中心思想
太阳能电池背膜市场:光伏产业驱动下的国产化与技术创新
本报告核心观点指出,太阳能电池背膜行业作为光伏组件的关键封装材料,其市场发展与光伏产业的整体增长紧密相连。在政策支持和技术进步的双重驱动下,中国太阳能电池背膜市场已实现高度国产化,并正经历从传统产品向高性能、低成本、多元化方向的迭代升级。
产业链协同与竞争格局演变
报告强调,太阳能电池背膜产业链上下游协同效应显著,上游原材料国产化进程加速,中游中国制造商在全球市场占据主导地位,下游光伏组件技术的革新(特别是双玻组件的普及)正深刻影响背膜产品的工艺路线和市场需求。行业竞争日益激烈,技术壁垒高筑,市场份额正加速向具备技术优势和规模化生产能力的头部企业集中。
主要内容
行业定义与分类
太阳能电池背膜的定义与核心功能
太阳能电池背膜,亦称光伏组件背板,是位于太阳能电池组件背面的一种光伏封装材料。其核心功能是在户外环境中保护电池组件,抵抗光、湿、热等环境因素对EVA胶膜和电池片等材料的侵蚀,发挥绝缘耐候保护作用。由于直接接触外部环境,背膜需具备优异的耐高低温、耐紫外辐照、耐环境老化、水汽阻隔和电气绝缘等性能,直接影响组件性能和使用寿命。
基于生产工艺、材料结构及化学材料的多元化分类
太阳能电池背膜根据生产工艺、材料结构和化学材料可分为多种类型:
- 基于生产工艺的分类:
- 复膜型背膜:以PVF、PVDF或ETFE等氟膜与PET基膜通过胶粘剂复合制备,PVF膜占主导,是目前主要生产工艺。
- 涂覆型背膜:以FEVE、PVDF等为主体树脂制备的氟碳涂料直接涂覆到PET基膜上,无需胶粘剂,具有成本优势。
- 共挤型背膜:通过聚合物多层薄膜挤出复合技术制备,代表为AOE、OOO类型背板。
- 基于材料结构的分类:
- TPT结构(PVF/PET/PVF):双面氟膜结构,双面含氟涂覆型背膜因性价比高而受青睐。
- KPK结构(PVDF/PET/PVDF):内外层氟膜采用PVDF,机械强度高,耐辐照性好,化学稳定性优异。
- KPF结构(PVDF/PET/氟皮膜):一面PVDF氟膜复合PET基膜,另一面含氟树脂涂覆形成自粘性氟皮膜,兼顾性能与成本。
- TPE结构(PVF/PET/PE):单面氟膜结构,内层以PE替代氟膜,保护性能相对较弱。
- KPE结构(PVDF/PET/PE):与TPE类似,内层PE替代氟膜,保护性能不如KPK型。
- PPE结构(无氟):不含氟结构,外层PET需强化抗紫外耐候处理,主要应用于耐候性要求较低的组件。
- 基于化学材料的分类:
- 含氟背膜:以氟膜或氟涂层为耐候保护层,性能优异、可靠性高、寿命长,但价格较高、回收难度大。
- 非氟背膜:不含氟,主要以强化聚酯PET或聚酰胺PA为耐候保护膜,成本较低但耐候性较差。
- 玻璃背膜:采用无机材料玻璃,耐候性和阻隔性好。单玻双面组件轻便,双面双玻组件机械强度高、透光率高,但搬运安装成本高。
行业特征与发展历程
差异化需求、多样化产品与光伏增量驱动
太阳能电池背膜行业呈现三大特征:
- 需求差异性:不同应用场景(如沙漠、高原、农场、屋顶)对背膜的耐紫外辐射、耐盐雾、耐氨气、防火等性能要求存在显著差异。
- 产品多样化:随着光伏电池技术(p型PERC、n型TOPCon、异质结、XBC)和组件方案(单玻、双面双玻、双面单玻)的迭代,催生出双面涂覆型、涂覆复合型、玻璃、共挤型以及透明、黑色高反光、陶瓷等创新型背膜,以满足多样化需求。
- 光伏行业可持续发展带来巨大增量需求:2023年全球可再生能源新增装机容量达510GW,其中光伏装机374.9GW,同比增长64%。国际能源署预测2030年全球新增光伏装机量可达400-500GW,光伏装机量的持续增长将同步带动太阳能电池背膜市场需求。
