中国造向新图强新三样扬帆出海（图）
2024/7/19
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来源：[互联网]
发展新质生产力澎湃外贸新动能[中国石油新闻中心2024-07-18]
编者按
外贸是国民经济的重要组成部分，是拉动经济增长的“三驾马车”之一。习近平总书记在江苏考察时强调，推动外贸创新发展，不断巩固和拓展国际市场。当前，以电动载人汽车、锂电池、太阳能电池为代表的“新三样”成为外贸领域的热词，产品走俏海外，发展动能澎湃。今年全国两会相关信息显示：?2023年“新三样”出口增长近30%，出口量稳居全球首位。
外贸“新三样”的蓬勃发展离不开原材料的自主创新，同时为相关化工新材料带来更为广阔的市场空间。这次系列报道聚焦中国石油炼化新材料业务在推动外贸“新三样”提质升级方面的创新举措，多视角、多层次、立体化展示中国石油推动外贸出口、促进经济发展的生动实践。
今日推出第二期，让我们一起探索太阳能电池组件中的可用之“材”。
一块太阳能电池的“超级铠甲”
——发展新质生产力的可用之“材”②
旭日东升，阳光普照大地，赋予万物生机与活力。
太阳能电池作为光伏产业的基石，以精妙的半导体结构和独特的光电转换原理将阳光悄然捕获，让炽热光能转化为清洁电能。大自然的馈赠和人类的智慧在这里完美融合。
凭借发电的“超能力”，太阳能电池照耀着应对气候变化和环境挑战的征程，已成为推动能源转型的中坚力量。7月15日，国家统计局发布的最新数据显示：今年上半年，光伏产业链增势良好，太阳能电池产量增长17.8%，太阳能发电装机容量持续增加，发电量继续保持高速增长。
向阳而生
从握指成拳看材料赋能
从荒凉戈壁到繁华都市，一排排太阳能电池组件熠熠生辉，守护人间烟火；从国际班列到海港码头，一组组光伏产品集装箱“登”车“上”船，走向世界各地……太阳能正以不朽的生命力改变中国乃至世界，一场光明盛宴惠及人类社会的每个角落。
光与电的能量转化离不开太阳能电池。但有的人不知道的是，单片太阳能电池又薄又脆，且无论面积大与小，发电能力都很微弱，输出电压为0.5伏左右。这意味着，要把多片太阳能电池以串联的方式连接成电池板，从而使其具有较高电压，输出更多电能。
虽然太阳能电池板提高了发电能力，但没有高分子材料保护和电气配套，还是会不堪一击，空有一身本事无法施展。只有为太阳能电池穿上“超级铠甲”，使之成为可靠性能高的太阳能电池组件，才能无惧雷雨和高温等复杂天气。
这里说的“超级铠甲”，是指生产太阳能电池组件所需的封装胶膜、背板、接线盒、线缆等，其中包含EVA、POE、PET基膜、PPO、PA66、PE等材料。有了这些原材料，太阳能和电能才能真正被利用起来。
作为光伏发电系统的核心组成部分，太阳能电池组件的工作原理基于光电效应。其技术突破和材料革新，将推动光伏产业加速形成新质生产力，勇立新能源发展潮头。
光伏电站的触角已经延伸至湖海。“‘双碳’目标下，构建以新能源为主体的新型电力系统是大势所趋。”华东化工销售公司技术服务部经理、高级工程师张勇表示，“目前，中国石油已将中空级高密度聚乙烯树脂产品应用于制造水面光伏浮体，为光伏系统的性能提升和安全保障提供了坚实基础。”
围绕太阳能电池组件的八大主材和四大辅材，中国石油积极布局聚碳酸酯（PC）、聚烯烃弹性体（POE）、聚酰胺（PA）等光伏用化工新材料，并积极推进聚酰亚胺（PI）、透明导电高分子等光伏用高分子材料的研究和应用，矢志为人类创造可持续的能源未来作贡献。
