光伏用EVAPOE的市场、应用和改性方法汇总
近年来，随着光伏产业快速的提升，光伏胶膜粒子（EVA/POE）原料需求快速增加。据统计，全球胶膜产能几乎全部集中在中国，而EVA与POE作为核心封装材料，我国仍高度依赖进口，2021年我国EVA进口依存度仍超过50%，POE更是被海外厂商垄断，基本依赖进口，下游需求的高速扩张与国产率低都为EVA与POE材料的发展带来广阔的市场空间。
中国光伏产业起步早，发展程度高，在产业链多个环节均有较高的产能比重，现在已经成为全球光伏产业高质量发展的推动者和引领者，尤其是光伏胶膜行业在经历行业洗牌后，国外企业已基本退出市场，根据福斯特年报数据，企业光伏胶膜生产所带来的成本中，约90%为直接原料成本。
EVA/POE作为光伏胶膜的核心原料，国产化程度偏低。截止2021年，中国EVA产能合计177.2万吨，占全球的27%；而POE/POP全球产能超过100万吨，由于聚合工艺、茂金属催化剂、a-烯烃等多个环节存在较高的技术壁垒，中国当前仍未实现POE大规模工业化应用。
目前市场上的光伏胶膜主要有4种：透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE胶膜、共挤型EPE胶膜。透明EVA胶膜因价格上的优势、加工性能优势成为当前市场主流封装材料，占比约为52%；白色胶膜EVA是在EVA树脂中加入一定量的钛白粉等白色填料，以提高二次光线的反射率，大多数都用在单玻、双玻组件的背面封装，使用白色EVA替代透明EVA时，双玻组件功率增益可达7-10W，单玻组件功率增益1-3W。
POE胶膜由于其独特的抗PID性能，同时其电阻率高、不易水解，是双玻组件的主流封装原料；EPE胶膜通过共挤工艺将EVA与POE树脂挤出制造，兼具EVA良好的加工性能与POE良好的抗PID性能、耐水汽性能。根据CPIA的预测，未来几年，透明EVA及白色EVA胶膜市场比重下滑，EPE胶膜市场占有率将明显提高。
得益于光伏等行业的迅速发展，中国EVA消费量迅速增加，2021年，中国EVA消费量达到205.3万吨，近5年复合增长率9.52%。EVA应用广泛，大多分布在在光伏、纺织鞋材、电气等领域，下游消费结构：光伏料37%、发泡料28%、电缆料17%、热熔胶7%、涂覆7%、农膜1%，光伏料作为第一大消费下游，未来占比仍然有望扩大。
根据CPIA全球光伏装机容量的预测，并结合胶膜材料份额变化趋势，对EVA的未来的需求来做测算，均值情况下：
1、从装机数据分析来看，全球光伏装机增速在2021-2023年达到高峰期，之后增速相对回落。
2、均值情况下对EVA树脂的需求增量分别达到24万吨（2021年)、21万吨（2022年）、15万吨（2023年）、10万吨（2024年），结合全球新增光伏料产能来看，2022年光伏料仍供不应求，景气度有望延续。
3、后续随着国内EVA投产加快，EVA自给率会逐渐上升，但仍保持比较高的进口依赖度。
高端产品中的典型代表是聚烯烃弹性体(POE)和聚烯烃塑性体(POP)，国内总需求量近50万t/a，除少量POP可自主生产外其余完全依赖进口。
聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或其他a-烯烃（如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）共聚而成的一类聚烯烃材料。与聚烯烃塑料相比，其分子链内共聚单体的含量更高，密度更低。聚烯烃弹性体主要有乙丙共聚物和乙烯/a-烯烃共聚物两大类，其中乙丙共聚物弹性体包括二元乙丙橡胶（EPM)和三元乙丙橡胶（EPDM)两种，乙烯/a-烯烃共聚物弹性体则主要有乙烯/a-烯烃无规共聚物（POE)和乙烯/a-烯烃嵌段共聚物（OBC)两种。
POP和POE没有本质区别，只是共聚α-烯烃单体的含量有所区别，共聚单体的含量直接引发POE和POP的密度差异。通常POE共聚单体质量分数大于20%，而POP共聚单体质量分数小于20%，因此POP的密度高于POE。
POE由于其特殊的分子结构，拥有非常良好的流变性能、力学性能、抗紫外线性能，低温韧性好，同时与聚烯烃具备比较好的亲和性，广泛的应用于改性及胶膜制备领域。
从终端应用来看，国内市场以汽车行业为主，消费占比达到68%，聚合物改性领域占比19%，电线%左右。我国POE基本依赖进口，消费市场仍有待培育，后续可取代一部分橡胶及塑料。
在光伏领域，EVA与POE性能各有优缺点，EVA价格较低、易加工、耐存储、交联速度快、与玻璃&背板粘结性能好；POE优势主要在于材料性能好，抗PID性能优异、电阻率高、水汽阻隔率大、耐低温耐黄变。
