光伏產業上游包括單多晶硅的冶煉、鑄錠、拉棒、切片等環節；
中游包括太陽能電池生產制造、光伏發電組件封裝等環節；
下游包括集中式/分布式光伏電站等光伏發電系統建造與運營環節。
產業鏈中游的光伏組件是指具有封裝及內部連接的、能單獨提供直流電輸出的、不可分割的最小太陽能電池組合裝置。
單體光伏電池機械強度差，容易破裂，空氣中的水分和腐蝕性氣體會逐漸氧化和銹蝕電極，無法承受露天工作的嚴酷條件，所以必須通過玻璃、膠膜、背板等輔材封裝為光伏組件，才能對負載供電。
光伏膠膜是光伏組件封裝的關鍵輔材，雖然在組件中的絕對成本占比不高（約為5%-7%），但其性能與穩定性對光伏組件的發電效率及壽命有重要影響。
光伏組件在光伏電站中的使用壽命長達25-40年，若此期間發生膠膜黃變、脫層、透水等情況，或產生 PID 效應，將導致電池效率降低乃至失效報廢，直接影響發電量與電站運營收益。
據中國光伏行業協會的數據，2022年國內光伏組件產量達到 288.7GW，結合中國組件全球市場占有率及硅片產量分析，預計全球組件產量約300GW。按 1GW 組件需膠膜面積約 950 萬平米計算，2022 年全球光伏膠膜市場需求約為 28.5 億平方米，市場規模約 350 億元，并仍將快速增長。
隨著光伏組件封裝要求的不斷提升與細化，光伏膠膜種類逐步豐富與更新迭代，考慮到供應鏈與成本因素，成熟光伏膠膜產品仍將持續占有一定市場份額，整體保持多元化的市場格局。目前，市場上光伏膠膜種類主要有透明EVA膠膜、白色EVA膠膜、POE膠膜、EPE膠膜等。
根據中國光伏行業協會數據，2022年，透明EVA膠膜仍占據單玻組件封裝材料的主要份額，占全部膠膜市場41.9%的市場份額，較2021年下降10.1個百分點，但中短期內仍將是應用最為廣泛的封裝材料。
2022年，隨著雙面雙玻組件及N型組件的發展，POE膠膜市場占比達到10.9%，EPE膠膜市場占比達到24.0%，POE膠膜與EPE膠膜合計市場占比達到34.9%，預計至2030年可超過50%。
透明EVA膠膜具有良好的封裝性能、透光率、交聯度，隨著光伏組件對封裝要求的多元化及光伏膠膜產品的豐富與迭代，透明EVA膠膜的市場份額有所下降，但是在可預見的一段時間內仍是應用最為廣泛的膠膜產品。
白色EVA膠膜是透明EVA膠膜通過添加白色填料預處理后生產而成，其主要用于組件的背面封裝，可有效提升光線反射率，使太陽能電池可利用被反射的光線進行發電，從而提高組件的發電效率。
POE膠膜是繼EVA膠膜之后發展的光伏封裝材料，具有良好的電氣絕緣性、水汽阻隔性和抗PID效應性能，同時兼具高彈度、高強度、耐低溫等良好的物理機械性能，且不會分解產生具有腐蝕作用的酸性物質，主要用于雙面雙玻組件、N型組件、疊瓦組件等封裝要求較高的組件封裝。
與EVA膠膜相比，POE膠膜的配方與助劑體系技術難度更高，同時需解決POE膠膜在組件層壓時產生的打滑、氣泡等工藝適配問題，對制造廠商的技術能力提出了更高要求。
EPE膠膜是由POE樹脂和EVA樹脂通過共擠工藝制成的多層膠膜，通常由兩層EVA與一層POE構成。EPE膠膜是性能與成本上的折中產品，在一定程度上兼顧了POE膠膜的良好性能以及EVA膠膜的成本優勢。在短期內POE樹脂供應受限的情況下，EPE膠膜將占有部分市場空間。
（3）緩解?PID?效應是光伏膠膜產品發展的重要方向
光伏發電的基本原理是當太陽光照在半導體P-N結上，形成新的空穴-電子對，在P-N結內建電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。
光伏組件PID效應即電勢誘導衰減效應。行業普遍認為組件在戶外運行時存在組件邊緣朝向電池的持續偏壓產生了漏電流，進而造成了兩種PID的失效模式：
