我國(guó)在《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中已明確提出，到2025年，可再生能源消費(fèi)的總量要達(dá)到一次能源消費(fèi)的18%；可再生能源的年發(fā)電量要達(dá)到3.3萬(wàn)億千瓦時(shí)左右，其中風(fēng)電和太陽(yáng)能的發(fā)電量要實(shí)現(xiàn)翻番。
近年太陽(yáng)能（光伏）行業(yè)發(fā)展情況
全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量從2017年的372.2GW增加到2021年的約918.8GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率為25.3%。
其中，中國(guó)一直是全球光伏行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。2017年，中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量?jī)H為131.3GW，但隨著光伏發(fā)電技術(shù)的越趨成熟，以及應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，中國(guó)累計(jì)光伏發(fā)電的裝機(jī)容量在2021年增至308.8GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率為23.8%。
未來(lái)，隨著不斷提高的成本競(jìng)爭(zhēng)力和有利的政策，預(yù)計(jì)2022年到2026年，全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量將從1132.3GW增至2400.7GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率為20.7%；其中中國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)容量將從372.5GW增至721.5GW，年復(fù)合增長(zhǎng)率為18.0%。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是不需要傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)等部件。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括太陽(yáng)電池組件、逆變器和控制器三部分。
太陽(yáng)能電池組件是光伏產(chǎn)業(yè)鏈條中位于光伏電池和光伏系統(tǒng)之間的下游環(huán)節(jié)，是最小有效發(fā)電單位，也是最主要的關(guān)鍵核心產(chǎn)品。
根據(jù)TrendForce公司發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022年全球前六大太陽(yáng)能電池組件制造商的出貨量約為205～211GW，占全年270GW需求的76%～78%。其中，隆基、天合光能和晶科能源的出貨量均超過(guò)40GW。
據(jù)索比太陽(yáng)能光伏網(wǎng)（SOLARBE）的統(tǒng)計(jì)，2022年光伏組件出貨Top10公司出貨量合計(jì)已超過(guò)240GW，同比增長(zhǎng)60%左右，在全球光伏組件需求中的占比提升到90%以上（2021年為75%以上）。2022年全球太陽(yáng)能電池組件出貨排名：
2022年全球太陽(yáng)能電池組件出貨排名
| 2021年全球十大組件出貨企業(yè) |
| 排名 |
企業(yè) |
| 第一 |
隆基股份 |
| 第二 |
天合光能 |
| 第三 |
晶澳科技 |
| 第四 |
晶科能源 |
| 第五 |
阿特斯太陽(yáng)能 |
| 第六 |
東方日升 |
| 第七 |
美國(guó)第一太陽(yáng)能 |
| 第八 |
尚德太陽(yáng)能 |
| 第九 |
韓華新能源 |
| 第十 |
正泰太陽(yáng)能 |
領(lǐng)先的前四家均為中國(guó)企業(yè)；前十中，只有“第一太陽(yáng)能”是美國(guó)公司；阿特斯雖然為加拿大企業(yè)，但實(shí)際為中國(guó)人控制且主要工廠在中國(guó)；韓華是韓國(guó)公司，但其主要工廠也在中國(guó)。中國(guó)太陽(yáng)能電池組件的產(chǎn)能和出貨量已經(jīng)占據(jù)全球絕對(duì)領(lǐng)先地位。
太陽(yáng)能電池組件的構(gòu)成有九大核心部分，即：電池片、互聯(lián)條、匯流條、鋼化玻璃、EVA、背板、鋁合金、硅膠和接線盒等。
其中，太陽(yáng)能電池背板是重要封裝材料之一。
