漲價正成為2021年光伏行業(yè)的關鍵詞，這其中不僅是來自于由多晶硅料主導的組件上下游成本的持續(xù)攀升，受全球大宗商品普漲的影響，化工材料價格也屢創(chuàng)新高，間接也導致了光伏組件成本持續(xù)上漲。近日，光伏們了解到，受化工行業(yè)PVDF樹脂價格上漲影響，目前市場主流的KPC結(jié)構(gòu)背板漲幅已經(jīng)超過了30%。
除了價格之外，PVDF樹脂的供應問題也日趨緊張。5月中旬，涂料巨頭阿克蘇諾貝爾亞太區(qū)發(fā)布供貨緊急溝通函。該企業(yè)在溝通函中表示，關鍵原材料PVDF樹脂上游原材料近幾個月內(nèi)價格漲幅超過200%，未來有更高漲幅趨勢。鑒于當前形勢，自2021年6月1日開始，所有產(chǎn)品線執(zhí)行月度報價，6月份及后面一段時間的供貨量會有相應的限制。
數(shù)據(jù)來源：氟化工
根據(jù)資料，PVDF的下游應用領域覆蓋鋰電粘合劑、涂料、注塑料、PVDF薄膜(光伏)、水處理膜等諸多應用。今年以來PVDF樹脂價格暴漲，一方面與其上游材料價格上漲有關，另一方面也與鋰電池市場的快速增長密不可分（PVDF樹脂用于鋰電池的粘結(jié)劑）。
據(jù)了解，由于電動汽車的市場驟起，今年以來鋰電池對PVDF樹脂的用量急劇增加，鋰電池巨頭在全球范圍內(nèi)搶占PVDF樹脂產(chǎn)能。另一方面，PVDF樹脂的擴產(chǎn)周期約為2-3年，嚴重滯后于鋰電池需求的增長速度，所以新的擴產(chǎn)計劃”遠水解不了近渴“。
雪上加霜的是，鋰電池用PVDF樹脂價格遠高于光伏、涂料、化工防腐件等領域的產(chǎn)品價格，導致PVDF樹脂生產(chǎn)商紛紛將現(xiàn)有產(chǎn)能傾斜到鋰電池領域的生產(chǎn)，這進一步加劇了其他應用領域的供不應求形勢，這其中便包括光伏發(fā)電用PVDF膜。
平價時代選型需兼顧供應與可靠性
平價時代選型需兼顧供應與可靠性
面對光伏平價之后的“毫厘必爭”，原材料漲價毫無疑問給光伏行業(yè)帶來了巨大的降本壓力。不僅如此，在全球光伏下游需求持續(xù)火爆的背景下，產(chǎn)品的供應鏈管理也將成為平價時代的關鍵一環(huán)。作為光伏組件中承擔保護重任的背板，雖然成本占比微不足道，卻也是不可或缺的關鍵輔材。
目前，市場上主流的背板類型主要有兩種，一是以PVDF膜為基礎的KPC結(jié)構(gòu)背板，二是以福斯特為代表的少數(shù)企業(yè)研發(fā)的含氟涂料的涂覆成膜技術。目前，這兩條技術路線均實現(xiàn)了下游電站端的大規(guī)模應用。在PVDF膜現(xiàn)面臨原料供應短缺和成本上漲過快的當下，雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）由于不受上游原料供應限制，從供應穩(wěn)定性和成本方面都將凸顯出更高的價值。
圖1 雙涂型含氟背板的結(jié)構(gòu)示意圖
截至目前，福斯特已經(jīng)累計出貨雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）超過1.5億平米，使用客戶超過50多家，累計安裝了約25GW的電站，至今為止電站客戶端的質(zhì)量投訴為0。在光伏組件的認證測試中，CPC背板可達到IEC標準的2倍甚至3倍的測試要求。
眾所周知，盡管光伏背板在組件成本構(gòu)成中占比僅為1%左右，但其對電池片的保護卻直接決定了光伏組件的戶外發(fā)電能力，簡言之，可靠性是組件企業(yè)選擇背板的決定性因素。正因如此，組件企業(yè)在導入背板供應商時，往往需要經(jīng)歷長時間的認證過程。