从国外垄断到国产主导的演进
太阳能电池背膜行业发展历程可分为三个阶段:
- 早期发展阶段(1970-1989):太阳能电池商业化初期,基于PET薄膜提供基本保护。20世纪80年代,含氟背板材料因耐候性受重视,美国杜邦和法国阿科玛研发出PVF和PVDF材料,TPT背膜出现。该阶段市场由杜邦、阿科玛、日本凸版、3M等国外企业主导。
- 材料创新阶段(1990-2015):20世纪90年代,为降低成本出现基于PET结构的非氟背膜。2009年奥地利Isovolta研发出3A无氟尼龙背膜。2010年非氟背膜市场份额一度超过TPT背膜。但因耐候性不足,行业持续探索涂覆型、共挤型及透明背膜等新型材料。2013年,KPK、KPC、KPF等新型含氟背膜出现,含氟背膜重新占据市场主导地位(占比高达90%)。国内企业如赛伍技术和中来股份在此阶段成立,逐步打破国外技术垄断。
- 高速发展阶段(2016-至今):全球光伏产业链向中国转移,国产化进程加速降低成本,国外企业如日本凸版、3M、东丽于2016-2017年退出中国市场。国内碳中和政策推动光伏装机大规模扩张,国产太阳能电池背膜出货量逐年提升,国产化率已超90%。透明背膜因其透光性好、散热好及轻量化等优异性能,成为未来技术革新的重要方向。
产业链分析
上游原材料:国产化替代空间广阔
太阳能电池背膜产业链上游为原材料供应环节,主要包括PET基膜、氟树脂和胶粘剂,其在生产成本中占比超85%,其中PET基膜和氟树脂占比近60%-70%。
- 供需与价格:BOPET基膜受供给过剩影响价格位于五年低位,PET价格稳定但长期或下行。PVDF等氟树脂伴随新能源汽车和光伏产业发展供不应求,价格上涨,预计未来在技术进步和产能扩张下将维持稳定。
- 国产化进程:PET基膜和氟树脂行业属于资金和技术密集型,长期由美日韩企业主导。近年来,东材科技、双星新材、福膜科技等国内企业技术和规模提升,国产化替代进程加快。然而,国内厂商布局较晚,在高端产品技术、中低端产品质量控制、稳定性及原材料支撑性等方面与国外产品仍存在明显差距,国产化替代空间巨大。
中游制造:中国厂商主导全球供应
产业链中游为太阳能电池背膜的制造和生产环节。
- 全球主导地位:伴随中国光伏技术的快速发展和国产化降本趋势,全球光伏产业向中国转移。2023年中国组件产能占全球总产能的83.4%。作为组件上游重要原材料,太阳能电池背膜的市场份额也主要集中在中国制造商手中。2023年,中来股份、福斯特、赛伍技术、明冠新材和乐凯胶片等中国制造商出货量位居全球TOP5,是全球太阳能电池背膜的主要供应商。
- 产品迭代趋势:在平价上网需求和供需失衡影响下,太阳能发电成本显著下降,组件价格大幅下跌,同步驱动背膜产品价格下降。这带动了成本更低的不含氟PET型、BO型、多层共挤型背膜市场份额提升。同时,为满足绿色环保和发电效率等特定需求,制造商不断开发聚烯烃共挤型、透明网格背膜、黑色背膜等新型产品。
下游应用:光伏产业发展与组件技术革新
产业链下游由光伏组件制造商和光伏电站等光伏项目运营商组成。
- 市场需求驱动:太阳能电池背膜的市场需求受光伏产业发展状况影响。在国家政策和技术推动下,中国光伏发电装机容量占比从2011年的0.24%快速提升至2023年的20.88%。2023年中国新增光伏装机容量216.88GW,同比增长148%,占全球新增装机容量的62.77%。预计下游光伏产业的持续发展将同步提升背膜市场需求,驱动制造商产能扩张。
