什么是光伏玻璃?
光伏玻璃,亦稱“光電玻璃”。一種將太陽能光伏組件壓入,能夠利用太陽輻射發電,并具有相關電流引出裝置以及電纜的特種玻璃。由玻璃、太陽能電池片、膠片、背面玻璃、特殊金屬導線等組成,是一種最新穎的建筑用高科技玻璃產品。

圖片來源:旗濱集團

圖片來源:信義光能
光伏玻璃的主要成分
光伏玻璃的主要原料成分包括石英砂、純堿、石灰石、白云石、硝酸鈉、芒硝、焦銻酸鈉、氫氧化鋁等。石英砂主要是起著網絡形成體的作用,用量通常占據玻璃組分的大半,純堿主要作用是提供氧化鈉,主要是降低玻璃的熔制溫度;石灰石的主要作用是調整玻璃的黏度到合適的值,使得玻璃成型時間滿足成型要求,芒硝的作用主要是作為澄清劑,用來排除玻璃中的氣泡,提供玻璃的透過率。

光伏玻璃原料和分類(圖源:楊帆,等. 《綠色建材評價標準 光伏玻璃》標準解讀)
光伏玻璃的制備工藝,光伏玻璃通常采用壓延法制備,其中生產過程可分為原片生產和深加工兩個階段;原片生產主要包括配料、熔化、壓延、退火、裁切;在壓延過程中,1100℃左右的熔融玻璃,經過壓延機輥子以一定的速度壓延、冷卻,達到一定厚度、一定板寬、一定花型、透過率為 91.5%的玻璃板,而后經過退火窯的退火,使玻璃板有相對穩定的應力曲線分布,達到具有一定的強度,不易破碎、有利于切割、加工的玻璃板。需要指出的是,光伏壓花玻璃同浮法玻璃的生產線存在差異,假如光伏玻璃供不應求是無法從浮法玻璃生產線直接切換的。
深加工過程通常是將原片玻璃鍍膜和鋼化,鍍膜是為了提高光伏玻璃的透光率,鋼化則是為了增加玻璃的機械性能,鋼化后的玻璃抗彎強度是普通玻璃的 3~5 倍,抗沖擊強度是普通玻璃 5~10 倍,提高強度的同時亦提高了安全性。
光伏玻璃在組件中的作用
光伏玻璃是光伏組件的重要組成部分,其作用是:
①將光伏組件中的核心部件——晶硅片封裝保護起來;
②將太陽光最大限度地透射到電池硅片上,通過電池硅片將光能轉化為電能。

太陽能電池組件結構示意圖

圖:光伏&光伏玻璃產業鏈
來源:Wind,信達證券研發中心
光伏玻璃分類及生產工藝
光伏玻璃的分類主要有超白光伏壓花玻璃(又稱超白光伏壓延玻璃)、超白加工浮法玻璃、TCO玻璃和背板玻璃等,主要特點如下圖:

光伏玻璃主要是用于封裝晶硅太陽能電池的超白壓延玻璃或制備薄膜電池用基板的超白浮法玻璃。

光伏玻璃分類(圖源:宗學濱.光伏玻璃用原料的產業現狀和趨勢)
超白壓延玻璃與減反玻璃
超白壓延玻璃
超白玻璃也稱低鐵玻璃、高透明玻璃,是一種超透明堿石灰低鐵浮法玻璃。

超白玻璃的可見光透過率高,達到了98%以上,含鐵量低于100ppm,與普通玻璃不同,呈現在眼前的不再是那種青綠色。
超白玻璃按照工藝不同,可以分為超白壓延玻璃和超白浮法玻璃。
超白壓延玻璃是指利用壓延工藝生產的超白玻璃。主要應用于晶硅電池,其優點是:擁有高太陽能透過率、低吸收率,高反射率,可以最大范圍、最大限度的吸收太陽能的輻射熱量,提高太陽能電池的光電轉換效率。

同時,高強度、能耐太陽紫外光線的輻射,透光率不下降,可以更加有效地延長蓋板玻璃的使用壽命,在各種環境下的耐堿能力、抗發霉能力和抗老化性能均比普通平板超白玻璃增強,作為太陽能組件的蓋板玻璃,能夠有效保護太陽能電池不受外界的損壞,而經久耐用。