顯然，作為背板企業(yè)的“老兵”，福斯特深諳行業(yè)痛點。為了更好的驗證雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）的可靠性，福斯特選取了青海和甘肅兩地強紫外、多風沙及氣候溫差大的典型高原地區(qū)光伏發(fā)電項目進行了實地驗證。項目情況如下：
項目一：位于青海共和縣恰卜恰鎮(zhèn)某光伏電站，總規(guī)模30MWp，所有組件采用多晶60PCS版型，于2013年并網(wǎng)發(fā)電，該項目組件全部采用福斯特的雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）。
項目地點：青海共和縣、海拔3100米、沙化土地
并網(wǎng)時間：2013年12月
氣候特點：高原強紫外、高風沙、年輻照量約2000kWh/m2
圖2 青海共和30MWp某光伏電站
項目二：位于青海共和縣塔拉灘的某100MWp組件實證基地，該基地建成于2016年，是國內(nèi)最大的，對組件中各類材料、系統(tǒng)、安裝等多維度實證對比的試驗基地，其中在組件材料對比區(qū)，有176件組件（單晶60PCS版型）采用了福斯特的雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）。
項目地點：青海共和縣、海拔3100米、沙化土地
并網(wǎng)時間：2016年10月
氣候特點：高原強紫外、高風沙、年輻照量約2000kWh/m2
圖3 青海共和某組件實證基地
項目三：位于甘肅省永昌縣曹西堡河清灘的某200MWp光伏電站，是甘肅省內(nèi)規(guī)模最大的電站之一，項目一期100MWp規(guī)模，于2013年2月電站并網(wǎng)發(fā)電，項目組件（多晶60PCS版型）全部采用福斯特的雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）。
項目地點：甘肅永昌縣、海拔1700米、戈壁地形
并網(wǎng)時間：2013年2月
氣候特點：高紫外、高風沙、年輻照量約1800kWh/m2
圖4 甘肅永昌200MWp某光伏電站
十年戶外應用權威數(shù)據(jù)：發(fā)電穩(wěn)定
十年戶外應用權威數(shù)據(jù)：發(fā)電穩(wěn)定
不僅如此，為了充分驗證雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）在實際戶外使用過程中性能的表現(xiàn)情況，福斯特從青海共和一座于2013年并網(wǎng)的光伏電站中選取了若干組件，針對CPC背板樣品進行了實驗室數(shù)據(jù)分析，重點對空氣面的涂層厚度、附著力、顏色、光澤度及背板的機械性能、水汽透過率等主要性能指標進行了測試。
圖5 電站項目地組件取樣登記
實驗數(shù)據(jù)顯示：
通過對服役組件上取樣的背板進行的材料厚度的檢測發(fā)現(xiàn)，各層材料厚度基本無變化，外層涂層經(jīng)過近十年的戶外使用，并沒有出現(xiàn)減?。▓D6）。
通過背板的顏色、光澤度等指標進行對比，可以看到的是，在高原強紫外的環(huán)境中，背板涂層也并未出現(xiàn)黃變(圖7中b值)，背板整體的顏色基本與初始樣品一致；光澤保持率作為涂層的一項重要指標，用于評價涂層表層是否有粉化侵蝕等，在本次的樣品測試中，BEC-301背板外涂層的保光率仍達95%，說明背板在該氣候條件下，表層并未受到明顯的風沙侵蝕，表面狀態(tài)仍然完好如初。
針對背板的機械性能、電氣性能、阻隔性能等進行了全方位的對比分析：高原戶外環(huán)境與強紫外老化的環(huán)境較類似，從圖8 我們可以看出戶外老化的背板性能比實驗室UV老化180kWh的各項性能指標均要好。（備注：以高原年輻照量2000kWh/m2，UV占比4%，10%的地面反射率，9年戶外的UV老化輻照量為180kWh）