第一類為PID-P，指的是漏電流產生的電荷在電池的減反射/鈍化層累積，影響表面鈍化效果，降低光生載流子的利用率，造成光伏組件輸出功率衰減；
第二類為PID-S，指的是在電勢誘導作用下，陽離子作為雜質通過封裝材料向電池內部遷移，滲透到晶體缺陷和P-N結中，引起局部漏電分流，降低其組件發電效率。EVA膠膜水解生成的醋酸與玻璃反應后形成鈉離子遷移是PID-S效應產生與加劇的重要因素。
同時，EVA較低的體積電阻率也使得高功率組件中的漏電流現象越發嚴重，從而提高了PID效應的發生概率。
緩解PID效應是光伏膠膜產品發展的重要方向，也是POE膠膜發展的主要驅動力之一。POE膠膜較強的抗PID性能主要由其材料性質決定，POE膠膜的大分子鏈飽和穩定結構使其具有良好的電氣絕緣性能，具有較高的體積電阻率，較EVA材料，在同等電勢差下的漏電流較低。
POE膠膜的非極性特點使其與水分子等極性物質的溶解性較低，具有優異的水汽阻隔性能，可以為電池提供更好的防潮保護，有利于降低PID效應風險。
此外，POE為乙烯和α-烯烴共聚物，在長期使用過程中不會自身水解產生醋酸等腐蝕性物質，也減少了鈉離子從光伏玻璃析出，降低了發生PID效應的概率。
POE膠膜產品的電氣絕緣性與水汽阻隔性較EVA膠膜有5-10倍的提升，在抗PID性能方面是理想的光伏組件封裝材料。
隨著光伏電池發電效率日益提升，電池內部結構也日益精密、復雜，對多余離子與電荷的敏感性進一步上升，負偏壓現象也進一步加重，對封裝材料的抗PID性能提出了更高要求。
POE膠膜及EPE膠膜通過POE材料獲得了更佳抗PID性能，市場份額將逐步提升；其中POE膠膜的抗PID性能更優，尤其是體積電阻率更高，能夠適用于封裝性能要求較高的場景。
（4）光伏電池柵線技術發展對膠膜封裝性能提出了更高要求
光伏電池柵線一方面起到匯集、導出光生載流子的作用，直接關系光電轉換效率，另一方面也會因遮擋電池造成發電損失。同時，柵線的主要材料銀漿價格昂貴，其成本約占光伏電池非硅成本的50%-60%。
為節約銀漿成本、減少遮光損失，多主柵技術得到快速發展，在增加主柵數量的同時減少主柵和細柵寬度，根據中國光伏行業協會數據，P型電池片主柵數量由9BB增加為11BB或16BB。
N型電池因其材料與結構特點相比于P型電池需使用更多銀漿，根據中國光伏行業協會數據，2022年P型電池正面及背面銀漿消耗量約91mg/片，N型TOPCon電池雙面銀（鋁）漿平均消耗量約115mg/片，HJT雙面低溫銀漿消耗量約127mg/片。
為降低柵線成本，除多主柵技術外，N型電池柵線技術發展方向還包括柵線材料的改變，TOPCon電池使用加入鋁成分的銀（鋁）漿，HJT電池正在發展銀包銅、電鍍銅等技術。
無論是柵線寬度的減少，還是柵線材料的改變，都使得電池柵線對水汽和酸性物質的侵蝕敏感度逐步提高。POE膠膜水汽阻隔性能較好，且不會像EVA膠膜一樣分解產生具有腐蝕作用的酸性物質，更加適應光伏電池銀柵技術的發展。
光伏膠膜的主要原材料系光伏級EVA樹脂與POE樹脂。2017年前，光伏級EVA樹脂與POE樹脂均主要依賴進口。EVA樹脂是光伏膠膜的傳統主流原材料，其國產化進程相對較快。
2017年起，斯爾邦石化、聯泓新科、寧波臺塑等國產樹脂供應商快速崛起，陸續產出光伏級EVA樹脂，2021年下半年起，隨著浙石化、中化泉州、榆林能化等國產樹脂供應商加入光伏級EVA的生產，EVA國產化率已基本達到60%左右，形成了穩定的國產產能供應。
（2）POE?樹脂供應集中于海外，光伏需求拉動主要生產廠商擴產
聚烯烴彈性體（POE）是乙烯與丁烯或辛烯等α烯烴單體實現原位聚合的無規共聚物，供應由海外化工企業壟斷。POE樹脂最大的下游應用系汽車塑料改性，光伏膠膜應用近年來增速較快。
