一、光伏玻璃的用途

由于單體太陽能光伏電池機械強度較差，在室外環(huán)境中容易造成破裂，同時空氣中的水分和腐蝕氣體會氧化和腐蝕電極，光伏電池無法承受嚴酷的露天工作環(huán)境，所以在封裝的過程中需要在光伏組件的最外層加上光伏玻璃，起到保護電池片和電極以及透光的作用，光伏玻璃的質(zhì)量直接決定了光伏組件的發(fā)電效率和組件的使用年限。

二、光伏玻璃的分類

首先光伏電池可分為晶硅電池和薄膜電池，晶硅電池因光電轉(zhuǎn)換效率高以及技術(shù)比較成熟，目前為市場的主流，市占率約在90%。目前晶硅電池所使用的光伏玻璃制作工藝主要采用壓延法，薄膜電池所使用的光伏玻璃制造工藝主要采用浮法，兩者的制造工藝不同。

相較于超白浮法玻璃，超白壓延法玻璃表面經(jīng)機器的壓延，玻璃表面能產(chǎn)生具有錐形紋路的花紋，可以減少太陽光線的反射率和吸收率，使太陽光線在各種角度下射入都有極高的透光率，從而大幅提升了光伏組件的光電以及光熱轉(zhuǎn)換效率。

光伏玻璃和普通玻璃一樣，也是由石英砂、純堿、白云石、石灰石等原材料制成。然光伏玻璃相較于普通玻璃其含鐵量不同，含鐵量的不同決定了玻璃透光性的不同，光伏玻璃的含鐵量在0.05%到0.02%左右，透光率一般大約等于91.5%，300-2500nm光譜范圍內(nèi)大于等于91%。普通玻璃含鐵量在0.2%以上，透光率在88%-89%之間，所以制造光伏玻璃需要使用含鐵量較低的石英砂。

光伏玻璃使用環(huán)境相對較惡劣，所以光伏玻璃需要有更好的耐高溫性，對于戶外酸雨環(huán)境等有一定抗腐蝕性，抗沖擊能力也要強于普通玻璃。制造光伏玻璃對于玻璃廠的制造工藝有著更高的要求，普通玻璃廠難轉(zhuǎn)換成光伏玻璃廠。

三、對于光伏各組件未來發(fā)展趨勢的預(yù)測以及各組件對玻璃需求的影響

1、單/雙面組件市場占比

我們用市面上主要使用的晶硅電池來計算，現(xiàn)在市場上分為單面玻璃光伏組件和雙面玻璃光伏組件。單面玻璃光伏組件是指單面電池，所以正板使用光伏玻璃，背板使用其他材質(zhì)。雙面玻璃光伏組件是指雙面電池，所以背板和正板均使用光伏玻璃材質(zhì)。

雙面玻璃光伏組件相較于單面玻璃光伏組件具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率以及衰減更加緩慢等優(yōu)點，所以預(yù)計雙面玻璃光伏組件將成為未來市場的主流。但目前為止，因雙面玻璃光伏組件成本較高，單面玻璃光伏組件仍是市場主流。

根據(jù)CPIA統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截止至2020年我國單面玻璃光伏組件市占率大約占70%，雙面玻璃光伏組件市占率約占30%，預(yù)計未來雙玻組件將會提升(注：雙玻組件需要用到兩塊玻璃，其對玻璃的需求量遠大于單玻組件)。

在后文的測算中，我們預(yù)計在十四五期間世界各國光伏產(chǎn)業(yè)將得到大力發(fā)展，所以預(yù)計2020-2025年單玻組件將約以平均每年10%的速度遞減，十四五結(jié)束后，因各國新能源基礎(chǔ)設(shè)施將基本完善，對于光伏組件需求將大幅減少，所以預(yù)計2025-2030年單玻組件將約以平均年2.5%的速度遞減。

2、不同厚度光伏玻璃蓋板市場占比

根據(jù)CPIA介紹，目前市場上光伏玻璃蓋板的厚度分為小于等于2.5mm、2.8mm、3.2mm等規(guī)格，其中厚度小于等于2.5mm的光伏玻璃主要使用于雙玻組件。2020年，3.2mm的前蓋板光伏玻璃組件市占率最高，大約在71.3%。預(yù)計在未來光伏玻璃的厚度將會得到降低，首先較薄的光伏玻璃能降低整個光伏組件的重量，從而大幅減少組件在制造、運輸、以及安裝時所需要的成本，其次更薄的光伏玻璃能提高光伏組件的透光率，從而大幅提升光電轉(zhuǎn)換效率。