- 组件技术革新影响:双玻组件因其生命周期长、耐候性好、发电效率高等优异性能,市场份额已超50%,成为市场主流。双玻组件中与玻璃存在较强替代性的是透明背膜,这推动了适合双玻组件的透明背膜等细分市场技术升级迭代,引导行业产品工艺路线向高阻隔、高反射、高散热、高阻燃、环保等方向发展,相应地降低了中低端传统太阳能电池背膜的市场份额。
行业规模与政策梳理
市场规模:光伏组件驱动与产品升级影响
2021年至2023年,太阳能电池背膜行业市场规模由5.69亿平方米增长至8.62亿平方米,年复合增长率达23.08%。预计2024年至2028年,市场规模将由8.75亿平方米增长至9.80亿平方米,年复合增长率2.89%。
- 历史变化原因:
- 太阳能电池组件驱动背膜行业市场规模同步扩张:2021-2023年全球及中国组件产量均呈持续快速上涨趋势,驱动背膜市场规模扩张。2024年受光伏产能过剩和消纳能力限制,新增组件产量同比增长率较低,影响背膜市场需求。
- 太阳能电池组件产品升级降低背膜消耗率:高效电池组件(如双玻组件)市场份额提高,组件平均转换效率提升,降低了每GW组件的背膜消耗量(2021年500万平方米/GW降至2023年470万平方米/GW)。双玻组件的普及(市场份额从2021年62.6%降至2023年35.4%)也限制了传统单玻组件背膜的应用。
- 未来变化原因:
- 上游原材料国产化降本提高市场竞争力:国产PET基膜和氟树脂等主要原材料性能和质量已能满足下游需求,且国内头部企业持续布局高端材料市场,突破技术瓶颈,预计将降低国产背膜原材料成本,提高国内厂商全球竞争力,推动市场规模扩张。
- 太阳能电池背膜产品升级迭代拓展高端市场空间:新型组件对配套背膜需求提高,国内头部制造商(如中来股份的透明背膜、赛伍技术的透明网格背膜)持续强化高端产品布局,开发高阻水、高透光率、高耐紫外、高硬度耐划伤、自清洁等产品,进军高端领域,拓展市场空间。
政策支持:鼓励绿色转型与技术创新
国家层面出台多项政策,鼓励光伏产业发展和技术创新,为太阳能电池背膜行业提供了明确的指导和支持:
- 《2024年能源监管工作要点》(国家能源局,2024-01):鼓励分布式光伏项目推进,优化并网流程,拉动上游背膜需求。
- 《电子信息制造业2023-2024年稳增长行动方案》(工信部、财政部,2023-08):培育智能光伏新增长点,推动“智能光伏+储能”创新应用,有利于背膜技术智能化革新和高端市场拓展。
- 《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》(中共中央、国务院,2022-12):加强能源基础设施建设,加快大型风电、光伏基地建设,带动背膜市场需求增加。
- 《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》(国家发展改革委、国家能源局,2022-10):推动光伏功能材料技术向高效环保和耐候性等高质量方向升级迭代,为背膜企业技术研发指明方向。
- 《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》(工信部等五部门,2021-12):强调创新升级智能光伏产业,开发高质量封装胶膜、光伏玻璃和背板产品,推动新型高效电池用关键部件产业化,注重智能化技术实现背膜高质量发展。
竞争格局与企业分析
竞争格局:国产化程度高,技术壁垒与头部集中
太阳能电池背膜行业市场份额高度集中在中国厂商手中,全球TOP5厂商均为中国企业,国产化程度较高。
