太阳能电池组件原料市场调研报告及前景分析

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1太阳能电池组件原料市场调研报告资料来源:中国光伏网、全球光伏网、中塑在线、中国塑料加工工业协会、全球塑胶网、中新网、新华网、百度百科、百度文库、太阳能光伏产业网以及光伏产业相关企业网站第一章太阳能发展现状及前景分析伴随着中国社会经济的持续发展,环境保护的呼声越来越高,低碳、环保、节能、减排成为与时俱进的词汇,也是社会各界人士关注的焦点。另外,在经济发展迅速的背景下,煤炭和石油等能源资源日渐枯竭,人类的能源需求逐步转移到可再生环保方面,太阳能作为其中的佼佼者,受到的关注度日益高涨。太阳能具有安全、干净、不会枯竭等优点,不会威胁人类身体健康和破坏环境这两个特点使得太阳能成为最为理想的新能源,而且因不受地理环境限制、技术发展相对成熟、可永续利用等特质,已经成为全球优先发展的绿色能源。1.太阳能概述太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种。中国于2010年12月6日宣布,计划对太阳能发电给予新的重要补贴,使该行业在2012年后可以每年1GW的速度增长。国家财政部表示,政府将创建13个可再生能源工业区,并为中型太阳能项目所需的关键设备提供50%的补贴。预计在太阳能新政出台后,中国太阳能发电能力将从2011年2,000MW提高到2020年20,000MW。中国工业硅产量全球第一,多晶硅产量突破万吨,硅片加工规模2达到世界级,电池/组件的产能和产量都稳居世界第一,随着未来欧美国家FIT(太阳能发电上网电价补贴政策)的不断下调,中国在全球光伏产业中的地位将不断得到提高和巩固。目前,中国太阳能光伏产品约98%销往国外市场。但2010年中国多晶硅原材料进口比例高达50%,预计今年会降至30%~40%。目前多晶硅的生产成本是20美元/公斤~50美元/公斤,还处于供应紧张的情况。不过这种局面不会持续太久,2010年12月31日随着工信部等部门联合发布的《多晶硅行业准入条件》当日生效,必将带来光伏行业重新洗牌。国家正在组织制定的“十二五规划”也将会扶持优秀的光伏企业,比如英利、尚德、LDK,并促成企业形成产业联盟、产权合作的局面。政策助推产业发展纵观近几年国家出台的光伏政策,都是有利于产业发展的,国家住建部、科技部、财政部、能源局等部委都联合出台过利好于光伏产业的政策。例如,2009年住建部联合财政部颁发的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》;财政部与科技部、能源局联合印发的《关于实施金太阳示范工程的通知》;2010年2月,财政部、科技部、住建部和能源局等四部门对金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程的组织和实施进行动员部署,并公布了首批13个光伏发电集中应用示范区名单等等。这些政策都是在为光伏产业的快速发展保驾护航。第二章太阳能电池组件概况3具有外部封装及内部连接,能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池组合装置,就叫太阳能电池组件,即多个单体太阳能电池互联封装后成为组件。太阳能电池组件分为晶硅板和非晶硅板两大类,其中:晶硅板又分为单晶硅板和多晶硅板。晶硅板由玻璃+EVA+硅太阳电池片+EVA+TPT/TPE五层组成;非晶硅板的组成分为两种:1.玻璃+EVA+玻璃;2.玻璃+EVA+TPT(分两次固化)。本研究报告主要涉及晶硅板组件(见图1),按工艺顺序其层压结构为:1.钢化玻璃。其作用为保护发电主体(如电池片),其选用要求为:透光率必须高(一般91%以上)、超白钢化处理。2.EVA胶膜。用来粘结固定钢化玻璃和发电主体,透明EVA胶膜的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA胶膜易老化发黄,从而影响组件的透光率及发电质量。除EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也非常大,如EVA交联度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘结强度不够,都会一起EVA提早老化,影响组件使用寿命。3.发电主体。主要作用就是发电,市场上主流的发电主体有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能电池片两种。两者各有优劣,晶体硅太阳能电池片:设备成本较低,但消耗的电池片成本很高,其光电转换效率高;薄膜太阳能电池片:设备成本相对较高,消耗的电池片成本很低,光电转换效率是晶体硅电池片的60%左右,但其弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电。由于单片电池片发电效率低,功率只有3W,4因此发电主体通常由多片电池片串联而成。4.EVA胶膜。主要作用是粘结封装发电主体和背板。5.背板。其作用是密封、绝缘、防水,材质必须耐老化,厂家一般用TPT或TPE材质。在太阳能电池封装行业,玻璃、铝框、硅胶由于技术含量不高,都能国产化,质保都可达到25年。但封装用的EVA胶膜有50%需从海外进口;封装背板的进口量占总量更是高达90%。本报告将分别着重分析EVA胶膜以及TPT背板。图1太阳能电池组件第三章EVA概况及市场调研太阳能电池胶膜是用EVA为主要原料,添加各种改性助剂充分混合后,经生产加工设备加热流延挤出成型的薄膜状产品,生产工艺见图2。该产品在常温下无粘性,便于裁切分割操作。由于EVA树脂的特点是具有良好的柔软性,橡胶般的弹性,在-50℃下仍能够具有良好的可绕性、透明性和表面光泽性,化学性质稳定,抗老化和耐臭氧强度好,无毒性,经加热加压发生联固化与粘接增加反应,因此它5是太阳能电池组件理想的封装材料。封装时,先裁切所需尺寸的胶膜,按玻璃-EVA胶膜-硅太阳电池板-EVA胶膜-TPT/TPE叠合于铝合金框内;然后,放在层压机内加热、加压、抽真空;最后,放入设定温度的固化炉中恒温所需时间即可。图2EVA胶膜生产工艺图EVA胶膜用于太阳能电池组件的封装,具有如下性能特点:(1)高透光率,提高组件的光电转化效率;(2)合理的交联度,保证组件良好的稳定性和可使用寿命;(3)卓越的耐紫外老化性能和优秀的耐湿热老化性能,保证组件在户外长达25年的使用寿命。(4)极低的收缩生产率,保证电池组件尺寸稳定性和一致性;(5)对各种背板和玻璃有较强的粘接性能,保证组件安全高效运行。一、EVA概况及其应用乙烯—醋酸乙烯共聚物(简称EVA)是由乙烯(E)和醋酸乙烯6(VA)共聚而成。该共聚反应,很早就有人加以研究,1956年,美国杜邦公司以Elvax的商品名称推向市场,其柔软性、强韧性、耐应力开裂性和透明性都优于聚乙烯,引起了市场人士的强烈关注。EVA是一类具有类似橡胶弹性体的热塑性塑料,其性能与VA含量及熔融指数(MI)有很大关系:当MI一定,VA含量增高时,其弹性、柔软性、粘合性、透明性、溶解性提高,VA含量降低则接近聚乙烯的性能:刚性变大、耐磨及电绝缘性上升;若VA含量一定,MI增加,则软化点下降而加工性及光泽性改善,但强度低;反之MI降低,则分子量增大,能提高它的耐冲击性及应力开裂性。EVA按VA含量可分为3类,详见表1。通常所称的EVA产品主要是指树脂。表1EVA基本分类分类VA含量用途EVA树脂5%~40%主要用来对聚乙烯改性、制造电线电缆料、薄膜以及其他成型制品或混合料等EVA弹性体40%~70%主要用作橡胶弹性体、PVC改性剂及汽车工业部件等EVA乳液70%~95%主要用作粘合剂及涂层、涂料与聚乙烯相比,EVA树脂由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。EVA性能优良,可用于注塑、挤塑、吹塑、热成型、发泡、涂覆、热封、焊接等成型加工。目前,国外EVA树脂7大多数是在LDPE装置上生产的,可同时切换生产LDPE;国内外EVA产品的生产工艺主要有4种:高压法连续本体聚合、中压悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。EVA树脂的几种主要用途见表2及图3。