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那些曾受制于人的光伏材料,如今都怎么样了?

   2023-12-27 粉体网55140
核心提示:下面就让我们一起来看一下光伏行业容易被“卡脖子”的环节吧。

回顾光伏产业的发展历史,这十几年来中国光伏先后经历追赶、并跑、超越等过程,实现华丽转身。当前,我国光伏产业无论是市场规模、技术水平,还是生产制造和产业链完善程度均处于全球第一。虽然我国光伏行业取得了骄人的成绩,但是在某些材料领域我们曾或多或少的受到国外制约,下面就让我们一起来看一下光伏行业容易被“卡脖子”的环节吧。

高纯石英砂

石英坩埚是由高纯石英砂通过模具定型,使用电弧法高温制作而成,具有耐高温、使用时间长、高纯度等特点,主要是用于半导体与太阳能拉制单晶硅棒的辅助性耗材。

在单晶硅生产中,石英坩埚是一次性使用的熔硅和晶体生长的关键材料,对单晶硅的生产成本和产品产量质量都有直接的影响。

我国用于单晶硅生产的石英坩埚通常采用双层或三层结构,石英砂的纯度会直接影响硅棒拉晶质量。

石英砂纯度越低,在高温熔制过程中越容易产生黑点气泡。用作内层砂时,长时间处于高温环境下会使石英坩埚内壁所含气泡受热释放,从而影响到单晶硅片生产的稳定性和成功率。

因此内层砂对石英砂的纯度要求更高,价格也更高,然而受矿源和技术的影响,我国石英坩埚用内层砂等高纯石英高端产品仍需要从美国、挪威等进口。

作为石英坩埚的主要原材料,高纯石英砂的短缺将直接导致石英坩埚的产量受限,进而影响单晶硅的拉晶数量。

随着光伏装机量的不断增长,石英坩埚需求量与日俱增,在供需矛盾下,高纯石英砂需求缺口有望进一步扩大,或将成为光伏行业新的“卡脖子”环节。

光伏胶膜:POE

光伏胶膜作为光伏组件的部分材料之一,主要作用是将光伏电池片、光伏玻璃和背板粘结在一起,在保证组件透光性能前提下可隔绝外界水汽,延长光伏组件寿命,保护电池片,并将其封装成可以输出直流电的光伏组件。

光伏胶膜主要分为EVA胶膜、POE胶膜、EPE胶膜等。其中POE胶膜具有阻水性能和电绝缘性能优异、透光率高、耐老化性能好等特点。N型电池普遍需要抗电势诱导衰减更强的胶膜,POE尤为适用。

市场上光伏级别POE胶膜主要是乙烯-1-辛烯或乙烯-1-丁烯无规共聚物,多用于太阳能单玻、双玻组件的封装,双玻组件无边框结构使POE的应用更有技术优势。

当前,N型电池对抗电势诱导衰减性能具有更高要求,对胶膜的技术升级提出了新要求。

POE胶膜或共挤型POE胶膜以相对优异的抗电势诱导衰减性能,有望率先为TOPcon组件配套,用量也会不断增长。钙钛矿电池对水蒸气尤为敏感,也必须使用POE作为封装材料。

国外公司对生产POE粒子所需催化剂进行了专利保护,并封锁了原料高碳烯烃的生产工艺技术,限制技术转让。

目前,我国POE树脂完全依赖进口,陶氏化学约占42%左右的市场份额,其他主要生产商包括埃克森·美孚、北欧化工、三井化学、韩国LG集团、SK集团和沙特基础工业公司等。

国内万华化学、中石化、鼎际得、荣盛石化、卫星化学等企业纷纷布局POE,但目前大部分处于中试装置或更早期的阶段。

跟踪支架

光伏电站的发电量取决于接受的太阳光辐射量,即取决于光伏组件与太阳光的角度。

光伏支架作为光伏支撑结构主要起到固定和支撑光伏组件的作用,用来保持光伏组件与太阳光的入射角度,确保光伏组件能够更多地接收到太阳的辐射,目前国内常见的光伏支架有固定式支架、单轴跟踪式支架、双轴跟踪式支架三种。