據(jù)CPIA預(yù)計，隨著技術(shù)的進步，未來3.2mm厚度的光伏玻璃市占率將會降低，2.5mm及以下的光伏玻璃市占率將會有所增加。在我們后續(xù)的計算中，因不同玻璃蓋板厚度的比例與單玻、雙玻組件比例接近，在后文的測算中，我們統(tǒng)一假設(shè)單玻組件使用3.5mm光伏玻璃蓋板，雙玻組件使用2.5mm光伏玻璃蓋板。

3、不同尺寸硅片市場占比

根據(jù)CPIA統(tǒng)計，2020年市場上硅片尺寸種類繁多，例如156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm等，并且各尺寸均占有一定的市場份額。CPIA預(yù)計未來166mm硅片尺寸將是未來2-3年的過度尺寸，同時從過去來看，156.75mm硅片尺寸由2019年的主流尺寸，至如今該尺寸市場份額逐年降低至17.7%，預(yù)計2022年將被市場淘汰。

所以預(yù)計未來硅片將向大尺寸發(fā)展，因大尺寸硅片能攤薄硅片的制造成本以及提高市場溢價。從下圖可以看出硅片尺寸越大整個光伏組件的面積也就越大，所需要使用的玻璃也就更多。

四、不同組件每GW對于玻璃的需求

玻璃密度約為2.5噸/立方米，運用物理學(xué)質(zhì)量的計算公式m=pv，可以計算出一平方米厚度為2.5mm、3.5mm的玻璃分別需要玻璃約0.00625噸、0.00875噸。具體計算方法0.0025m*1㎡*2.5噸/立方米=0.00625噸。

以中環(huán)股份M6 72(166mm)版型組件為例，其尺寸為1052mm*2115mm，組件面積約為2.22平方米，M6單玻組件平均功率約為450w，額定功率按照75%來算450w*0.75=338w，假設(shè)雙玻發(fā)電效率較單玻提升10%，所以166mm雙玻發(fā)電量約338w*1.1=371w，1GW發(fā)電量使用166mm單玻組件需要1GW/338W=2958579.882件，1GW雙波組件需要1GW/371W=2695417.79件。

1GW單玻組件使用玻璃數(shù)量約為2958579.882件*2.22平方米*0.00875噸/平方米=57470.41噸，雙玻組件使用玻璃數(shù)量約為2695417.79件*2.22平方米*2塊*0.00625噸/平方米=74797.84噸。

按上述測算方法，以隆基股份M10 72(182mm)版型組件為例，其尺寸為2256mm*1133mm，組件面積約為2.56平方米，M10單玻平均功率約為540w，額定功率約為405w，1GW需要2469135.802件，M10雙玻發(fā)電量假設(shè)提升10%，發(fā)電量約為446w，1GW需要2242152.466件。1GW單玻組件需要玻璃約55308.64噸。1GW雙玻組件需要玻璃約71748.88噸。

以天合光能G12 50(210mm)版型組件為例，其尺寸為2176mm*1098mm，組件面積約為2.39平方米，該組件平均功率約為505w，額定功率約為379w，1GW需要2638522.427件，G12雙玻發(fā)電量假設(shè)提升10%，發(fā)電量約為417w，1GW需要2398081.535件。1GW單玻組件需要玻璃約55178.1噸。1GW雙玻組件需要玻璃約71642.69噸。

可以看出硅片尺寸越大每GW需要用到的光伏玻璃越少。

五、對于全球未來光伏玻璃需求量的測算

取CPIA未來全球新增光伏裝機量預(yù)測值的平均數(shù)，2021年全球光伏預(yù)計新裝機量約為160GW，因光伏組件的功率均按照標準條件標定，在實際使用中，各個地區(qū)光照條件、環(huán)境溫度、組件安裝方式均有所不同，同時考慮灰塵遮擋、組件失配以及組件輸出到逆變器之間直流線纜損耗等因素，光伏組件長時間輸出功率達不到標準功率，造成逆變器的容量浪費，需考慮光伏裝機容配比因素。

假設(shè)容配比為1.1，所以2021年光伏組件需求為新裝機量*容配比=176GW。根據(jù)前文CPIA預(yù)測，2021年M6及以下組件市場占比約為50%，M10組件占比約為27%，G12組件占比約為23%。其中單玻組件占比約為70%,雙玻組件占比30%。

(關(guān)鍵字：光伏)