实锤!福斯特年报显示:部分TOPCon胶膜越用越差,高水透、低厚度影响组件可靠性!_SOLARZOOM光储亿家
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实锤!福斯特年报显示:部分TOPCon胶膜越用越差,高水透、低厚度影响组件可靠性!
  • 2025-04-10 16:00:33
  • 浏览:2297
  • 来自:SOLARZOOM智库

 2025年4月9日,福斯特公布年报。

福斯特作为光伏胶膜行业过去十多年来当之无愧的“龙一”,其市场份额稳定在60%左右的水平。福斯特的胶膜产品提供给几乎所有的光伏龙头组件企业,故而其数据能较好的代表整个行业的发展情况。

从福斯特的年报数据中,我们发现一个非常严重的行业性问题:在2023-2024年TOPCon市场份额从26.5%大幅提升至71.1%的过程中,福斯特所销售胶膜的“低价值系数”不仅没有下降,反而从84.9%上升到了92.3%。这体现出了部分TOPCon企业在使用胶膜的过程中,不断加大EVA这一低价值胶膜的使用,而减少对水汽阻隔性能更好的POE、EPE胶膜的使用。表面上看,部分TOPCon组件企业以此手段不断降低成本并让利于客户,但实际上,其却是在2024年产能极度过剩、经营严重亏损的大背景下,以牺牲光伏组件产品的可靠性为代价,无底线的内卷,将风险转嫁给了下游的运营商和金融机构。对于广大的光伏电站运营商及金融机构而言,不可不察!

图 1  福斯特所销售胶膜的“低价值系数”在TOPCon份额大幅上升的2024年反而显著上升

一、胶膜的“低价值系数”怎么计算?

胶膜所谓的“低价值系数”,是以胶膜平均价格在EVA~POE价格区间内靠近EVA价格的程度来反映胶膜的平均品质特性。其计算公式如下:胶膜低价值系数=(POE价格-胶膜平均价格)/(POE价格-EVA价格)。

其中,胶膜平均价格,取光伏胶膜行业龙头福斯特的年报数据。POE及EVA的价格,取SOLARZOOM新能源智库的每周市场价格的全年平均数。

图 2  SOLARZOOM新能源智库的历史胶膜含税价格

通过计算胶膜的低价值系数,可以从福斯特的年度胶膜出货价格中,剔除市场价格波动的影响,从而分析出低价值EVA胶膜的占比是否上升。众所周知,POE胶膜的价格比EVA要高出4-5元/平米,而EPE胶膜的价格则比EVA要高0.8-1元/平米。因此,低价值系数越高,胶膜的平均价格越接近EVA的价格而越远离POE、EPE的价格,由此反映EVA胶膜的使用比例在上升。

二、为什么说“低价值系数上升”说明TOPCon组件的胶膜阻水性能越来越差?

在2022年前,光伏组件的出货约90%左右都是PERC组件,PERC组件过去普遍使用EVA胶膜。

从2023年开始,TOPCon组件开始大规模出货:根据CPIA数据,2023-2024年TOPCon产品的份额为26.5%和71.1%。由于TOPCon电池对于水汽较为敏感,TOPCon组件早期较为谨慎的使用POE胶膜。随后,TOPCon企业为了降本并解决胶联性问题而大规模使用EPE胶膜;2024年来,不少TOPCon企业甚至连EPE都不用,而退回使用EVA胶膜。  

表 1  不同粘结胶及其他封装材料的水透率

那么,TOPCon企业加大对EVA的使用,而减少对POE、EPE的使用,又有什么危害呢?从表1的数据可以看出,各类粘结胶的水汽阻隔性能排序为:丁基胶>>POE>EPE>EVA。而各类粘结胶的价格排序为:丁基胶>>POE>EPE>EVA。由此可见,粘结胶的价格排序与水汽阻隔性能排序高度一致。胶膜的平均出货价格越低,则行业组件产品的平均阻水性能越差。

按照技术规律看,当光伏产业从PERC技术升级至TOPCon技术时,为了对抗“TOPCon电池相比PERC电池对水汽更为敏感”这一负面因素,组件企业应该加大对高水汽阻隔性能胶膜的使用。从2022年到2024年TOPCon份额从8.3%上升到71.1%的过程中,理论上福斯特胶膜出货的“低价值系数”应当持续走低。如图 1所示,在2022-2023年,伴随着TOPCon份额从8.3%上升到26.5%,福斯特胶膜出货的“低价值系数”也确实从107%下降到了85%。但在2023-2024年,伴随着TOPCon份额从26.5%上升到71.1%,福斯特胶膜出货的“低价值系数”不降反升,从85%回升到了92%。由此,福斯特的2024年报给出了“TOPCon组件的胶膜阻水性能越来越差”这一行业内公知的秘密以实锤的数据证据!

三、胶膜阻水性能差,会对组件产生怎样的负面影响?

