2022年第二季度，頭豹研究院對光伏背板行業發展趨勢分析進行了深入調研，并發布《光伏背板行業發展趨勢分析報告》，本報告旨在分析中國光伏背板行業市場環境，對光伏背板關鍵性能進行剖析，以及對光伏背板行業未來發展趨勢分析。
核心摘要：
光伏背板廣泛應用于太陽能電池(光伏)組件，在國家政策的整體推動下，光伏產業進入爆發式增長階段，同時將帶動背板行業的快速發展與規模擴張。目前背板行業整體呈現，含氟背板為主，玻璃背板為輔，非氟背板較少的市場格局。近年光伏背板行業毛利率具有顯著的下降趨勢，行業頭部5家企業最低已降至10%以下，主要由原材料成本上漲導致，企業積極采取應對措施，趨勢或將得到緩解。
光伏背板定義與分類
光伏背板廣泛應用于太陽能電池(光伏)組件，根據材料分類可主要分為含氟、非氟與玻璃背板。
光伏背板行業現狀分析
光伏背板行業呈現，含氟背板為主，玻璃背板為輔，非氟背板較少的市場格局。
含氟背板由于其良好的產品效果與較長的使用壽命，持續被行業認可為主流選擇，但考慮到發電效率、成本、與環保等因素，導致市場占比呈下降趨勢;玻璃背板采用無機材料玻璃，具備較好的耐候性與阻隔性，雙面玻璃亦可增加組件的機械性能，且材料易回收，但整體的制作、運輸、安裝與運維具備一定難度，且實用效果還需進一步驗證，目前市場需求呈增長態勢，但與含氟背板的市場占比尚有較大距離。
非氟背板雖然容易回收或處理，但其材料本身特性存在明顯劣勢，較難實現長期的有效運行,不是行業的最佳選擇，市場占比長期難以提升。
光伏背板行業毛利率具有顯著的下降趨勢,行業頭部企業毛利率大都降至10%~20%，2022上半年行業毛利有所回升。
原材料氟樹脂和聚酯PET的成本上漲是導致2021年背板毛利下降的最主要原因，供給端受疫情與國際局勢影響,導致供給體量下降，油價上升;需求端受鋰電池和光伏產業發展帶動，氟樹脂需求持續走高。供需失衡導致原材料大幅上漲,特別鋰電池行業對PVDF樹脂的需求急劇上升導致其價格狂漲,導致背板行業毛利下降;原材料硅的成本上漲也是重要因素之一,硅材料價格上漲導致整個光伏組件整體成本上升,對于背板的價格空間產生壓縮,間接導致背板毛利下降,且較為顯著。
針對毛利率下降趨勢,業內采取提高國產化率,降低氟材料用量等方式進行規避;同時隨產業鏈逐步完善,產量提升,疫情等影響逐漸消退,原材料價格也將回落。
光伏背板關鍵性能剖析-耐候性
耐候性包括耐高低溫、耐濕熱、耐紫外、耐溫差變化等，以保證光伏組件可靠且長久的高效運行。
光伏組件常鋪設在氣候相對惡劣的環境下長期承受顯著的老化應力，包括來自紫外線、極端溫度、顯著溫差、冷熱應力和高濕度等的環境應力;光伏背板作為保護組件的最外層材料，對電池片、EVA膠膜等材料的侵蝕起到絕緣保護作用，也是長期保證光伏組件的光電轉換效率的關鍵;具備高耐候性對組件長期戶外服役極為重要，需耐濕熱、耐紫外、耐高低溫、耐環境腐蝕;針對光伏背板的耐候性，不同材質背板表現差異較大，通常需要綜合考慮壽命、制造成本、回收、以及替換成本，以滿足應用端的綜合需求，做到更低的度電成本。
光伏市場近年來在高溫氣候地區和屋頂市場的增設數量尤其迅猛，同時為滿足光伏光轉電的效率，鋪設環境通常具備高溫與大量日曬的特征，對于背板材料的耐候性需求體量較大，且要求在逐步提升。
極端環境中，特別在高溫和紫外光照射共同作用下，材料的降解速率明顯增加。背板的老化會有多種形式，包括開裂、起泡、粉化等，最終會導致背板的保護等作用失效。
背板失效后，電池片易腐蝕、移位或脫落，影響組件整體的光電轉化效率，嚴重的會導致光伏組件失效，且造成一定的安全風險。而背板失效的替換也會帶來相當的成本，對度電成本產生明顯的負面影響。
光伏背板耐候性-案例拆解
背板耐候性差會對光伏組件產生顯著的負面影響，非氟背板相對表現較弱，含氟背板表現廣受業界認可。
耐候性作為光伏背板最值得關注的性能之一，對光伏組件的效率與壽命具有顯著影響;PET、PA背板為主的非氟背板，耐候性相對較弱，在苛刻環境或應用場景下風險較大。而光伏組件大面積安裝在中國中部、西北部的荒漠環境中，具有紫外強、溫度高、溫差大、等環境特點。若采用PET等非氟背板，出現開裂、氣泡、發黃、粉化等老化損毀情況較多。對光伏組件的使用壽命產生影響，造成組件效率的降低以及維修替換成本的增加;非氟背板由于耐候性較弱的特點，在光伏廣泛安裝在極端環境下，綜合度電成本相對較高。