表2不同VA含量的EVA树脂的主要用途VA含量用途1%~6%通用性薄膜(农膜、冷冻食品袋、冰袋等)6%~15%农膜、吹塑、挤出层压、发泡成型、注塑、拉伸包装、电线电缆15%~20%农膜、黏合剂、涂层、挤出、挤出层压、发泡鞋材、热熔胶20%~35%挤出、注塑制品、制备热熔黏合剂、蜡基涂料、地毯背衬、与其他聚合物共混/接枝35%~45%聚合物掺混/接枝物、涂层、热熔黏合剂EVA发泡热熔胶膜料鞋材等玩具坐垫等印刷装订卫生制品等服装制鞋建筑等农膜食品包装膜医用膜等涂覆护卡膜电缆太阳能电池封装材料电线电缆特殊电缆护套等EVA胶膜8图3EVA主要下游行业从国内EVA下游应用领域分布来看,发泡料占比63%(见图4),而鞋材是其中最主要的应用领域,广东、福建是国内运动鞋、拖鞋的最主要生产基地,尤其是广东的东莞、中山,福建的泉州、晋江等地,大小鞋厂密集,消耗EVA数量巨大,两地仅鞋材上的EVA消费量就占国内EVA总量的60%左右。图4国内EVA使用领域分布63%3%15%4%5%2%6%2%发泡太阳能热熔胶涂覆电缆注塑薄膜其他近年来,随着中国EVA下游工业蓬勃发展,EVA树脂的需求量不断增加。2008年,由于受全球性金融危机的影响,EVA树脂的表观消费量几年来第一次下降。(见表3)表32005—2008年中国EVA表观消费量单位:kt/a年份产量进口量出口量表观消费量200548.2472.08.0512.22006112.0441.016.0537.02007186.0427.224.0589.22008180.4363.736.0528.19我国EVA于70年代进行了中压法和高压法的研究,北京有机化工厂于70年代末完成了中压法20吨/年的中试鉴定。80年代大庆石化总厂和上海石化总厂引进的LDPE装置上可兼产EVA树脂,但由于VA原料紧张以及LDPE市场的供不应求,加上兼产EVA树脂技术上的问题使生产不稳定,所以这些装置兼产EVA树脂的数量很少。目前,我国EVA主要生产厂家有北京东方石油化工公司(原北京有机化工厂)、燕山石化、大庆石化、上海石化、北京化工厂、四川维尼纶厂等。其中北京有机化工厂4万吨/年EVA生产装置引进意大利埃尼公司技术,1994年建成投产,可生产14个品种,填补了我国无EVA树脂工业化生产装置的空白,经过2005年的扩能和扩建,公司年生产能力达到6万吨。扬子巴斯夫公司20万吨/年的EVA生产装置与2006年建成投产,缓和了我国EVA供不应求、严重依赖进口的局面。2008年12月,由燕山石化所属北京华美聚合物有限公司与杜邦中国有限公司合资建设的6万吨/年EVA生产项目顺利开工。2010年国内EVA树脂产能份额见图5。图52010年国内EVA树脂产能份额对比19%19%62%燕山石化北京有机扬子巴斯夫102005年以前,国内EVA树脂生产能力有限,进口依存度较高,一般维持在90%以上的水平。伴随着扬子巴斯夫EVA装置2005年的投产,EVA进口依存度有所下降。但近年来,中国仍需要进口大量EVA树脂以满足快速增长的需求,见图6。图62004-2009年中国EVA树脂进出口对比(单位:万吨,%)二、EVA胶膜行业现状随着中国光伏市场的快速发展,太阳能电池组件EVA胶膜市场得到了空前的发展,许多企业纷纷投入和进入这一市场,但由于起步晚,技术能力有限,更多的是依靠独特的劳动力成本优势,生产低端、性能不稳定的EVA胶膜,最终可能的结果是EVA胶膜产能过剩和短缺共存的状况。市场数据显示,目前国内太阳能电池封装EVA胶膜生产厂家,主要有杭州福斯特、温州瑞阳、深圳斯威克、浙江德斯泰、宁波威克丽等企业,EVA胶膜原材料生产厂商主要有北京有机化工、北京华美、南京扬巴石化、燕山石化、四川维尼纶厂等企业。(一)国内主要EVA胶膜生产商简介111.宁波威克丽特功能塑料有限公司。2010年12月,公司太阳能电池EVA胶膜项目顺利投产,将使威克丽特公司形成年产1万吨EVA母粒、2千吨EVA胶膜的生产能力。2.杭州鑫富节能材料有限公司:EVA产品于2010年开始正式投产。目前已经10条生产线正式投产,计划到2011年完成30条生产线的投资。目前公司产品已经取得了UL、TUV认证,通过了大部分国内知名组件企业的检测。3.杭州新子光电材料有限公司:EV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