EVA的劣势主要在于：醋酸乙烯在在光、氧气、湿热环境下易发生水解，产生醋酸，对电池片表面、焊带等腐蚀，同时还会与玻璃中的Na反应，可以生成大量的自由移动的Na离子，造成功率衰减；同时EVA容易在光热环境下发生黄变，影响透光性，造成组件整体的功率损失。
POE的劣势在于：POE极性较低，胶膜工艺流程中极性助剂溶剂析出至膜表面，造成表面光滑容易移位；加工难度偏大，膜唇容易挂料；POE粒子价格整体较EVA贵。总体认为在未来几年，POE粒子在胶膜粒子中的应用占比有扩大趋势，主要是受以下几点因素的影响：
1. 电池N型化：当前P型电池光电转化效率已接近24.5%的上限，而N型电池转化效率上限更高；P型电池在硅片中的掺杂的硼氧复合体会引起电势衰减加快，N型电池掺入鱗，抗衰减性能较好。N型电池的PID效应在受光面更敏感，对PID衰减大的N型组件，在光照恢复后，也会造成不可逆损伤，同时N型电池使用单玻封装时，背板水汽阻隔性较差，因此选择POE胶膜进行封装，能降低组件的整体水汽透过率，延长组件的使用时间，因此，N型电池的推广能增加POE用量。
2.电池功率大型化：近年来，不一样的电池组件功率均有明显的提高，发热量增大，温度会对电池的峰值功率、开路电压等电性能产生较大影响，因此对封装材料的电性能要求要来越高。
3.盖板玻璃减薄化及双玻组件增多：根据CPIA数据，当前玻璃厚度主要有2.5mm、2.8mm、3.2mm三个等级；其中厚度2.5mm的玻璃盖板市场占有率32%，预计到2025年比例将提高到50%左右，玻璃变薄会对封装材料性能要求慢慢的升高，POE拥有非常良好的机械强度及韧性。
EPE胶膜可以兼具EVA和POE的优点，是未来胶膜的重要发展趋势。此外，POE优异的材料性能在汽车、电线电缆、机械、鞋底料、热熔胶等领域都有着非常大的应用潜力，随着国产化进程的加快，POE将培育出更大的市场空间。
POE的内聚能较小，表观黏度的温敏性和聚烯烃树脂比较接近，共混聚烯烃后更为容易得到较小的颗粒粒径和较窄的粒径分布，增韧、抗冲击的效果明显。
POE被证明是PP较好的增韧剂，在PP/POE共混体系中，POE会在PP连续相中形成“海-岛”结构，可有效提升PP在低温、常温下的抗冲击强度。
POE直接改性PP是其目前最重要的市场应用，主要是针对汽车零配件、家电外壳和口罩领域。
PE刚性大、抗冲击性能差、硬度低，必须添加POE对其增韧改性，才可以做到目标性能要求。
PA和PT等线性聚合物的主链均由强极性的基团构成，如酰胺键、酯键。该类聚合物拥有非常良好的可加工性、力学性能、耐磨性、耐化学药品性、耐热性等性能，是重要的工程塑料，大范围的应用于建筑、机械、电子、汽车、日用品等领域。
由于PA、PT等线性聚合物主链带有极性很强的基团，与非极性的POE共混时相容性较差，相分离情况严重，通常在POE分子链上接枝极性单体来改善POE与该类聚合物的相容性。
POE接枝极性单体目前主要有MAH接枝POE和GMA接枝POE两种形式。
POE的发泡应用主要是对EVA进行改性，EVA共混POE发泡制作运动鞋中底。
中底是运动鞋的核心部分，其作用是提供稳定性、缓冲和回弹，吸收运动中产生的冲击力以提供保护，并带来比较温和的脚感。
POE本身可替代EVA单独发泡作为运动鞋中底，但是EVA具有价格上的优势(比POE价格低30%)，因此POE更多作为EVA的改性材料。
EVA共混POE发泡后的产品质量更轻，压缩回弹更好，触感良好，泡孔均匀细腻，撕裂强度高。
在光伏组件中，胶膜放在组件钢化玻璃/背板与太阳能电池之间，用于封装并保护电池片。
由于太阳能电池的封装过程具有不可逆性，同时组件的运营寿命通常要求在25a以上，一旦运营期间胶膜的透光率下降或产生黄变等失效问题，都会造成太阳能电池的报废，使得组件没办法使用，所以胶膜虽然绝对价值在组件中不高，但其质量直接决定组件与电池的产品质量与寿命。
目前光伏组件用的封装胶膜最重要的包含EVA胶膜和POE胶膜。EVA胶膜为热固性的胶膜，强度低、水蒸气透过率和吸水率较大、耐候性较差，在正常使用的过程中也仍然会有水蒸气透过，导致胶膜雾化，影响透光率，降低组件的发电量;此外，EVA胶膜容易分解释放醋酸分子，腐蚀玻璃和背板等部件，缩短组件的使用寿命。
近年来，在光伏电站运营中还发现EVA胶膜存在严重的电势诱导衰减(PID)现象，导致电站输出功率大幅下降。
相对于EVA胶膜，POE胶膜最大的优势就是低水蒸气透过率和高体积电阻率，保证了光伏组件在高温、高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长久高效使用。