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ku酷游平台登陆《中国光伏产业发展路线–组件篇
】为引领产业发展方向,引导我国光伏产业健康良性发展,在工业和信息化部电子信息司指导下,中国光伏行业协会、赛迪能源电子发展研究中心已发布六版《中国光伏产业发展路线图》。
在此基础上,我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线 年)》(以下简称《路线 年)》),内容涵盖了光伏产业链上下游各环节,包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。
2022 年,随着下游应用端对于双面发电组件发电增益的认可,双面组件市场占比达到 40.4%。预计到 2024 年,双面组件将超过单面组件成为市场主流。
2022 年,半片组件市场占比为 92.4%。由于半片或更小片电池片的组件封装方式可提升组件功率,预计未来其所占市场份额会持续增大,到 2030 年预计将增长至 94.2%。
目前,市场上电池片互联技术分为红外焊接、导电胶、背接触和其他互联技术,导电胶和背接触是市场上电池片互联技术的新型连接方式(不含铅),其他互联技术主要包含无应力互联、电磁和激光等。
2022 年红外焊接技术为市场主流焊接技术,市场份额约 94.6%;导电胶互联主要应用在叠瓦组件中,市场占比约 4%;背接触互联主要应用在 XBC 和 MWT 组件中,市场占比约 0.4%;无应力互联技术主要应用在异质结电池中,2022 年市场占比约 1%。
由于成本等原因,导电胶及其他新型互联技术应用范围较小,而随着电池技术的不断发展,未来两年内无应力互联技术将保持较快增长,到 2030 年或将成为市场主流。
焊带材料主要分为含铅焊带和不含铅焊带两种。含铅焊带具有成本低、焊接可靠性高、导电性好等优势,仍为当前主要使用的互联方式。2022 年其市场占比达到 99.3%。欧洲等部分国家及地区出于对环保的考虑,要求组件使用不含铅焊带,2022 年市场占比仅为 0.7%左右。
晶体硅太阳电池光谱响应范围为 300-1200nm,减反射镀膜玻璃可以有效降低此波段内太阳光反射损失,提升玻璃透光率。目前,组件厂商考虑到透光率以及成本之间的平衡,对透光率的要求在 93.5%到 94%之间。
2022 年,钢化镀膜玻璃大部分为单层镀膜,透光率与去年变化不大,平均约 93.9%。未来新投玻璃产能基本均采用双层镀膜,透光率可做到 94.4%以上。随着技术进步,透光率仍有一定的增长空间。
目前,市场上正面盖板材料主要有镀膜玻璃、非镀膜玻璃、及其他材料(树脂、有机胶、拥有深度结构的前盖板玻璃等)。其中,拥有深度结构的前盖板玻璃组件主要应用于机场防眩光等特定场所。
镀膜盖板玻璃具有透光率高、表面耐脏污、抗老化性能好等优点,大部分电站以镀膜盖板玻璃为主,2022 年市场占比为 98.8%。未来几年光伏应用场景多样化或将带动一部分其他盖板材料市场增长。
目前,前盖板玻璃厚度主要有 1.6mm、2.0mm、3.2mm 和其他规格,其中厚度为 2.0mm 的玻璃主要用于双玻组件。2022 年,由于市场对双面组件需求的增加,厚度 2.0mm 的前盖板玻璃市场占有率达到 39.7%,厚度 3.2mm 的前盖板玻璃市场占有率下降至 59.3%。同时双玻组件在试用 1.6mm 厚度玻璃,2022 年其市场占有率约 0.5%。随着组件轻量化、双玻组件以及新技术的不断发展,在保证组件可靠性的前提下,盖板玻璃会向薄片化发展,厚度为 2.0mm 及 1.6mm的前盖板玻璃市场份额将逐步提升。
目前,市场上封装材料主要有透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、聚烯烃(POE)胶膜、共挤型聚烯烃复合膜 EPE(EVA-POE-EVA)胶膜与其他封装胶膜(包括 PDMS/Silicon 胶膜、PVB 胶膜、TPU 胶膜)等。
其中,POE 胶膜具有高抗 PID 的性能和高阻水性能,双玻组件通常采用的是 POE 胶膜;共挤型 EPE 胶膜不仅有 POE 胶膜的高阻水性能,同时具有 EVA 的高粘附特性,可作为 POE 胶膜的替代产品,用于双玻组件。白色 EVA 胶膜具有提高反射率的作用,可提高组件的正面输出功率。
2022 年,单玻组件封装材料仍以透明 EVA 胶膜为主,约占 41.9%的市场份额,POE 胶膜和共挤型 EPE 胶膜合计市场占比提升至 34.9%,随着未来 TOPCon 组件及双玻组件市场占比的提升,其市场占比将进一步增大。
树脂粒子主要包含 EVA 树脂粒子和 POE 树脂粒子。2022 年,我国已有多家企业可实现 EVA粒子的量产,在地化供应率已基本达到 60%左右。在未来光伏行业及其他行业的需求驱动下,2027 年我国 EVA 粒子在地化供应率或将进一步提升至 85%以上。
