国产 PVDF 薄膜的发展与创新+王同心
2019年 11月 21日 1 上海 Contents 目录 2 国产氟膜 的产业化 ( 2013-2017) 02 PartTwo 国产氟膜 做大做强 ( 2018-2019) 03 PartThree 国产氟膜 创新引领 ( 2019年 -未来) 04 PartFour PVDF薄膜 基本介绍 (2013-2017) 01 PartOne Contents 目录 一、 PVDF薄膜基本介绍 3 光电网联美好生活 一 、 PVDF薄膜基本介绍 1、 氟膜与光伏发电 4 光伏电站 光伏组件 光伏背板 氟膜需具备的性能: 1. 耐紫外; 2. 耐风沙; 3. 良好的机械性能 4. 耐湿热; 5. 耐高低温; 6. 耐溶剂; 7. 阻燃; 氟膜 作为耐候层,用于光 伏 背板复合 , 为光伏背板 提供耐候性保护 ,从而保护 光伏组件使用寿命,最终保障光伏电站的寿命 ,是光伏行业关键材料! 光电网联美好生活 5 high chemical corrosion resistance(高耐化学腐蚀) heat resistance(耐热) high abrasion resistance(高耐磨) withstands exposure to harsh thermal and chemical conditions(可长期暴露下严苛热和化学环境下) unaffected by long-term exposure to ultraviolet radiation (可耐长期紫外辐照) PVDF薄膜基于 PVDF树脂的优异特效,通过加工而 成,具有抗紫外、耐磨、耐腐蚀等优异特效! 一 、 PVDF薄膜基本介绍 2、 PVDF薄膜基本性质 Contents 目录 二、国产氟膜的产业化( 2013-2017) 6 光电网联美好生活 一 、 国产氟膜的产业化 1、 氟膜国产化背景 7 高价格 交期长 预付款 备库存 国外氟膜垄断 下游光伏辅材发展难 1. 氟膜种类包括 PVDF薄膜和 PVF薄膜,是基础材料; 2. 2013年氟膜全部进口,价格高、预付款、交期长,严重制约光伏背板和国内电站建设( 531); C C H H F F n C C H H F H n PVDF薄膜: PVF薄膜: 吹膜 流延 溶剂双拉 光电网联美好生活 2、 氟膜上下游产业 8 PVDF树脂 CaF2 VDF单体萤石矿 PVDF/TIO2/添加剂 PVDF薄膜 东岳、阿克玛、苏威中国产量 3MT/5.5MT 国外: A、 S 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 9 中国是萤石储量约占全球的 60%,以此为基础,中国有完整的氟化工产业,自 1950年开始至今,已经形成了无机氟 化物、氟碳化学品、含氟聚合物及含氟精细化学品四大类产品体系和完整门类。氟化工规划已经发展到 “ 十三五 ” 。 中国主要氟化工企业代表 一 、 国产氟膜的产业化 3、 氟膜国产化产业基础 光电网联美好生活 4、 中天氟膜国产化之路 10 2013年 2015年 2015年 5月完成设 备安装 同时完成净化车间 建设 2017年 2017年中天 M2系 列产品完成批量生 产 10月完成二期投产 2019年 中天 M3系列产品 开发成功 产能 2亿平米 /年 , 配套组件 50GW 2014年 2016年 2018年 中天氟膜三期项目投 产 目标产能 2亿平米 /年 1.5亿平米 中天氟膜累计销售超过 1.5亿平米 30GW 采用中天氟膜的光伏组件装机量超过 30GW 中天氟膜 2013年立项,经过三年的研发, 2016年投产,目前产能 2亿平米,可封装组件 50GW。 2016年 5月 11日 完成生产调试 产能 3000万平米 /年 2014年 7月项目 厂房动工 同时完成设备采 购 2013年 7月中天 科技立项 光伏背板用 PVDF 薄膜项目 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 5、 中天氟膜掠影 11 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 6、 中天氟膜智能生产 12 自动计量混合系统 全自动化 WPC物料处理系统 厚薄均匀度 3%-5%自动化的产线 江苏省示范智能车间 外观优异 1. 秉承 “ 全球配置经济发展空间 ” 理念,与全球最优秀的设备厂家合作,开发 PVDF薄膜专用生产系统; 2. 采用自动计量系统与 WPC物料处理系统,建成智能车间,实现高品质 PVDF薄膜规模生产。 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 7、 中天 M2氟膜 ——替代进口 13 M系列: 1. M取 ZTT-JMF中的 M,代表中天精密氟膜; 2. M取英文 “ membrane” 首字母,有细胞 膜、保护膜的意思。 中天 M2氟膜实现了国产氟膜的产业化,替代进口,为行业提供基础材料。 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 14 8、 中天 M2氟膜获得国内外认证 CQC氟膜领跑者 中天氟膜通过具有各项认证资质, 阻燃等级 VTM-0,优于 进口 PVF薄膜(仅 HB)。 M2氟膜 2016年通过工信部科技成果鉴定,且通过了国内外行业众多认证,得到行业认可。 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 15 9、 中天 M2氟膜 KPK背板荣获 “ 背板优胜奖 ” 中天 PVDF薄膜做成的 KPK(30)背板,通过莱茵序列 B测试(新标准,氙灯 90kwh/ m2,黑板 90℃ ),荣获“背板优胜奖”。 