2022年以来，受硅料价格高企影响，光伏行业在努力“降本增效”的同时，也把目光转向了更便宜、更高效的新材料上，如钙钛矿的光伏电池，玻纤、聚氨酯的光伏边框，改性硅胶的光伏胶膜等。
2022年以来，受硅料价格高企影响，光伏行业在努力“降本增效”的同时，也把目光转向了更便宜、更高效的新材料上，如钙钛矿的光伏电池，玻纤、聚氨酯的光伏边框，改性硅胶的光伏胶膜等。
然而，随着近期硅料价格“雪崩”，硅片价格大幅下滑，组件价格也被打到了近两年来的最低价。据PV InfoLink最新数据，目前多晶硅致密料均价仅为64元/kg；M10尺寸硅片价格均价跌至2.75元/片、G12尺寸硅片价格跌至3.9元/片；M10尺寸TOPCon双玻组件均价跌至1.50元/ W，G12尺寸HJT双玻组件均价跌至1.63元/W。
近日，《每日经济新闻》记者采访了包括中国巨石（SH600176，股价13.86元，市值554.8亿元）、罗普斯金（SZ002333，股价6.10元，市值41亿元）、福斯特（SH603806，股价35.55元，市值662.7亿元）、锦富技术（SZ300128，股价5.80元，市值63.5亿元）、昆山协鑫光电材料有限公司（以下简称昆山协鑫）、极电光能有限公司等多家产业链公司，试图探究在新变化下新材料的发展。
昆山协鑫董事长范斌博士日前接受《每日经济新闻》记者电线年，钙钛矿首次出现在实验室；2013年，他带领的团队在做钙钛矿的量产开发；2016年，团队被协鑫并购。
2020年，昆山协鑫开始建设首条100MW钙钛矿组件量产型，产品尺寸达1m×2m，预计12个月完成设备安装调试，2021年12月开始试生产，2022年实现产能释放，1m×2m组件的光电转化效率达到16%以上，范斌称，今年的目标是实现18%光电转化效率。
另外，2022年年初，杭州纤纳光电科技有限公司建成100MW钙钛矿产线MW钙钛矿产线月底，据媒体报道，经全球权威机构TUV- SUD的严格检测认证，公司在0.72m2钙钛矿量产组件上创造了17.18%的全面积效率。
那么，是硅料价格高企催生了钙钛矿的量产吗？资料显示，2022年7月初，国内多晶硅价格首次突破30万元/吨，相比2019年的最低价涨了4倍，此后多晶硅价格近5个月居高不下。
直到《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》发布，通知内容涉及多措并举保障多晶硅合理产量、创造条件支持多晶硅先进产能按期达产、鼓励多晶硅企业合理控制产品价格水平等，之后，多晶硅价格开始松动，2022年11月30日，PV InfoLink发布的数据显示，多晶硅致密料成交均价首次跌破30万元/吨。
而据7月5日中国有色金属工业协会硅业分会发布的数据，当周国内N型料价格区间在7.2万元~8.0万元/吨，成交均价为7.42万元/吨，周环比涨幅为0.68%；单晶致密料价格区间在6万元~7.40万元/吨，成交均价为6.57万元/吨，周环比持平。
范斌表示，钙钛矿是一种光伏通用技术，它不是凭空产生的，而是学术界的多年积累，一朝爆发。而且从发展历程来看，2016年的时候，钙钛矿的测试数据就已经有了连续12000小时不衰减的优秀记录，最近又有在晶硅电池测试环境下连续3000小时不衰减的成果。
极电光能副总裁姜伟龙博士向记者介绍，大面积成膜技术在行业内有不同的技术路线，其中两种技术路线正在百兆瓦级别的钙钛矿产线上进行验证。极电光能采用的是自主研发的钙钛矿量产技术，可实现大面积制备、高效率和高稳定性的钙钛矿光伏组件，目前这套技术已经导入至150MW产线中，产品整体性能稳步提升。
在产品稳定性方面，极电光能810cm2的组件也通过了第三方IEC61215的全序列测试认证，这也表明产品稳定性可以通过晶硅光伏产品的稳定性标准的检测，目前公司的0.72m2钙钛矿量产组件的认证测试也正在推进中，后续将收集更多的实测检验数据。