POE樹脂于2010年最早由陶氏化學、日本DNP等海外企業應用于光伏膠膜領域。目前，光伏級POE樹脂的生產企業主要包括三井化學、LG化學、陶氏化學等，其中陶氏化學的產能最大。
POE樹脂具有良好的材料性能，由POE樹脂制成的POE膠膜具有良好的封裝性能，隨著雙面雙玻組件和N型電池等光伏新技術的發展，光伏級POE樹脂的市場需求不斷增加，主要生產廠商亦提出了大幅擴產的計劃。
2021年8月，LG化學宣布將POE產能由現有的每年28萬噸提升至38萬噸，新增部分將于2024年投產；2022年8月三井化學宣布將POE產能由現有的每年22.5萬噸提升至34.5萬噸，新增部分將于2024年投產。
（3）POE?樹脂技術難度相對更高，國產化處于起步階段
POE樹脂與EVA樹脂的主要原材料均包含乙烯，在原材料成本上無顯著差異，POE樹脂的主要制備工藝為催化劑溶液聚合，生產工藝中的壓力、溫度較低，生產成本理論上不高于EVA樹脂的高溫高壓聚合工藝。POE樹脂生產的技術壁壘主要體現為茂金屬催化劑和高碳α-烯烴。
萬華化學、東方盛虹、衛星化學、中國石化和榮盛石化等企業正積極開展POE樹脂國產化的技術攻關，目前主要處于中試階段，預計在2024年或2025年可實現工業化批量生產。根據中國光伏行業協會預計，2030年POE樹脂國產化率有望達到60%。
POE樹脂與EVA樹脂的主要原材料均包含乙烯，兩者的原材料成本并無顯著差異，POE樹脂的制備主要為催化劑溶液聚合法，生產成本亦不高于EVA樹脂。
目前POE樹脂與EVA樹脂的價格差異主要因技術門檻、供需關系等產生，若未來POE樹脂的海外擴產與國產化順利推進，POE樹脂應用于光伏膠膜領域的供應與成本壓力有望緩解，有利于POE膠膜的進一步推廣應用。
隨著技術與產品迭代，新型光伏組件與電池對封裝材料性能提出了更高要求，具體情況如下：
根據原材料和電池制備技術的不同，光伏電池可分為P型電池和N型電池，N型電池主要包括TOPCon、HJT（異質結）等。目前市場上主流的PERC電池光電轉化效率已實現23.2%，理論極限效率為24.5%。
與P型電池相比，N型電池擁有轉換效率高、溫度系數低、光衰減系數低、弱光響應等綜合優勢，其中HJT和TOPCon電池的理論極限效率分布達到27.5%和28.7%，在系統成本與全周期發電量上具有明顯優勢。
根據中國光伏行業協會的數據，2022年光伏電池仍以PERC為主，但隨著N型電池產能陸續釋放，PERC電池市場占比下降至88%，N型電池市場占比達到約9.1%。目前PERC電池技術已經逼近理論極限效率，隨著電池片技術快速發展，預計2030年N型電池市場占比將超過70%。
N型TOPCon電池發揮主要發電功能的正面具有帶負電的鈍化層，因此對電荷與陽離子聚集更加敏感，需要封裝材料具有更強的抗PID性能。此外，為降低成本，N型TOPCon電池柵線應用了銀鋁漿，較傳統銀漿更容易被腐蝕，對膠膜保護性能的要求更高。
此外，N型電池的年衰減更低、使用壽命較長，需要膠膜具有更好的耐老化性能。POE膠膜具有優異的水汽阻隔性能和電氣絕緣性能，契合了N型電池更高的封裝性能要求，有望占據更多市場份額。
雙面雙玻光伏組件采用兩塊光伏玻璃作為面板和背板，在正面直接照射的太陽光和背面接收的太陽反射光下，都能進行發電，背面發電增益在10~30%不等。
雙面雙玻組件具有發電量更高、生命周期更長、耐候性、耐磨性、耐腐蝕性更強等優勢，目前市場占比正在快速提升。根據中國光伏行業協會的相關數據統計及預測，2022年雙面雙玻組件市場占比達到40.4%，到2030年有望超過60%。
P型電池背面由于背面場鈍化和局部鋁背場的設計更容易發生PID現象，雙面雙玻組件需要背面參與發電，因此對封裝材料的性能要求更高。POE膠膜一方面具備良好的機械強度及韌性，能夠適應雙面雙玻組件玻璃減薄化的需求；