壓延法是利用壓延機將熔窯中出來的玻璃液成型,再經退火、切裁而得壓延原片玻璃,目前超白壓延玻璃為主流生產工藝。

超白壓延玻璃的正面用特殊的絨面處理以減少光線反射,反面用特殊花型處理以增強不同入射角的光線透過率,透光率可達91.5%以上。

超白壓延玻璃作為光伏電站的關鍵組件,其高透光率、機械強度和耐候性等優良特性,使其在提高光伏系統效率、延長使用壽命和降低維護成本方面發揮了重要作用。同時,其生產工藝和材料選擇注重環保和可持續性,有助于光伏行業的綠色發展。隨著科技的發展,在超白壓延玻璃的基礎上,為了減少光的反射,升級版光伏減反玻璃應運而生!
光伏減反玻璃
光伏減反玻璃是鍍膜玻璃的一種,是在超白光伏玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜,以減少光的反射,改變玻璃的光學性能,滿足某種特定要求。

光伏減反玻璃是太陽能光伏電池組件的封裝材料,主要用作太陽能電池組件的前、后蓋板,通過減少對太陽光的反射、吸收和散射,增加透光率,提高太陽能光伏電池組件的光電轉換效率。

光伏減反玻璃的薄膜層又稱為減反射涂層。這種在玻璃表面制備的減反射層,可采用真空沉積法、浸蝕法和高溫燒結法等工藝。一般選用浸蝕法工藝為多。
浸蝕法工藝是指浸涂硅酸鈉與化學處理相結合制備減反射玻璃,經濟又簡便,其工藝流程大致如下:
玻璃原片→洗滌干燥→浸人硅酸鈉溶液→提取玻璃→低溫烘干(或自然風干)→二次化學處理→提取并烘干→檢測(透光率、反射率及膜厚)→包裝→出廠

浸蝕法工藝可使玻璃透光率比原先提高4%~5%;如3mm光透過率由原來 80%提高到 85%,折射率較高的超白玻璃(含鐵量較低),光透過率可從原來 86%提高到 91%。這種涂層與玻璃能夠牢固地結合,經測試表明其耐磨性非常好。

綜上所述,通過在光伏玻璃上制備減反膜可以提高可見光的透過率,能夠提高光伏電池組件的整體輸出功率,減反膜技術對太陽能光伏產業提升效益和降低成本具有直接的貢獻。
我國光伏玻璃產業發展階段
從進口替代到引領全球,行業始終保持較高集中度。國內光伏玻璃產業經歷了三階段:

光伏玻璃產能及龍頭企業布局
根據企查貓披露的數據,自2015年以來我國光伏玻璃行業企業數量持續增長。截至2024年5月,目前我國光伏玻璃行業內企業數量超過7500家,其中2023年新增注冊企業數量為1603家,為近10年來數量最多的年份,同比增速達到53.99%。2024年1-5月光伏玻璃行業新增注冊企業數量為600家,仍保持高位,光伏玻璃行業熱度不減。

2021年以來,隨著我國光伏玻璃產能置換政策的放開,我國光伏玻璃行業產能開始快速擴張。近兩年,我國光伏玻璃在產產線數量與在產窯爐數量持續不斷上漲,截至2024年5月24日,在產產線量為537條,而在產窯爐數量則為128座,較兩年前均有較大提升。


信義光能

信義光能是全球領先的光伏玻璃制造商。于2013年12月12日在香港聯交所主板上市。
公司專業從事光伏玻璃生產制造及光伏電站開發建設,主要產品包括超白太陽能壓花玻璃(原片及鋼化片)、減反射鍍膜玻璃及背板玻璃,為全球主要的光伏組件廠商提供光伏玻璃產品。目前,信義光能共擁有八大光伏玻璃生產基地,分別位于中國安徽省蕪湖市、廣西省北海市、江蘇省張家港市、天津市和馬來西亞馬六甲市等,于2024年6月30日,日熔化量達29,000噸。
福萊特

福萊特玻璃集團創始于1998年6月,是目前全球最大的光伏玻璃生產商之一,集玻璃研發、制造、加工和銷售為一體。集團主要產品涵蓋太陽能光伏玻璃、優質浮法玻璃、工程玻璃、家居玻璃四大領域,并涉及太陽能光伏電站的建設和石英巖礦開采,通過多年關鍵核心技術研發與產品迭代,如今已形成完整的產業鏈。
公司于2015年11月在香港聯交所上市,2019年2月在上海證券交易所主板上市,成為嘉興市第一家A+H兩地上市企業,目前公司光伏玻璃市占率約30%。福萊特以全球視野積極布局浙江嘉興、安徽滁州、江蘇南通、越南等生產基地,從未停止發展腳步。
旗濱集團