另外，在成本方面，范斌称，虽然目前量产工厂还在效率爬坡阶段，成本难以估算，但从设备价格、能耗、原材料消耗等来推算，钙钛矿的量产早期，应该能做到晶硅组件70%左右的成本，未来大规模量产时，成本可以做到目前晶硅组件成本的一半左右。
“我估计，未来3~5年内，钙钛矿组件可能会出现5~10GW的产能。”范斌说道。
边框是光伏组件的重要辅材之一，成本占比近9%，其中，铝边框的市占率高达96%。在铝边框的制造过程中，加工费一般相对稳定，影响边框价格的主要是铝价。
日前，铝合金边框龙头之一罗普斯金董秘俞军向《每日经济新闻》记者介绍，公司主要为阿特斯、一道等光伏组件厂商提供铝合金边框，销售模式为一季度竞标一次，价格随行就市。目前银白色铝型材的价格为4800元~5000元/吨，黑色铝型材的价格为6700元/吨左右。
据生意社数据，截至7月10日，华东铝市场价为1.83万元/吨，从近三年数据来看，当前铝价较2020年底部时已上涨60%以上。西南证券7月初发布的研报认为，国内电解铝原料成本仍处于下降通道，行业利润跟随铝价波动，预计三季度铝价及行业利润或有下行风险，但权益市场表现偏强。
对此，俞军认为，光伏行业还有5至6年的成长期，边框需求很大，作为辅材制造商，公司方面其实不太希望铝价有大幅波动，最好是平稳或缓慢上行。
另一方面，在面对海上、滩涂、盐碱地等场景时，光伏组件要求具备较强的耐腐蚀性，而铝是活泼金属，与酸碱都能发生反应，导致传统铝边框方案很难保证25年使用寿命。
2022年以来，晶科能源、隆基绿能、亿晶光电等光伏龙头纷纷开展复合材料在光伏边框领域的应用。如2022年8月，晶科能源方面与德毅隆、科思创投资组成的参编单位，就关于《晶体硅光伏组件用玻纤增强复合材料边框的技术标准》立项展开讨论；2022年12月，隆基绿能与万华达成战略合作，其中包括聚氨酯复合材料边框合作等。
更早有所布局的是阿特斯，在2013年，公司就与德毅隆共同合作对玻纤聚氨酯复合材料多项性能全面测试，2014年~2015年，公司的复合材料边框组件应用于上海和浙江2个分布式屋顶光伏项目。
对此，中国巨石证代沈国明在2022年年度股东大会上提及，公司正在和下游客户共同研发推进使用玻纤替代光伏组件中的铝合金边框等部件，目前已经到了最后的验证阶段。“玻纤边框最大的优势是能降低10%左右的成本，同时能更好地适应一些恶劣的环境，据计算，1GW的光伏组件大概需要3000吨玻纤，未来需求潜力较大。”
近日，沈国明向《每日经济新闻》记者进一步介绍称，玻纤产品的耐腐蚀性、电绝缘性、抗雾化、抗弯曲的性能都比铝合金要好很多，从成本上来看，铝合金价格近期又有所上涨，而玻纤性价比更高，导致玻纤边框成本比铝合金边框要低10%~15%。
对于玻纤边框的验证工作，沈国明表示，目前正处于组件厂商向第三方机构认证阶段，个别企业已经通过认证，但就未来大规模量产而言，还需要时间，“一些光伏项目的招标，对光伏组件的要求还没有转变过来，还停留在传统铝合金边框，我希望有关部门、行业协会能出台一系列规范或标准，为玻纤边框的推广和使用提供指导意见和更多支持。”
近年来，由于光伏行业快速发展，对光伏级EVA、POE产生了巨大需求，国内多家企业纷纷扩产。中商产业研究院数据显示，2022年，中国EVA总产能达到215万吨/年，总产量约167.55万吨，消费量约276.1万吨，自给率达60.7%，全球POE产能约108万吨，我国POE需求量为69.2万吨，同比增长8.09%，进口POE 69.2万吨，同比增长8.09%。
值得注意的是，目前，POE核心技术暂被国外企业掌控，国内还没有规模化POE生产企业，全球POE产能主要集中在陶氏化学、埃克森美孚、SK和三井化学等少数企业手中。智研咨询数据显示，全球POE产能中，陶氏化学产能占比约42%，是全球最大的POE生产商；埃克森美孚和SK产能均为19万吨，占比均为19%；三井化学拥有17万吨POE产能，产能占比约为16%。