另一方面具有優異的抗PID性能，可滿足雙面雙玻組件正反兩面均由封裝材料保護的需求。隨著雙面雙玻光伏組件逐步替代單玻光伏組件，對POE膠膜等高性能膠膜的需求將進一步的提升。
在硅片大尺寸化與電池轉化效率的持續進步影響下，主流組件功率明顯提升。根據中國光伏行業協會的數據，2022年采用166mm尺寸P型PERC單晶組件的平均功率為455W，采用182mm尺寸PERC單晶電池和TOPCon單晶電池的組件功率分別達到550W和570W，目前市場已完成超過550W組件的量產，并在逐步推進超過600W組件的量產，大功率組件產品的市場占有率將持續上升。
超過600W的超高功率組件將成為光伏行業的新趨勢，超高功率組件的電壓與電流指標顯著提升，需要封裝材料具有更好的電氣絕緣性能。POE膠膜具備較高的體積電阻率，優異的電氣絕緣性能可適應組件高功率化的發展方向。
隨著光伏電站的應用推廣及相關技術的進步，同時為了節約土地資源，復雜環境中的電站應用逐步增多，對膠膜的封裝性能提出了更高要求，如戈壁電站要求光伏膠膜具有更好的高輻照環境下耐黃變性能；
高緯度電站要求光伏膠膜在低溫下仍能保持較好的高粘結性與高彈性；漁光互補電站、灘涂電站、海上光伏電站等高濕環境電站要求光伏膠膜具有更好的電氣絕緣與水汽阻隔性能。
未來，隨著光伏技術發展，光伏電站的應用場景將進一步拓展，使能夠適應相關環境的封裝材料的需求增加。
3）戶用光伏市場推動疊瓦組件、IBC組件等新型組件發展
根據國家能源局統計，2022年國內新增光伏電站裝機87.41GW，其中集中式電站36.3GW、分布式電站51.11GW。
與集中式電站相比，分布式電站可靈活安裝于工商業屋頂及居民屋頂，具有節約土地、貼近用電側、成本敏感性相對較低等優點，分布式電站占比超越集中式電站將成為光伏發電的發展趨勢。
疊瓦組件、IBC組件相較于傳統組件更為美觀，受到分布式電站尤其是戶用光伏市場的歡迎。疊瓦組件使用導電膠替換金屬柵線，可實現電池片間無縫銜接，不僅美觀，而且最大程度利用了組件空間，為提升導電膠連接的可靠性，疊瓦組件對封裝保護也有較高要求。
IBC電池將電池正面的電極柵線全部轉移到電池背面，減少了正面柵線對陽光的遮擋，具有美觀、充分利用入射光的優點，但其背面匯集了PN結與金屬接觸，工藝更為復雜，組件的封裝保護要求進一步提升。
光伏電池N型化、光伏組件雙面雙玻化和光伏發電應用多元化的發展趨勢將對產業鏈各環節競爭格局帶來影響，其中較高的封裝保護要求將直接影響組件膠膜市場份額的變化，使POE等高性能膠膜產品的滲透率進一步提升。
光伏封裝膠膜的主要原材料為EVA樹脂和POE樹脂，其中EVA樹脂雖已逐步實現國產化，但國內產能尚不能滿足需求，仍需要大量進口；而光伏級POE樹脂供應則由三井化學、LG化學、陶氏化學等外資廠商壟斷，國內廠商尚處于中試階段，尚未大批量生產。
EVA樹脂與POE樹脂的生產均屬于石油化工行業，產能建設周期較長，而光伏產業對封裝膠膜材料的需求持續增長，供給與需求相對緊張，處于不平衡狀態。
原材料的供求相對緊張與不平衡，導致近年EVA樹脂與POE樹脂市場價格的大幅波動，增大了光伏膠膜企業的經營風險。此外，因POE樹脂尚未實現國產化，供應量相對有限且原材料成本較高，限制了具有出色性能的POE膠膜在光伏領域的應用推廣。
歷史上光伏行業發生過多次政策調整以及行業變化，具有一定的周期性特征。近年來，在國家大力發展新能源的背景下，我國光伏行業發展呈持續快速增長態勢。
隨著光伏發電項目補貼的退坡和光伏產業的技術進步、降本增效，國內光伏發電的“平價上網”逐步實現，疊加“碳達峰”、“碳中和”戰略目標的指引，光伏行業的周期性及波動性逐漸減弱，產業進入持續穩定的增長階段。
原文始發于微信公眾號（艾邦光伏網）：封裝膠膜產業鏈及發展趨勢、供需規模與機遇挑戰