向高攀登
从多点开花看产业崛起
光伏产业，国之所重。从早期原料、技术、市场“三头在外”，到实现制造规模、装机量、发电量?“三个世界第一”，我国光伏产业从无到有、从小到大、从弱到强，实现了“草根”到“顶流”的跨越式发展，成为让世界认识中国的又一张亮丽名片。
成绩并非偶然。产业链自主可控、原材料稳定供给、高水平自立自强，赋予了其屹立于世界之巅的底气。长期以来，中国石油积极落实国家能源发展战略，助力光伏用化工新材料稳定供应和迭代升级。
背板是太阳能电池组件的背面盖板，直接与环境大面积接触。辽阳石化在国内最早开发出太阳能电池背板膜聚酯专用料。这些白色透明的膜片具备强度、绝缘和阻隔性好的特点，对太阳能电池组件具有很好的支撑保护作用。
太阳能电池组件的“三明治”结构中有两层封装胶膜，可以将光伏玻璃、电池片、背板粘接为一体。“虽然胶膜成本在组件总成本中的占比不高，但由于封装具有不可逆性，胶膜性能?对组件寿命和发电效率至关重要。”西北化工销售公司销售事业部技术服务中心高级主管谢昕说。
EVA是生产封装胶膜的关键材料。独山子石化控股的新疆天利石化控股集团有限公司瞄准高端，跨过高VA含量、高熔指、高操作难度“三座大山”，开发生产出“王冠”级EVA光伏膜料TL-V2825。凭借过硬而稳定的质量，该公司的EVA产品全面进入国内一流光伏应用领域，在市场中占据“半壁江山”，既丰富了独山子石化聚烯烃产业结构，又具备了替代进口产品的条件。
POE是合成材料中密度最低的材料之一，兼具橡胶的高弹性和塑料的易加工性。“POE以良好的抗电位诱导衰减（PID）效果和阻水性能，在封装胶膜的应用领域具有独特优势，尤其在水面电站等环境中具有光明的应用前景。”石油化工研究院POE项目负责人王文燕表示。
在电能的利用中，电缆是重要传导介质。兰州石化生产的聚乙烯电缆料可以满足电缆的绝缘保护要求，被广泛应用于电网变电、电气化轨道交通等关乎国计民生的领域。
向新突围
从百舸争流看创新升级
20余载栉风沐雨，我国光伏产业不断向下扎根、向上生长，核心部件基本实现国产化，为力促全球经济大循环注入澎湃动能。
两组数据折射出发展的含金量：从制造端看，光伏产业生产1度电的成本从数十元降低到0.3元以下；从应用端看，国内光伏发电累计装机容量从2020年的253吉瓦增至2023年的609吉瓦。中国光伏行业协会预测，2024年，我国新增装机规模将继续维持高位。
高峰之上再攀高峰。中国光伏产业，何以持续领跑全球？当前发展面临哪些挑战？
业界人士普遍认为，尽管光伏产业多项指标表现亮眼，但以中低端产能过剩、产品价格持续走低为特征的“内卷”格局不容忽视。只有坚持“高端化+低成本”齐头并进，走差异化竞争之路，才能助力光伏产业行稳致远。
王文燕表示，在材料供应上要更多关注POE材料的需求变化，加强对材料配方、工艺的研究，提升材料的耐候性、抗老化性等关键性能。
“关键在于加强科技创新，推动POE国产化、规模化生产。”华北化工销售公司运营中心合成树脂运营部部长韩鹏程表达了相同的观点。“总的来说，可通过技术创新、?产业协同、?市场机制完善等多方面措施?提高产品竞争力。”韩鹏程说。
“原料生产企业需进一步提升研判能力。”规划总院炼油化工规划研究所高级工程师蒋子龙建议，“一是合理规划产能，构建稳定的供应链体系；二是通过技术升级和工艺优化降低生产成本；三是密切关注市场需求变化和技术发展趋势，确保产品与市场同步。”