据福斯特方面介绍，今年预计POE类（POE胶膜和EPE胶膜）的胶膜出货占比40%~50%，预计在8亿~10亿平米，随着TOPCon组件封装部分采用EPE胶膜材料，预计POE粒子的供应紧张情况可以得到缓解。
此前因与光伏龙头开展改性硅胶全贴合工艺替代EVA、POE胶膜层压工艺验证，锦富技术在光伏圈引发关注，《每日经济新闻》记者也于公司2022年年度股东大会后专访了董事长顾清。
据顾清介绍，光伏企业非常有兴趣导入新技术降低全行业成本。其中，光伏胶膜首先离不开EVA、POE两种材料，但EVA遇水易发生酸化反应，对焊带、焊线、玻璃等造成腐蚀，从而影响组件寿命；其次，原有层压工艺一是要求胶膜有一定的厚度，二是会导致一些焊点或者焊带隐裂，造成不良损耗；再者，胶膜与电池片之间始终存在空隙，在微观中光线仍有若干次折射、反射。
“我们的优势，一是光学硅胶理论上的透光率可达99%，相比EVA多了7个百分点；二是涂胶工艺相比层压工艺减少了能耗和胶使用量，并且可以针对不同的产品、焊点的高低去设计胶层的厚度；三是真空全贴合工艺能避免层压工艺带来的隐裂，简化了后续检测流程。”顾清说道。
顾清表示，经过与光伏龙头通威股份、爱旭股份等企业的数轮联合验证，通威认可了公司的改性硅胶全贴合工艺能降低组件制造成本、简化工艺的可能性，也认为这一方向是正确的，但该工艺仍有许多问题需要双方合理解决，如材料透水性的解决、生产线的简化、加工速度的提升等。
其中，一是改性硅胶的透水性问题，需要公司不断研发、验证新解决方案，按照一个解决方案测试耗时5天来计算，公司目前考虑十几个解决方案仍需数月才能完成测试，此后还有工艺优良性、成本效率平衡等多方面论证。
二是生产线的简化，公司原有柔性生产线可以加工从手机到大型显示器不同尺寸的屏幕，但不适用于光伏行业电池片的单一尺寸生产线，公司需要简化生产线减低固定资产摊提。
三是加工速度的提升，由于此前公司生产线没有强制速度要求，对大型显示器屏幕的加工速度只有一分钟一片，但光伏电池片的下片速度很快，要求涂胶生产线秒一片，这要求公司重新设计出适配的产线。
“目前，材料研发上已经没有实质性障碍，最大的难点是生产线的适配及改进，按新工艺制造的光伏组件也需要经各种实际工况的验证，预计还要4~6个月。”顾清表示。
硅料快速降价，是否意味着高成本、高技术的光伏新材料、新工艺研发会陷入停滞？
另外，面对蓬勃发展的光伏新材料、新工艺，当前“旧材料”“老工艺”是否会被行业浪潮所淘汰？
昆山协鑫董事长范斌博士表示，钙钛矿的材料特性和生产工艺，导致其对晶硅电池所需辅材有了许多不同需求，比如只能使用POE胶膜，玻璃会换为浮法玻璃，不再需要焊带、银浆等，“如果叠层成为市场主流，那么晶硅行业并不会被淘汰，会继续生存下去。”
极电光能副总裁姜伟龙博士说，在钙钛矿、TOPCon、HJT等新技术的拉动下，对产品轻量化、低温封装技术等方面产生了需求，如应用玻纤、聚氨酯复合材料制造的边框确实对于减重轻量化，降低运输成本，提升安装搬运效率方面起到积极作用；同时利用改性硅胶全贴合工艺替代EVA、POE层压工艺，来降低封装高温带来的影响，（这一方面）也有积极作用。
中国巨石证代沈国明分析认为，在目前光伏组件企业“内卷”的当下，下游厂商更加关注成本，关注复合材料，从全产业链的角度，生产玻纤边框的耗电量、碳排放量比铝边框要低，自然更具优势。
福斯特方面表示，有机硅类的材料由于性价比方面的原因，在光伏封装领域一直没有得到大规模的应用，公司2016年开展过有机硅封装材料的新项目开发，当时主要是应用于高端LED的封装，后面由于市场变化项目没有继续推进，但是过程中也积累了有机硅的技术平台，未来如果有机硅材料在光伏组件封装领域能够得到应用，公司可以快速开展生产。
在记者采访过程中，不少企业管理者认为，降本增效是光伏行业一以贯之的经营战略，度电成本即使每瓦只降低1分钱，企业都是乐见其成的，而这必然离不开光伏新材料、新工艺的落地。