太陽(yáng)能電池背板具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性等性能，其位于太陽(yáng)能電池板背面，對(duì)電池片起保護(hù)和支撐作用。
圖1 太陽(yáng)能電池組件結(jié)構(gòu)圖
雖然太陽(yáng)能電池背板的成本僅占組件整體成本的5%左右，但其對(duì)于保證太陽(yáng)能電池組件整體質(zhì)量的可靠性及保證其有效年度的老化性具有至關(guān)重要的作用。
太陽(yáng)能電池組件的設(shè)計(jì)壽命通常為25年，它的運(yùn)行可靠性對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行至關(guān)重要。
太陽(yáng)能電池背板具有可靠的絕緣性、阻水性和耐老化性，是保護(hù)光伏組件的首要屏障，在戶外應(yīng)用環(huán)境下能夠有效防止電池片的氧化。
若太陽(yáng)能電池背板不能滿足多變的外部環(huán)境考驗(yàn)，而出現(xiàn)龜裂、脫層、黃變和起泡等質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而造成太陽(yáng)能電池組件的脫落、電池片移滑、電池有效輸出功率大幅降低等問(wèn)題，則太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性、可靠性與耐久性就不能得到保障，在極端情況下，還會(huì)造成更大的事故和損失。
按照生產(chǎn)工藝類型，太陽(yáng)能電池背板有以下兩種分類：
復(fù)合型背板：在PET薄膜的兩面將氟膜或膠膜等材料進(jìn)行復(fù)合成三層結(jié)構(gòu)，通常有TPT、KPK、TPE、KPE等結(jié)構(gòu)；
涂布型背板：在PET薄膜的兩面進(jìn)行氟樹(shù)脂涂布，再經(jīng)過(guò)干燥而固化成膜，即CPC（FPF）結(jié)構(gòu)；另外，也有一面復(fù)合一面涂布的背板類型，如TPC、KPC結(jié)構(gòu)、PC結(jié)構(gòu)等。
在復(fù)合型太陽(yáng)能電池背板中，氟膜材料一直是太陽(yáng)能電池背板所采用的主流材料，其中又主要分為T膜和K膜兩種。T膜即Tedlar氟膜，是美國(guó)杜邦公司獨(dú)家生產(chǎn)的一種PVF氟膜，因?yàn)槠涑杀据^高，此類型的背板占比在逐漸下降；K膜指的是PVDF膜，PVDF膜最先由法國(guó)Arkema公司商品化并用于光伏背板，但目前中國(guó)杭州福膜已成為全球最大的生產(chǎn)廠家。其他氟膜如ETFE、ECTFE、THV也曾用于背板，但目前已經(jīng)很少有應(yīng)用了。
太陽(yáng)能電池背板發(fā)展的最新趨勢(shì)
隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，太陽(yáng)能電池背板技術(shù)也得以加速更新，太陽(yáng)能電池背板在原材料、生產(chǎn)工藝和技術(shù)路線等方面都發(fā)生了很大的變化。
經(jīng)過(guò)分析匯總，太陽(yáng)能電池背板主要有如下最新發(fā)展趨勢(shì)：
在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期，太陽(yáng)能電池背板的供應(yīng)被海外知名品牌所控制，主要有美國(guó)Madico和3M，日本的凸版印刷、東洋鋁業(yè)、富士、DNP和東麗等，意大利的Coweme（康維明）、德國(guó)的Krempel（肯博），韓國(guó)的SFC，中國(guó)臺(tái)灣省的臺(tái)虹和奧地利的Isovoltaic（伊索）等。
中國(guó)的太陽(yáng)能電池組件企業(yè)每年都花費(fèi)較高的成本大量進(jìn)口國(guó)外背板。
隨著中國(guó)光伏技術(shù)的快速發(fā)展和革新，中國(guó)的太陽(yáng)能電池背板廠家不斷發(fā)展壯大，目前已經(jīng)居于全球行業(yè)領(lǐng)先地位，有代表性的主要有：蘇州中來(lái)光伏新材股份有限公司、蘇州賽伍應(yīng)用技術(shù)有限公司、杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司、樂(lè)凱膠片股份有限公司和明冠新材料股份有限公司等。
2022年我國(guó)的太陽(yáng)能電池背板行業(yè)產(chǎn)能達(dá)到12億m2，覆蓋220~240GW組件制造，全球90%以上的光伏背板產(chǎn)自我國(guó)，“全球背板看中國(guó)”已成為光伏行業(yè)一道亮麗的風(fēng)景線。
海外品牌除Coweme（康維明）、德國(guó)的Krempel（肯博），韓國(guó)的SFC等外，其他品牌均已陸續(xù)退出光伏產(chǎn)業(yè)。