随着近两年 n 型技术的发展加快,POE 粒子的需求加速提升,但 2022 年我国仅有几家本土厂商在进行 POE 粒子的试产,仍没有规模化出货,预计 2023 年也仅有一两家企业投产 POE 粒子产能,在地化供应率预计仅为 0.2%,随着未来 n 型产品市场扩大,POE 粒子生产技术逐渐成熟以及产能的全面铺开,预计2030 年 POE 粒子在地化供应率将提升至 60%以上。
目前,市场上使用的背板主要包括双面涂覆型、涂覆复合型、玻璃及共挤型背板。2022 年,双面涂覆型背板及玻璃背板占行业主流,占比均超过 35%,其次是涂覆复合型背板,市场占比约26.7%。但未来几年,随着双面发电组件市场占有率不断提升,玻璃背板和透明有机背板占比将随之增长。
组件电耗包括生产系统耗电,辅助生产系统耗电量或分摊量,不包含办公区域及生活用电。2022 年组件生产电耗为 1.35 万 kWh/MW,未来几年组件电耗随着电池效率的提升以及组件的大功率化等呈下降趋势。
组件人均产出率主要指产线直接员工的人均产出(不含管理人员)。2022 年,单线组件功率提升,我国组件工厂人均产出率也提升至约 4.7MW/(人·年)。未来随着产线自动化、数字化和智能化水平的提高,以及组件功率的提升,人均产出率将不断增长,到 2030 年有望达到6.5MW/(人·年)。
目前,国内组件生产线设备主要包括焊接机、划片机、层压机、EL 测试仪、IV 测试仪、装框机、打胶机、上下载机械手等,已经全部实现本土化。
2022 年新投产线 万元/MW,同比略有下降。未来随着组件设备的性能、单台产能以及组件功率不断提升,组件生产线投资成本仍会下降。
薄膜太阳能电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,目前能够商品化的薄膜太阳能电池主要包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)等。
当前,全球碲化镉薄膜电池实验室效率纪录达到 22.1%,组件量产最高效率达19.3%左右,产线%;
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池实验室效率纪录达到23.35%,组件量产尺寸最高效率达 17.6%(≥0.72m²,全面积组件效率)左右,组件产线%;
Ⅲ-Ⅴ族薄膜太阳能电池,具有超高的转换效率,稳定性好,抗辐射能力强,在特殊的应用市场具备发展潜力,但由于目前成本高,市场有待开拓,生产规模不大;
钙钛矿太阳能电池,实验室转换效率较高,但稳定性差,目前仍处于实验室及中试阶段。
1、CdTe 薄膜太阳能电池/组件转换效率2022 年我国小面积 CdTe 电池(
2)实验室最高转换效率约 20.6%。CdTe 组件(面积≥0.72m2)量产最高转换效率为 17.2%,量产平均转换效率为 15.5%,2023 年有望达到 16.7%。
铜铟镓锡(CIGS)薄膜太阳能电池,一般采用玻璃材质衬底,也可以采用柔性衬底(如不锈钢箔等)。2022 年我国玻璃基 CIGS 小电池片(≥1cm2孔径面积)实验室最高转换效率为 22.9%。
量产的玻璃基 CIGS 组件(面积为 1200╳600mm2)最高转换效率约 17.6%,平均转换效率(面积为 1200ⅹ600mm²)约 16.5%。柔性 CIGS 小电池片(≥1cm²孔径面积)实验室最高转换效率为 21.7%,柔性 CIGS 组件(≥0.5 m²开口面积)最高转换效率为 18.6%,量产平均转换效率 15%。
未来,在大面积均匀镀膜、快速工艺流程、更高效镀膜设备的开发和本土化、组件效率的提升、生产良率的提高、规模经济效益的发挥等因素带动下,CIGS 薄膜电池生产成本有望进一步下降。
Ⅲ-Ⅴ族薄膜电池由于能隙与太阳光谱匹配较适合,具有较高的理论效率,主要应用于空间高效太阳电池,目前主流技术是金属有机化合物气相外延(MOCVD),及衬底剥离转移技术。
较为成熟的电池结构有晶格匹配的单结 GaAs 电池、晶格匹配的 GaInP/GaAs 双结电池,以及晶格失配的 GaInP/GaAs/GaInAs 三结电池。由于该领域的设备及技术独特性,进行研发的研究机构及企业较少。2022 年,双结电池实验室最高转换效率达到 32.8%,三结电池的研发平均转换效率达到 36%。
钙钛矿太阳能电池因其具有高光电转换效率、材料和制备成本低等优势,具有广泛的应用前景。目前,行业内钙钛矿电池生产大多处于小规模试验阶段,三条 100mw 及以上中试线已经建成,并先后投入运营,首批量产组件已经开始分布式应用实践。
近几年来,学术与工业界的研究人员通过不断优化钙钛矿太阳能电池的配方和工艺,一定程度上提升了钙钛矿电池的稳定性。目前,小电池片实验室最高转换效率为 25.6%,玻璃基小组件最高转换效率为 22.4%(26.02cm²)。处于小规模试验线量产阶段的玻璃基组件中试最高转换效率达到 18.2%,实验室柔性组件最高转换效率为 20.2%(12.1 cm²)。ku酷游官网入口