有良好的耐候性和化学稳定性,不过市场用量并不多,国内背板生产企业,如乐凯公司,有在批量使用。
  ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)
  ECTFE由杜邦公司在1946年开发成功,目前商品化的产品只有苏威等极少数公司能提供。ECTFE是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物,具有典型的氟塑料的耐化学腐蚀性能,没有一种溶剂在120℃下能侵蚀ECTFE或使其应力开裂,而且具有很高的耐候性和阻隔性。在商品化光伏电池背板中,美国的霍尼韦尔公司生产的PowerShield 3W背板产品就是使用的ECTFE这种材料作为外层的耐候材料。
  PTFE(聚四氟乙烯)、FEVE(氟乙烯与乙烯基醚共聚物)
  PTFE、FEVE背板多采用涂覆法制备,大部分由国内江浙一带企业生产。背板采用氟碳涂料涂布到PET薄膜上,替代氟塑料薄膜,具有较好的经济性及较短的生产周期。
  单层PET背板
  此类背板多采用经过特殊处理的PET,多见于日本公司生产的产品,如东丽、三菱等。
  PA(聚酰胺)
  此类背板就不细说了,常见的有奥地利的老牌背板公司Isovoltaic以及在市场上开始有动作的背板企业索拉菲斯。
  国内光伏行业在政策的推动下,越来越受到关注,而大型光伏项目通常需要进行项目融资来筹措资金,光伏组件必须保证25年的使用寿命,才能使投资方觉得项目具有可融资性。前几年,非氟材料横行市场,目前已逐渐开始出现质量问题,我不是说非氟材料不好,至少,有氟的保护,才让人放心,这个行业太脆弱了,需要从业者严格把关并悉心呵护。好在市场已经回归理性,“含氟才可靠”的号角已经吹响,最近三年,非氟背板的市场份额逐年递减,今年预计会跌至15%以下,未来,双面氟结构背板将主导市场。
  后起之秀发力,还看民族品牌,今天的国内光伏背板市场,不再是伊索、康维明、SFC等国际背板生产商的天下,业界很欣慰的看到国产背板生产商正在崛起,中来、赛伍、明冠、乐凯,这些年轻的公司,已经打破背板依赖国外进口局面,明天,他们将在中国背板国产化之路上越走越远。

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