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性能化、专业化是光伏背板聚酯材料发展有效路径2025年03月19日 来源:
中国石化报 作者:
?在新一轮发展周期下,光伏市场对高功率、低成本组件的追求,将加速淘汰落后产能,为高效可靠的产品留出更多空间。 ?背板聚酯作为光伏组件封装的核心材料,需提升耐湿热性能、提高薄膜复合效率、降低加工能耗,通过性能化、专业化发展保持销量的稳定增长。 光伏背板聚酯材料,即背板用聚酯切片,供应端为聚酯切片生产企业,需求端为聚酯薄膜生产企业。 聚酯薄膜是以PET切片为原料,采用熔体挤出法制成厚片,再经双向拉伸工艺制成的一种无色、有光泽的薄膜材料。聚酯薄膜的特点是物化性质稳定、加工性能良好,经过涂覆等深加工改性后,可广泛应用于包装印刷、电子电气绝缘、光学面板显示等领域。用于晶硅电池片的背面封装,是聚酯薄膜在高端应用领域的纵向拓展。因此,国内优秀的聚酯薄膜生产企业尤其是光学膜生产企业,在技术储备、经验积累的基础上,都能通过切片配方升级、工艺改进,进军背板聚酯材料市场。 聚酯切片是聚酯产业链的中间段产品,上游原料为对苯二甲酸(PTA)、乙二醇,通过直接酯化、连续聚合等流程制备,下游应用主要集中在切片纺长丝(另一类长丝生产方式为PTA、乙二醇聚合后熔体直纺长丝)、聚酯薄膜两大领域,其中聚酯薄膜占切片消费量的三成。近年来,聚酯切片产量整体呈上升趋势,一方面由于聚酯薄膜、切片纺长丝拉动需求;另一方面是因为熔体直纺长丝装置在投产初期会生产切片,并在长丝市场下行时选择阶段性增加切片供应。因熔体直纺企业的弹性生产,粗略估计,近几年聚酯切片产能在1000万吨/年。 2023年国内光伏组件产量超过433.1吉瓦,其中六成左右为使用聚酯薄膜背板的单玻组件。随着组件转换效率提升,高效光伏市场扩大,每吉瓦组件消耗背板量约480万平方米,2023 年聚酯薄膜背板需求量为12.4亿立方米。为达到封装性能的要求,使用的聚酯薄膜一般为厚膜(厚度200~250微米,密度1.25~1.45克/立方厘米)。因此,按厚度、密度平均值测算,2023年国内对背板聚酯切片的需求量约37.7万吨。 国内涉足背板膜生产的企业有10余家,主要集中在华东地区,合计产能约40万吨/年。此外,还有很多具备实力但暂未涉足的拉膜企业,主力产品为光学显示、包装印刷、电气绝缘等,会短暂生产背板膜作为市场紧张时的补充。 近年来,国内众多光伏从业者实施扩产,产能快速增长带来低端产品大规模复制,产业链各环节发展面临失序。2023年,光伏产业约定新的组件标准和规范,旨在加速产业链的配套融合和产品迭代升级。在新一轮发展周期下,市场对高功率、低成本组件的追求将加速淘汰落后产能,为高效可靠的产品留出更多空间。背板聚酯作为光伏组件封装的核心材料,只有性能化、专业化发展,才能保持销量的稳定增长。 背板聚酯对光伏组件起到保护支撑作用,但易发生水解而失去强度和阻隔性,因此提高聚酯耐湿热性能是背板聚酯发展的主要目标。当前,背板聚酯技术已经发展三代,由在需求端拉膜过程中添加抗水解剂,发展到供应端聚酯切片制备过程中进行耐湿热改性。根据湿热老化机理,降低聚酯分子链中的酯键或端羧基含量是耐湿热改性的关键。在部分公开专利中,有通过引入聚乙二醇醚键或萘基结构取代酯基的尝试,但此方法可能影响聚酯机械性能和加工性能。降低端羧基的方法主要是加入一类活性封端剂与端羧基反应形成稳定基团,但封端剂的选用及成本也在一定程度限制其应用。此外,添加适量二氧化钛也有助于抑制湿热老化引起的特性黏度和机械强度降低。 针对涂覆胶黏工序,背板聚酯发展还应利于提高薄膜复合效率、降低加工能耗。氟材料被少数厂商垄断,聚焦无氟背板方案开发专用聚酯将成为趋势。在单面组件中,聚酯薄膜可将光线重新反射回电池片提高发电效率,因此高反射聚酯的开发对高性能光伏组件具有重要意义。
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