 众所周知,N型电池,无论是TOPCon还是HJT,对于水汽都较PERC电池更为敏感,如不加以控制就会导致严重的衰减现象。那么是怎样的机制导致水汽会加剧TOPCon组件的衰减呢?至少包括以下方面:(1)早期TOPCon电池采用银铝浆,银铝浆中的铝为活泼金属,在湿热情况下会触发电化学反应,导致栅线腐蚀、接触电阻急剧升高。(2)TOPCon电池正背面存在着PID现象,通过高水阻的材料可以有效减少钠离子的穿透。(3)TOPCon电池背面的超薄隧穿氧化层对水汽侵入仍较为敏感,水中的氢离子或者氢氧根离子会与隧穿氧化层中的硅原子发生反应,改变氧化层结构,影响隧穿性能。    

从TOPCon电池2024年大规模导入激光烧结(LECO)技术后,改用纯银浆,从而极大解决了上述第一个机制,但其余机制仍有长期的潜在风险。在TOPCon组件中,水汽通过“边框缝隙→硅胶(高水透)→玻璃间的缝隙→EVA(高水透)→电池片”的路径抵达电池片。若TOPCon企业在上述水汽路径中使用低水透率(高水汽阻隔性能)的POE,则确实可以较为有效的防止水汽抵达TOPCon组件的电池片。但遗憾的是,部分TOPCon企业为了降本,将胶膜的阻水性能要求一降再降,先是从POE降至EPE,又进一步回到了EVA。这就导致了相应的衰减风险。更使得组件使用方焦虑的是,部分TOPCon企业为了降本,在改用纯银浆前就有使用EVA的情况,这些已出货产品中的第一个机制也存在,由此导致的衰减更为严重和明显。

四、HJT组件如何有效防止水汽的透过?

那么,对于HJT组件而言,同样对水汽较为敏感(但机制略有差异),又是如何防止水汽的进入组件的呢?

HJT组件使用了水透率只有0.3g/(m2·天)左右的丁基胶作为其防止水汽进入组件并接触电池片的有效阻隔。HJT组件在两块玻璃之间、EVA及电池之外,打上一圈丁基胶,由此将水汽进入的路径改为“边框缝隙→硅胶(高水透)→玻璃间的缝隙→POE(超低水透)→EVA(高水透)→电池片”。由此,HJT组件可以放心使用低价格的EVA胶膜而无需担心其高水透率导致的衰减问题。    

图 3  HJT组件边框密封丁基胶的示意图

对于HJT组件而言,以“四边使用丁基胶”代替了“双面使用POE胶膜”方案,因而实现了成本与可靠性的兼得。根据HJT组件企业的实际BOM信息,一块2384×1303尺寸的HJT组件,其所使用的丁基胶重量不足100克,而丁基胶的价格已经低于90元/kg,故而,HJT组件的成本结构中,丁基胶的成本只占到了0.01元/W。

五、胶膜的过度降本问题中除了水透问题还应关注厚度问题

 在过去的一年中,在胶膜环节,除了福斯特年报数据中低价值系数上升所折射出的“高水透EVA胶膜使用比例不降反升”,胶膜过度减薄问题所带来的风险也值得关注。

在TOPCon技术大规模导入前,460g/m2的胶膜被普遍使用,但最近一年多来,TOPCon胶膜的克重被逐步降低至400g/m2,EPE、EVA胶膜大约0.94-0.95g/cm2的密度,其胶膜的平均厚度已从0.48-0.49mm降至0.42-0.43mm。这对于组件增加了一定的风险。

根据光伏组件的经验公式,胶膜平均厚度在扣减焊带的直径后应仍然大于0.2mm,否则就有可能导致组件内部机械应力的增加,一旦遇到极端大风,电池片隐裂的概率就大幅上升。   

0BB技术下的TOPCon组件不少采用24mm左右直径的焊带,在使用EVA胶膜的情况下,胶膜平均厚度扣减焊带直径≈0.42-0.24=0.18mm,已经低于0.2mm的经验值。而0BB技术下的HJT组件使用的胶膜、焊带技术组合是“420g/cm2克重胶膜+0.24mm直径焊带”,经计算,胶膜平均厚度扣减焊带直径≈0.44-0.24=0.20mm,正好满足经验公式的最低要求。

【结论】

 根据上述分析,部分TOPCon企业正在大规模使用低价格、低阻水性能的EVA胶膜替代高价格、较高阻水性能的POE 及EPE,可能导致TOPCon组件的长期衰减风险。由福斯特2024年年报数据中公布的胶膜收入及用量,我们计算出全行业胶膜的“低价值系数”在TOPCon组件份额大幅上升的2024年不降反升,实锤了部分TOPCon企业在胶膜使用中为了降本而放松了对胶膜水透率的控制。这不仅会给大量的电站运营商及金融机构带来长期发电量不达预期的风险,还会影响光伏行业在全社会的整体口碑。

HJT电池虽然也对水汽较为敏感,但HJT组件企业通过在玻璃之间、胶膜及电池之外增加一圈丁基胶(其水透率比EVA低2-3个数量级),保证了HJT组件的可靠性。更为重要的是,HJT组件企业所使用的上述方案,在成本上较为可控,由此实现了可靠性与成本的兼得。

除了水透问题,胶膜厚度过度减薄也会带来隐裂风险,TOPCon目前400 g/cm2的胶膜克重与24mm直径焊带的组合,已经突破原先的经验公式,而HJT组件的降本则仍然较为稳健。    

【责任编辑:sunnyz】
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关键字阅读: 福斯特 胶膜
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