不同材質的光伏背板由于其耐候性的差異，平均使用壽命具有較大差異，耐候性較差的背板通常超過一定年限即出現開裂等老化現象，影響光伏組件的使用壽命;在使用壽命方面：戶外實際案例顯示，PA背板4~6年左右開始大量開裂;PVDF在5`7年左右開始部分開裂，或可堅持到10年以上。常用背板的預計使用壽命集中在5~15年區間，唯有PVF背板的壽命顯著區別于其他，可以達到35年甚至更久;含氟背板的性能與壽命背后也涉及到成本與回收等問題，目前應用端對含氟背板的看法尚未達成統一。
光伏背板關鍵性能剖析-機械性能
背板起到重要的保護作用，良好的機械性能可保證光伏組件在戶外綜合老化應力長期作用下，耐久且高效的運行。
光伏組件長期戶外運行，過程中會產生包括材料脫層、功率衰減及零部件老化等問題;出現此類狀況的根源在于背板的機械性能，如拉抻強度下降導致材料脫層、疲勞強度下降加速老化;光伏組件戶外使用環境錯綜復雜，背板材料在風沙、酷寒等環境作用下會產生由外力作用導致的老化，導致機械性能下降。
由于光伏地面電站大多建在高山、高原和沙漠地區，此類地區氣候產生的外力作用對背板機械性能影響大，對組件的耐磨性和疲勞強度提出考驗。
背板開裂、磨損、劃傷會增大背板的水汽透過率，加速光伏組件內部電路腐蝕，長期導致光伏組件嚴重喪失發電性能，甚至徹底失效;背板的變形、開裂、鼓包將導致被辦的保護作用失效，導致水汽侵蝕組件，嚴重影響其絕緣性能，導致漏電、電弧、火災等安全隱患，甚至造成人員與財產損失。
光伏背板關鍵性能剖析-機械性能
涂覆背板由于其工藝方式，需要特別關注其機械性能;PVDF背板在低溫下有脆化的風險，也需要加強防護。
背板的機械性能對光伏組件的效率與壽命產生直接影響，組件失效將造成較大的成本損失;含氟背板中，根據工藝不同，可以分為復合型與涂覆型兩類。FEVE涂覆法背板具有較好的耐紫外性能和耐鹽霧性能，但由于所用原料和工藝差異，FEVE涂覆背板性能表現并不統一;FEVE氟涂料替代氟膜，可以靈活調節氟含量和厚度，但實際在市售產品中，出現為控制成本而降低氟含量和嚴重減薄涂層的產品，直接導致背板的耐候性與機械性能下降;涂覆法由于是直接將涂料涂覆在基材表面，容易產生針孔，容易產生霉點和起泡。另外極端氣候下耐風沙磨和冷熱應力表現不一，長期的風沙雪雨等可能會逐漸侵蝕涂層的厚度或導致涂層開裂，影響組件性能。實際案例中也常出現涂層被刮傷、劃破以及大量磨損和孔洞的現象，極大影響光伏組件的運行效率和可靠性，也帶來較大的運維與替換成本。
含氟背板的耐候性表現均較為突出，但是PVDF薄膜在低溫下具有一定的風險;實驗顯示，在-40℃時，一些PVDF薄膜的斷裂伸長率降至20%以下，韌性下降，對應力的抗性下降，一些更是降至接近于0，發生脆化;低溫環境下，PVDF薄膜在冷熱應力和風雪載荷等外力作用下，容出現破損與開裂等情況。
光伏背板行業趨勢分析-需求端
需求端根據實際需求，對于雙面組件的需求持增長態勢，主要包括雙玻組件以及透明背板組件。
雙玻組件近年來滲透率持續提高，主要因為其性能優勢配合需求端的轉變趨勢;優勢主要集中在無機玻璃的材料性能，體現在耐候性、機械性能、阻隔性能、可靠性等;同時也包括雙玻組件的結構，雙面透光對于發電效率具有相當的幫助，試驗顯示背面轉化效率可達正面的60-90%;需求端，隨著我國光伏發展與鋪設重心由西部偏遠地區向中部、東部轉移，所處環境相對較為復雜，特別是陽光房、農業大棚、居民車棚等應用場景，且多為分布式。
雙玻組件的優勢明顯。雙面組件具備雙面發電的性能優勢，具有相當的市場增長空間，目前具有兩類主流的產品，無機雙玻組件以及有機單面透明背板組件;透明背板的優勢明顯，包括輕量化、散熱好以及易搬運與安裝風險小等，適合應用在安裝條件復雜、人工運輸成本較高的特定場景;中國光伏行業協會預測，2025年雙面組件的滲透率或將達到60%，而透明背板的滲透率將占雙面組件的12%左右, 滲透率增速將加快，且伴隨光伏的整體裝機量的不斷提高，對于透明背板的需求將持續釋放;針對市場對背板需求的變化趨勢，透明背板的研發與生產投入將逐步加大。
行業展望：
中國“碳中和”大背景下，光伏作為新能源的重點，廣受追捧，政策端給予大力的支持，包括鼓勵性政策、規范性政策、指導性方針等。截至2021年底，中國光伏發電并網裝機容量達到3.06億千瓦，連續七年穩居全球首位，未來裝機容量仍將爆發增速。
光伏背板作為光伏組件的重要部分，隨著光伏產業的飛速發展，背板的產量與市場需求也日益高漲，目前已形成龐大的產業規模，進入較為成熟行業階段。隨著供給與需求端不斷配合，逐漸形成最合理的產品分布與商業模式，助力行業的健康與可持續發展。
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