小小的太阳能电池，凝聚着国家的战略眼光、科技的创新力量和产业的拼搏精神，见证了我国光伏产业的奋进征程，更承载着发展新质生产力的无限期待。我们期待，太阳能电池组件中的可用之“材”厚积成势，为全球能源转型创造出更加光明的未来！我们期待，光伏产业引领人类迈向充满光明与希望的清洁能源崭新时代！（记者?薛晶文）
用于太阳能电池组件的化工材料（部分）
光伏玻璃》
低铁玻璃（超白玻璃）
光伏玻璃覆盖在太阳能电池组件的正面，构成组件的最外层，既要透光率高，又要坚固，起到长期保护电池的作用。用作光伏玻璃的材料有钢化玻璃、聚丙烯酸类树脂等。其中，主流产品为低铁玻璃，又称超白玻璃，根据制造工艺和应用场景的差异，可分为超白压花玻璃和超白浮法玻璃。超白压花玻璃主要应用于晶硅电池组件。超白浮法玻璃则更多地被应用于薄膜电池组件。
胶膜
电池片》
N型和P型半导体
太阳能电池板由多个太阳能电池片组成。每个太阳能电池片由两层不同的半导体材料构成：N型和P型半导体。当光线照射到电池板时，光子会与半导体材料中的原子发生相互作用。其中，N型半导体的电子会被激发出来，形成自由电子，而P型半导体的原子则会失去一个电子，形成一个空穴。由于N型和P型半导体之间存在电势差，“电子—空穴对”开始沿着外部电路流动，形成电流。当太阳能电池组件与外部负载相连接时，电流能够驱动电子在电路中流动，从而产生电能。
胶膜
EVA和POE
EVA是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物，具有透明、柔软、有热熔粘接性等特点，符合太阳能电池组件封闭的要求。以EVA为原料，添加适宜的改性助剂等，经加热挤压成形而制得的EVA太阳能电池胶膜，在常温时便于裁切操作。按加热固化条件对太阳能电池组件进行层压封闭，冷却后即可实现长时间密封。
POE的原料为乙烯和高碳α-烯烃，经茂金属催化剂催化聚合得到POE材料，属于新型热塑性弹性体。POE胶膜以出色的高透光率和较低的水汽透过性，保证了太阳能电池的高效运作和长久耐用。
背板》
PET基膜和含氟材料
背板是直接与外界环境大面积接触的层压板，在户外环境下保护太阳能电池组件不受水汽侵蚀，阻隔氧气防止组件内部氧化。背板材料的核心部分是PET基膜和含氟材料：PET提供力学性能和绝缘性能，氟材料提供阻隔性和耐候性。
目前，光伏背板的主流生产技术是复合型工艺，一般具有3层结构（PVDF+PET+PVDF），外层PVDF氟膜具有良好的抗环境侵蚀能力，中间PET基膜具有良好的绝缘性能，内层PVDF氟膜具备与光伏胶膜良好的黏结性能，层与层之间需使用胶黏剂进行黏合，防止层间剥离，从而保证组件长期可靠。
接线盒
并网型太阳能发电原理示意图
电气负载：电气负载，物理含义是指将电能从电流转换成热、光、功等不同形式能量的装置，是各类用电器的统称。
直流电缆：直流电（DC）是大小和方向都不变的电流，其特点类似空中飞机，只可点对点飞。
交流电缆：交流电（AC）是方向交替的电流，电流方向随时间作周期性变化，且类似高速铁路，中途可以停车。
公共电网：多余或者不足的电力通过公共电网调节，多余时向电网送电，不足时由电网供电。
智能电表：记录用电和售电情况。
逆变器：逆变器将直流电转换为交流电。其性能的改进对于提高系统的效率、可靠性以及降低成本至关重要。
配电箱：配电箱是光伏发电系统不可或缺的配套设备，内置保护开关，当电路超过负荷或短路时会自动断电，以确保系统运行安全。