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 16 运行开始时间为 2016年 9月,其中 24件组件采用规格型号为 ZTT-KPK( JMF) 的背板制成, 16组件采用规格型号 为 ZTT-KPK(友商 S氟膜 )背板制成。每 8块同型组件串联,安装角度 40°正南。 运行时间: 2016.9-至今 数据取自 CPVT户外实证检测数据 编号: 2018DACS00251 标准:多晶硅电池组件衰减率首年不高于 2.5%,后续每年不高于 0.7% 中天氟膜背板组件功衰低于同行,户外组件功率衰减率最低(仅为 1.1%)。 10、 中天 M2氟膜 KPK背板户外实证 一 、 国产氟膜的产业化 光电网联美好生活 17 东方日升联合赛伍、中来、乐凯、中天、圣帕五家 背板企业与中天氟膜签约,作为组件保护的选择。 背板厂组件 中天氟膜被行业前十大组件企业接受,尤其是被东方日升指定为独家使用氟膜,得到行业高度认可。 11、 中天 M2氟膜获得市场高度认可 一 、 国产氟膜的产业化 Contents 目录 三、国产氟膜做大做强( 2018-2019) 18 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 19 PVDF薄膜一直被国外同行攻击 TD方向问题,而且被断言一定会开裂! 1、 国产 PVDF薄膜痛点 引自《 Backsheet Selection_SPIC v6》 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 20 1、 国产 PVDF薄膜痛点 国外同行所收集的 PVDF薄膜开裂案例( 2011年),其实主因是胶水黄变失效。 引自《 Backsheet Selection_SPIC v6》 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 21 1、 国产 PVDF薄膜痛点 国外同行给出的 PVDF薄膜开裂的根本原因 ——低温横向脆化。 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 22 2、 组件技术发展对 PVDF薄膜的需求 高效组件发展带来了不同结构的焊带,从而对氟膜的韧性和耐低温特性提出了更高要求。 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 23 物理改性 双拉工艺 分子设计 为打破国外垄断,中天通过三四年的技术储备,终于开发出了新一代 PVDF薄膜 ——中天 M3氟膜 。 3、 中天 M3氟膜 ——原理 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 24 中天 M3氟 膜常温( 25℃ ): 1. PCT96h后 TD方向断裂伸长率仍在 200%以 上,耐湿热性能优异; 2. 紫外 250kWh后 TD方向断裂伸长率仍在 150%以上,耐候性能优异; 3. 热烘烤( 150℃ , 5h)后 TD方向断裂伸长 率仍在 300%以上,耐高温性能优异。 3、 中天 M3氟膜 ——老化后 TD室温韧性 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 25 中天 M3氟 膜低温( -40℃ ): 1. 低温( -40℃ )下 TD方向断裂伸长率仍在 75%以上, 低温 性能优异; 2. PCT96h后低温 TD方向断裂伸长率仍在 30%以上, 湿热后低温 性能表现优异; 3. 热烘烤( 150℃ , 5h)后低温 TD方向断裂 伸长率仍在 40%以上, 高温后低温 性能表现 优异。 3、 中天 M3氟膜 ——老化后低温韧性 光电网联美好生活 三 、 国产氟膜做大做强 26 中天 M3氟 膜综合老化: 1. 加速序列老化后 TD方向断裂伸长率仍在 40%以上,性能表现优异; 2. 紫外加湿 65kWh后 TD方向断裂伸长率仍在 55%以上,性能表现优异。 3、 中天 M3氟膜 ——序列老化后 TD韧性 Contents 目录 四、国产氟膜创新引领( 2019年 —未来) 27 光电网联美好生活 四 、 国产氟膜创新引领 28 1、 透明背板 vs 双玻 超高耐紫外性能 通过紫外 500kWh/m2加严测试 高透光率 透明区 400~1100nm波段透过率 ≥90% 抗 PID性能优异 无需担心 PID带来的组件功率衰减 轻量化 采用透明背板可将组件质量降低 30% 呼吸性 及时释放封装材料分解产生的醋 酸 组件功率增加 5~6W 白色网格,光线二次反射,增加 电池进光量 PID 成本更低 采用此方案,组件 BOM成本更低 服务定制化 可根据客户组件的不同规格定制 光电网联美好生活 四 、 国产氟膜创新引领 29 网格背板:透光率> 88%(透明区域) 反射率> 80%(白色区域) 透明涂层 EVA 玻璃 透明 PET膜 高透 PVDF膜 空气面 电池片面 高耐候胶水 网格反射层 2、 透明背板结构 白色涂层的可靠性已经经过涂层背板检验 光电网联美好生活 四 、 国产氟膜创新引领 30 3、 透明背板老化分析 地区类型 日辐照量( kwh/m2) 需 QUV紫外光辐射总量 ( kwh/m2) 一类 5.1-6.4 279-350 二类 4.5-5.1 246-279 三类 3.8-4.5 208-246 四类 3.2-3.8 175-208 五类 2.5-3.2 137-175 透明背板老化的主要来源为背板反射紫外光