圖6 CPC背板的各層厚度（左圖為留樣；右圖為電站背板取樣）
圖7 CPC背板空氣面Lab值變化（分6個測試區(qū)域）
圖8 實證CPC背板與實驗室老化樣品性能對比
圖9 CPC背板初始樣與戶外樣對比
綜合上述分析測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在青海、甘肅兩地的強紫外、多風沙、氣候溫差大的高原地區(qū)條件下，經(jīng)歷了接近十年的戶外應用后，福斯特雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）各方面的性能保持非常優(yōu)秀（圖9），主要體現(xiàn)在以下五點：
1、空氣面涂層的外觀顏色值基本不變，黃度指數(shù)增長很小，光澤度保持率高，能耐住強紫外的破壞；
2、空氣面涂層厚度基本無減薄現(xiàn)象，能滿足此類地區(qū)風沙的侵蝕；
3、空氣面涂層附著力保持100%，不存在涂層脫落、開裂、粉化等現(xiàn)象；
4、CPC背板整體水汽透過率能保持在低于2g/m2.d；
5、CPC背板的機械性能保持90%以上：拉伸強度大于100Mpa，延伸率大于80%。
圖10 使用時間超過10年的光伏組件、背板為福斯特雙涂背板
除了上述的數(shù)據(jù)分析之外，福斯特還走訪了數(shù)座大型地面光伏電站，檢查了大量使用福斯特雙涂型含氟結(jié)構(gòu)的背板（CPC）的光伏組件，均未發(fā)現(xiàn)有肉眼可見的鼓包、粉化、開裂、脫落、黃變等不良現(xiàn)象，組件的發(fā)電功率表現(xiàn)穩(wěn)定。同時，在考察過程中，在同個發(fā)電項目的組件試驗材料對比區(qū)中也觀察到了一些非氟背板整體開裂的現(xiàn)象，這些數(shù)據(jù)也證明了材料在戶外實地的失效基本與實驗室加速老化產(chǎn)生的失效較為吻合。
圖11 非氟背板沿焊帶開裂的現(xiàn)象
福斯特認為，經(jīng)過對青海及甘肅地區(qū)的地面光伏電站的實際考察，可以證明雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）在此類強紫外、多風沙、氣候溫差大的地域環(huán)境下，完全可以為組件提供可靠的保護。后續(xù)福斯特還將繼續(xù)考察更多項目，跟蹤在不同地域氣候條件下雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板在電站項目上的應用情況。
福斯特從2008年開始致力于涂覆型背板的研發(fā)，十年磨一劍，在涂層配方的改性技術與精密涂覆加工技術方面積累了豐富的經(jīng)驗，對如何提高氟涂層致密成膜，耐候性，絕緣性，及與PET等材料的高粘結(jié)力等技術難題方面掌握核心技術，產(chǎn)品十多年來的應用表現(xiàn)積累了良好的市場口碑。截至目前，福斯特光伏背板累計出貨45GW，其中雙涂型含氟結(jié)構(gòu)背板（CPC）占比超過50%。
目前該公司擁有年產(chǎn)能約8000萬平米（約13GW）的光伏背板規(guī)模，新建1.1億平米（約18GW）的光伏背板項目正在抓緊建設中，預計2022年上半年開始陸續(xù)釋放新產(chǎn)能，全部達產(chǎn)時可供貨量超過30GW組件的需求。據(jù)介紹，福斯特可為客戶提供各種類型的常規(guī)背板以及大尺寸、高反黑、透明等全系列背板，始終致力于提供優(yōu)秀品質(zhì)的背板產(chǎn)品，為客戶的組件保駕護航！
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