- 高国产化程度:2023年全球TOP5厂商中来股份、福斯特、赛伍技术、明冠新材和乐凯胶片均来自中国,且连续五年保持领先地位,出货量分别为2.56亿、1.51亿、1.3亿、0.96亿和0.85亿平方米。
- 高技术壁垒:行业涉及材料设计、树脂改性、胶粘剂配方、界面技术、测试评价等基干技术,以及涂布、复合、流延制膜等工艺技术。组件对背膜的厚度、抗张强度、断裂伸长率、收缩率、层间附着力、与EVA粘结强度等性能指标要求高,新进入企业因缺乏技术储备难以竞争。
- 市场份额向头部制造商集中:下游组件竞争加剧和头部制造商技术创新迭代,推动背膜市场份额向头部集中。头部制造商凭借技术积累和规模化生产优势,在产品创新迭代方面领先。例如,中来股份产品矩阵覆盖多系列背膜,最新增强型背膜在耐候性、透光性、可靠性、耐热斑性能等方面取得突破。行业竞争加剧加速淘汰落后产能,头部制造商凭借产业链议价能力和差异化创新产品(如赛伍技术的新型背板出货量占比42%,毛利率15.78%)保持市场领先地位。
重点企业分析
- 杭州福斯特应用材料股份有限公司(603806):
- 财务表现(2023年):营业总收入225.89亿元,同比增长19.6585%;归属净利润18.50亿元,同比增长17.205%;毛利率14.6412%。
- 竞争优势:强大的技术创新能力,持续深化技术创新、提升方案能力、强化产品质量,产品及服务得到客户广泛好评,形成良好口碑和品牌形象。光伏和电子材料产品在下游客户生产过程中品质稳定性优异,具备竞争优势和客户粘性。技术改进及提升速度快,能贴近客户需求开发定制化产品,未来将加速高端产品研发。
- 苏州赛伍应用技术股份有限公司(603212):
- 财务表现(2023年):营业总收入41.66亿元,同比增长1.2227%;归属净利润1.04亿元,同比下降39.496%;毛利率10.7385%。
- 竞争优势:建立了完整的背板产品矩阵,包括KPF背板、无氟PPf背板、氟涂料FPf背板、透明背板(复合型、双面涂料型)、透明网格背板、高阻水背板、黑色高反光背板等,并全部完成客户导入。新型背板出货量5,500万平方米,同比增长30%,占背板总出货量的42%。
- 苏州中来光伏新材股份有限公司(300393):
- 财务表现(2023年):营业总收入122.59亿元,同比增长28.0122%;归属净利润5.27亿元,同比增长31.1818%;毛利率15.3622%。
- 竞争优势:自成立以来坚持“技术为本”理念,率先研发并规模化推出双面涂覆型背板产品,率先开展n型电池产线投建及量产,并摸索分布式户用光伏业务。这些业务均已成为光伏行业主流。公司坚定结合行业发展趋势,持续推进前瞻性布局规划,深刻把握光伏技术发展方向,坚持自主研发创新,提升研发投入效能,并与国内外研究机构、高等院校长期合作,做好前沿技术储备。
总结
太阳能电池背膜行业在2024年展现出由全球光伏产业高速发展所驱动的强劲增长态势,并已实现高度国产化。中国制造商在全球市场中占据主导地位,头部企业凭借技术创新和规模化生产优势,不断推动产品向高性能、低成本、多元化方向升级迭代。上游原材料国产化进程加速,但仍存在较大替代空间;下游光伏组件技术的革新,特别是双玻组件的普及,正引导背膜产品向高阻隔、高反射、高散热、高阻燃、环保等方向发展。政策层面持续鼓励绿色能源转型和技术创新,为行业发展提供了有力支持。尽管市场规模增速受光伏产能过剩影响有所放缓,但技术进步和高端市场拓展将是未来行业增长的关键驱动力,行业竞争将进一步加剧,市场份额将持续向具备核心竞争力的头部企业集中。