由于市場(chǎng)對(duì)“平價(jià)上網(wǎng)”的持續(xù)強(qiáng)烈訴求，太陽(yáng)能發(fā)電的成本一直在被迫加速下降。2009—2019年期間，太陽(yáng)能電池組件價(jià)格下降超過(guò)了90%，2020年以前太陽(yáng)能電池組件售價(jià)還能維持在2元/W以上，而2020年以后已很難升入2元/W，最低已接近1.5元/W。
受太陽(yáng)能電池組件價(jià)格下滑的影響，太陽(yáng)能電池背板的價(jià)格也被迫從幾十元/m2下降到10元/m2左右，且有相當(dāng)一部分已經(jīng)低于10元/m2。
之前主流的TPT、TPC、KPK、KPE等背板的市場(chǎng)份額大幅下滑，而氟材料涂布型背板市場(chǎng)份額快速上升，CPC結(jié)構(gòu)背板出貨在2022年已經(jīng)超過(guò)總量的50%。
同時(shí)，成本更低的不含氟的PET型背板、BO型背板、多層共擠型背板已經(jīng)展現(xiàn)出了份額上升的趨勢(shì)。
PET型不含氟背板以意大利Coweme（康維明）為代表，因其不含氟而宣傳其環(huán)保概念，在歐美日等發(fā)達(dá)市場(chǎng)占有一定的市場(chǎng)份額。
中國(guó)的明冠新材基于成熟的M膜技術(shù)，自主開(kāi)發(fā)了無(wú)氟BO背板，其綠色環(huán)保性能優(yōu)異，成本有優(yōu)勢(shì)，近兩年發(fā)展較快。
但是PET材料的耐候性和耐水性較差，在濕熱的環(huán)境條件下容易出現(xiàn)脫層、開(kāi)裂、附著力下降等問(wèn)題。
氟膜類材料雖然能為太陽(yáng)能電池背板提供更高的耐磨性、耐候性、耐水性和阻燃性等，但因?yàn)槠浠瘜W(xué)分子構(gòu)成的特性造成降解困難、對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染。
通過(guò)將聚烯烴類材料改性加工能夠彌補(bǔ)這些材料上的劣勢(shì)，而且聚烯烴類材料比PET有更好的耐水性。
聚烯烴共擠型背板可以視為環(huán)保型材料，這種材料可以充分進(jìn)行回收，并且在回收時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)；在工藝特點(diǎn)上，多層共擠的技術(shù)可以提高背板的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，因此預(yù)計(jì)將是未來(lái)太陽(yáng)能電池發(fā)展的主流方向，但其可靠性及老化性等仍需要在實(shí)際應(yīng)用中得到進(jìn)一步的驗(yàn)證后才會(huì)規(guī)?；l(fā)展。
針對(duì)不同的安裝場(chǎng)景和環(huán)境需要，提高太陽(yáng)能電池背板的特性成為各生產(chǎn)廠家重點(diǎn)研發(fā)的方向。其中高分子類太陽(yáng)能電背板在高阻隔、高反射、高散熱、高阻燃、環(huán)保、導(dǎo)電、適應(yīng)1500V系統(tǒng)電壓等方向快速發(fā)展。
光伏市場(chǎng)需求不斷變化，傳統(tǒng)的白色背板已經(jīng)不能全面滿足相關(guān)客戶的特定需求。為提高發(fā)電效率，能夠滿足雙面發(fā)電的太陽(yáng)能電池背板應(yīng)運(yùn)而生，并得以快速發(fā)展；在此基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池組件的增益，透明網(wǎng)格背板也被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
樂(lè)凱膠片將于10月20日在無(wú)錫舉辦“2023年第二屆光伏材料論壇”給大家?guī)?lái)“透明網(wǎng)格、高反黑光伏背板及高耐候前板的開(kāi)發(fā)應(yīng)用”主題演講，敬請(qǐng)期待！
2020年全球光伏新增裝機(jī)量134GW，帶動(dòng)全球太陽(yáng)能背板出貨量6.16億m2。2021年全球光伏新增裝機(jī)量183GW，帶動(dòng)太陽(yáng)能背板出貨量超7億m2。其中透明背板組件漲勢(shì)較高，出貨超過(guò)5500萬(wàn)m2，裝機(jī)量超過(guò)11GW。
為滿足美國(guó)等家庭用戶的審美需求，相關(guān)廠家推出了彩色太陽(yáng)能電池組件，其中以黑色為主，因此黑色太陽(yáng)能電池背板也有了一定的市場(chǎng)份額。
在部分特定應(yīng)用場(chǎng)景，金屬材料類的背接觸太陽(yáng)能電池背板，如鋁太陽(yáng)能電池背板也有所推廣。
當(dāng)前，太陽(yáng)能電池組件的去背板化趨勢(shì)需要相關(guān)背板廠家予以更多的重視。
全球2020年新增裝機(jī)中，雙玻組件占比約30%，而單玻組件占比約70%，2021年雙面雙玻組件的占比進(jìn)一步提升至40%，預(yù)計(jì)在2025年雙面雙玻組件占比可能會(huì)將提高到70%。