株洲旗濱集團股份有限公司(簡稱“旗濱集團”)成立于2005年,2011年在上海證券交易所A股上市,是一家集硅砂原料、優質浮法玻璃及深加工、節能建筑玻璃、光伏玻璃、高性能電子玻璃、中性硼硅藥用玻璃研發、生產、銷售為一體的創新型國家高新技術企業。
集團生產基地分布在湖南醴陵、湖南郴州、福建漳州、廣東河源、浙江紹興、浙江長興、浙江平湖、浙江寧波、云南昭通、天津、馬來西亞森美蘭州及沙巴州等地。擁有24條優質浮法生產線、9條光伏玻璃生產線、4條高性能電子玻璃生產線、2條中性硼硅藥用玻璃生產線、11條鍍膜節能玻璃生產線、33條中空玻璃生產線,在建2條光伏玻璃生產線。在湖南郴州、湖南醴陵、廣東河源、福建漳州、云南昭通、馬來西亞沙巴配套建設普通硅砂或超白硅砂礦。此外,公司深耕東南亞市場,建立全球營銷中心,獲得了海外資源供應和項目配套的政策扶持,為推進共建“一帶一路”戰略,加快光伏玻璃國際化發展奠定了良好基礎。
旗濱集團當前主要產品有優質浮法玻璃、超白浮法玻璃、著色玻璃等玻璃原片;各種離線LOW-E低輻射鍍膜玻璃、陽光控制鍍膜玻璃、減反射鍍膜玻璃、抗菌玻璃、在線鍍膜玻璃、鋼化玻璃(含彎鋼)、夾層玻璃、彩釉玻璃(含數碼打印)、中空玻璃及由上述玻璃構成的各種復合節能玻璃;光伏光電高透基板玻璃;高、中鋁超薄電子玻璃,微晶玻璃,中性硼硅藥用玻璃素管等。
彩虹新能源

彩虹集團新能源股份有限公司為中國電子信息產業集團有限公司所屬彩虹集團有限公司旗下控股子公司,于2004年在香港聯交所上市,專業從事新能源光伏玻璃的研發、生產和銷售。
公司以全球領先的光伏玻璃窯爐關鍵技術為基礎,與知名高校、研究院所攜手,圍繞光伏玻璃薄型化、大型化、BIPV、特種功能性材料、智能裝備等前沿技術,建立產學研用一體化研發平臺,規范和完善行業標準,注重節能環保,引領綠色制造。
亞瑪頓

常州亞瑪頓股份有限公司(簡稱“亞瑪頓”)成立于2006年,2011年在深交所中小板上市,是國家級高新技術企業、全國制造業單項冠軍(產品)企業、國家知識產權示范企業、全國工商聯新能源商會副會長單位、中國建筑與工業玻璃協會副會長單位、江蘇省新一輪創新型領軍企業、常州市光伏行業協會會長單位。
亞瑪頓是技術主導型的制造企業,始終專注于光伏鍍膜玻璃、超薄物理鋼化玻璃和雙玻組件的研發、生產和銷售。憑借在前瞻領域的巨大研發投入,亞瑪頓不斷推陳出新,通過采用先進的大尺寸薄型熱鋼化技術,將鋼化玻璃減薄至2mm及以下,搭載高性能減反射鍍膜技術,配合獨特的光伏組件設計理念,創新開發了超薄雙玻組件,助力光伏行業進入更薄、更輕、更耐久的“輕量化”時代!
光伏玻璃未來發展趨勢
一、光伏發電需求增多,拉動光伏玻璃需求上漲
在全球低碳經濟與能源革命的大趨勢下,我國環保政策趨嚴,國家始終重視新能源產業的發展,陸續出臺大量的政策鼓勵,扶持新能源產業的發展。我國提出“碳中和、碳達峰”的目標,未來光伏發電作為極佳的清潔能源,也將從當前的輔助能源逐漸成為主力能源。光伏發電需求的增長,也必然將帶動光伏玻璃需求的增長。
二、多重因素影響下,光伏玻璃將實現量價齊升
在我國“雙碳政策”的推動下,新能源產業將持續向好發展。而光伏玻璃需求增長,將促使企業紛紛擴建擴產,光伏玻璃產量將繼續提升。但今年國際能源局勢加劇,光伏玻璃的上游石油、純堿等原材料價格上漲,光伏玻璃企業的生產成本上漲。光伏玻璃上游價格上漲,下游需求增多,在產業鏈的傳導作用下,將推動光伏玻璃價格上漲。
三、光伏玻璃產能產量持續提升,全球市場滲透率增強
在政策和市場的多重因素影響下,我國光伏產業發展較快,也帶動了光伏玻璃產業的快速擴張。光伏玻璃作為特種玻璃的一種,技術要求高,近年來,我國光伏玻璃企業也都在技術上刻苦鉆研,取得了較大的突破。目前我國光伏玻璃產業已經走在世界前列,成為光伏玻璃生產大國。我國光伏玻璃企業還在繼續擴建擴產,未來我國光伏玻璃的全球市場滲透率將進一步增強。
內容資料參考來源:能課堂、信義光能、福萊特、旗濱集團、彩虹新能源、亞瑪頓、2024石英大會、福伏科技
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