目前,固定支架在中国占据主流地位,海外市场则是跟踪支架渗透率较高。

近年来,随着跟踪支架可靠性提升,造价成本降低,以及光伏平价上网趋势倒逼电站投资者更重视发电效率等因素,新兴光伏市场,特别是亚太、中东、澳大利亚及非洲,跟踪支架的需求快速提升。

但是从跟踪支架全球市场整体格局来看,跟踪支架市场集中度高,目前主要以国外厂商主导。

据相关数据,以美国为代表的成熟市场,跟踪支架的渗透率较高,接近80%;而国内市场方面,跟踪支架仅处于发展萌芽期,目前市场渗透率不足20%。

纵观全球跟踪支架市场格局,欧美企业占据主动,中国企业处于追赶者角色,市场份额不高,但增长潜力明显更优于欧美企业。

具体而言,全球前十大跟踪支架企业中,中国企业仅有中信博与天合光能两家,市场份额分别约为8%和4%。但是随着国内跟踪支架逐渐被下游客户认可接受,近年来我国跟踪支架龙头企业从控制到驱动系统已经形成了完整的供应链渠道。

经营模式上,国内支架企业采用研发设计+生产制造的一体化模式,更具品控和成本优势。在技术方面,我国跟踪支架龙头企业技术上的差距正不断与欧美顶尖企业缩小。

低温银浆

光伏银浆是电池片电极的核心材料,占电池片非硅成本比例约33%,其性能直接影响电池的转换效率。按技术路线及工艺流程分类,光伏银浆可分为高温银浆及低温银浆。

目前P型电池及N型TOPCon电池主要使用高温银浆,而HJT电池则由于非晶硅薄膜含氢量较高等特有属性,要求生产环节温度不得超过250℃,因此,HJT电池的发展与低温银浆的技术、生产成本等因素息息相关。

目前,高温银浆基本实现国产化,低温银浆国产化不足。

当前各电池技术路线中除HJT电池使用低温银浆外,其他电池路线均使用高温银浆。高温银浆作为光伏银浆市场主体,早期杜邦、贺利氏、三星SDI等海外巨头公司凭借技术和资金实力,率先抢占了全球高温银浆市场的绝大多数份额,但近年来已出现了明显的国产替代趋势。

在国产企业替代浪潮中,帝科股份、苏州固锝、聚和材料率先“突围”。目前银浆的国产化率处于上升过程中,已经打破了境外厂商垄断的局面。

另一方面,由于当前HJT电池渗透率较低,低温银浆市场规模较小,而原材料又受日本厂商限制。

低温银浆需要同时满足印刷和固化工艺要求,需要额外的固化剂作为原料,并且混合工序的工艺控制比高温银浆更加严苛。

全球范围内低温银浆主要供给方为日本京都电子,我国主要厂商为苏州固锝,低温银浆国产率较低,国产化尚处萌芽阶段。

EVA光伏料

EVA广泛应用于光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆、热熔胶、涂覆料、农膜等领域。

其中,发泡鞋材、热熔胶及农用膜是EVA的传统应用领域,随着新能源产业在我国的快速发展,自2021年后,光伏胶膜已成为我国EVA消费量最大的应用领域。

由于光伏级EVA生产壁垒高、扩产周期长、转产限制多,能够生产光伏级EVA的企业屈指可数。截至2021年底,只有斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑三家企业能稳定生产光伏级EVA树脂,合计产能约为30万吨/年。

相比之下,同期国内光伏级EVA消费量达到80万吨,进口依赖度超过60%。

2022年,作为光伏胶膜核心原料,光伏级乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA粒子一度因供应不足而“涨至天际”,成为影响光伏产业发展的瓶颈。

也正是在此背景下,国内掀起了EVA项目建设热潮,如今伴随国内产能的提升,EVA市场供应相对充裕。

结语

中国光伏产品在国际市场上具有较强的竞争力和影响力,但也面临着一些困难和压力,因此中国光伏产业必须抓紧核心技术和产业链、供应链的“命门”,不断克服短板,真正实现可持续发展。

 
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