雙玻組件和透明背板組件有強(qiáng)替代性，這主要取決于玻璃和透明背板的成本對(duì)比，雙玻組件占比的大幅度提高，將直接擠掉常規(guī)太陽(yáng)能電池背板的市場(chǎng)份額，造成相關(guān)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)能被迫閑置。
以美國(guó)FirstSolar所引領(lǐng)的薄膜太陽(yáng)能電池組件走的是完全不同的技術(shù)路線，其在部分應(yīng)用領(lǐng)域占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額，并保持了一定的發(fā)展速度。
薄膜電池被稱為第二代太陽(yáng)能電池，是在玻璃、不銹鋼或高分子聚合物襯底上附著感光薄膜材料從而形成PN級(jí)，用硅量極少。同時(shí)具有弱光性好、溫度系數(shù)低等特點(diǎn)，可進(jìn)一步細(xì)分為非晶硅、碲化鎘（CdTe）、銅銦鎵硒（CIGS）等。這種類型的產(chǎn)品不使用太陽(yáng)能電池背板。
2021年，全球薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)能為10.7GW，產(chǎn)量約為8.28GW，同比增長(zhǎng)27.7%，主要受FirstSolar產(chǎn)量增長(zhǎng)的拉動(dòng)，薄膜太陽(yáng)能電池組件市場(chǎng)占有率為3.8%。
美國(guó)第一太陽(yáng)能公司（FirstSolar）是全球最大的碲化鎘組件生產(chǎn)企業(yè)，2021年組件產(chǎn)量達(dá)7.9GW，其占據(jù)全球薄膜電池90%以上的市場(chǎng)份額。目前其產(chǎn)能主要分布在美國(guó)俄亥俄州、馬來(lái)西亞和越南，公司計(jì)劃在印度和美國(guó)俄亥俄州分別新建3.3GW產(chǎn)能，將在2023年投產(chǎn)，并預(yù)計(jì)2024年組件產(chǎn)能達(dá)16GW。
鈣鈦礦是新一代的薄膜太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（Perovskite Solar Cell）是指使用鈣鈦復(fù)合氧化物晶體結(jié)構(gòu)的化合物作為吸光半導(dǎo)體材料的太陽(yáng)能電池。
鈣鈦礦電池目前國(guó)內(nèi)參與企業(yè)主要是纖納光電、協(xié)鑫光電以及極電光能，鈣鈦礦作為第三代薄膜太陽(yáng)能電池，相比于碲化鎘組件，其優(yōu)勢(shì)主要在于極限轉(zhuǎn)化效率更高、成本更低。
2022年7月28日纖納光電生產(chǎn)的全球首款鈣鈦礦商用組件成功出貨5000片，標(biāo)志著鈣鈦礦電池開(kāi)始進(jìn)入商業(yè)化階段。預(yù)計(jì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池發(fā)電技術(shù)未來(lái)會(huì)加速發(fā)展。
太陽(yáng)能電池背板制造商應(yīng)當(dāng)緊盯光伏行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，配備充足的研發(fā)人員和資源，針對(duì)行業(yè)的變化，不斷進(jìn)行技術(shù)革新和進(jìn)步，在保證質(zhì)量性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低成本，滿足下游太陽(yáng)能電池組件廠家不斷變化的需求；同時(shí)需要考慮加大研發(fā)投入和人員配置，拓寬產(chǎn)品線，利用現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)，開(kāi)發(fā)其他產(chǎn)品，避免因太陽(yáng)能電池背板逐漸在光伏產(chǎn)業(yè)制造中“失寵”而被迫停產(chǎn)。
另外，建議政府應(yīng)加強(qiáng)宏觀調(diào)控，引導(dǎo)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的有序整合；加強(qiáng)行業(yè)協(xié)會(huì)的積極引導(dǎo)，鼓勵(lì)企業(yè)之間開(kāi)展合作，避免盲目擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，減少惡意競(jìng)爭(zhēng)。
參考資料：太陽(yáng)能電池背板發(fā)展趨勢(shì)，劉向軍，保定樂(lè)凱進(jìn)出口貿(mào)易有限公司等
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦高分子）：光伏背板發(fā)展趨勢(shì)：中國(guó)化，低成本化，特性化，去背板化……
