湿热老化试验箱(POE行业专题报告：N型迭代，POE行业开启高成长序幕)

Posted 2023-06-01

篇首语：盛年不重来，一日难再晨。及时当勉励，岁月不待人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了湿热老化试验箱(POE行业专题报告：N型迭代，POE行业开启高成长序幕)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

湿热老化试验箱(POE行业专题报告：N型迭代，POE行业开启高成长序幕)

（报告出品方/作者：西南证券，韩晨、敖颖晨、谢尚师）

1 抗 PID 优势显著，POE 有望全面应用于 N 型组件

1.1 光伏组件封装胶膜以 EVA/EPE/POE 为主

当前光伏组件封装方案以 EVA、POE 和 EPE（EVA 与 POE 三层共挤）为主，少部分采取 PVB、有机硅胶等封装方式。

1.1.1 EVA 具有高透、粘结性好的特点，白色 EVA 可提高二次反射率

EVA 为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，通过添加交联剂、增稠剂、抗氧化剂、抗老化剂、光稳定等助剂对其改性，经熔融挤出。作为使用最广泛的组件封装材料，EVA 胶膜（透明）具有高透光率、与玻璃和背板的粘结性好等优势。 1）高透光率：经组件层压工序调整，EVA 交联度高最高可达 95%-98%。交联度越高， EVA 不易结晶，因此胶膜的透光率越高，组件的整体输出功率相应越高。 2）粘结性与流动性好：VA 含量较多，则有较好的低温柔韧性和粘结性。（一定范围内）熔融指数越大，EVA 流动性越好，平铺性好，物理粘接点越多，与背板和玻璃的剥离强度越大。因此光伏 EVA 胶膜 VA 含量多在 28%-33%，透明 EVA 熔指（MI）需高于 25%。

虽然 EVA 作为光伏封装胶膜具有高透光率等优势，但醋酸乙烯酯作为极性材料本身也有一定弊端，胶膜易产生老化和黄变等问题，组件抗 PID 性能弱：

1）EVA 胶膜水汽阻隔力弱，组件易发生 PID效应：组件产生 PID 效应原因有多种，EVA 透水性为其中之一。醋酸乙烯酯中碳氧双键和碳氧单键为极性的键，和水（极性分子）相亲，因此 EVA 胶膜在组件中阻水性差，水汽透过率较高，EVA 易水解产生醋酸后和玻璃中的 Na 反应，可以生成大量的自由移动的 Na 离子，再与电池片表面的银栅线发生反应后会腐蚀电池栅线，导致串联电阻的升高、组件性能衰减（即 PID 效应），且此类衰减不可恢复。

2）EVA 易老化和黄变：EVA 的分子链为线性结构，由碳氧键、碳氢键等构成，此类化学键在室外湿热交变环境下以及紫外光照射下会断裂、重组或氧化，从而产生生色团，使 EVA 胶膜有发黄、降解的现象，从而影响组件功率和使用寿命。目前主要通过加入抗氧、紫外吸收或光稳定性等功能助剂，降低 EVA 胶膜氧化分解的速度、增强抗老化及紫外光线的性能、减少黄变程度；加入有机过氧化物的交联剂，在 EVA 胶膜加热封装太阳能电池片的过程中会受热分解产生自由基，从而引发 EVA 分子链的结合，形成网状结构，可增加分子稳定性。但是 EVA 中残留的交联剂在长期老化的过程中也会与助剂发生化学反应，仍会产生气泡以及黄变。

白色 EVA可增效、降本，通常用于组件背层封装。在透明 EVA 中加入一定量的钛白粉、氧化锌等反光填料，并在切边收卷后使用电子加速器进行辐照交联制成的白色 EVA 胶膜，用于背面封装可提高组件内可见光及红外线的反射率，进而增加组件功率。尤其在半片组件中，电池片之间缝隙更多，漏光带来的效率损失更大，故白色 EVA 增效也更显著。根据 CPIA 数据，白色 EVA 可提升组件功率 1.5~3W；单玻组件采用白色 EVA，相对转换效率可提高 0.5%-0.7%左右；双玻组件采用白色 EVA 相对转换效率可提高 1%-1.2%左右。此外，白色 EVA 胶膜同时能够阻隔紫外线，一定程度上降低了组件对背板耐紫外线的性能要求，从而降低了组件成本。根据海优威的研究数据，使用白色 EVA 后，背板内侧面无需抗紫外线性能和氟薄膜，成本可降低 7~12 分/W；由于阻隔性强、透光率低，组件可使用透明度高的背板，成本可再降低 1~2 分/W。

1.1.2 POE 水汽阻隔和抗 PID 性能更优

聚烯烃弹性体（Polyolefin elastomer，简称 POE）为乙烯-α烯烃共聚物，相较于 EVA 胶膜，POE 胶膜的优势十分明显； 1）水汽阻隔性能好，体积电阻率高，抗 PID性能强：POE 为非极性材料，只有碳碳键和碳氢键，没有碳氧键（极性），因此不能和水分子形成氢键，水汽阻隔性好，水汽透过率可做到 EVA 胶膜的约 1/10。水汽不易通过玻璃和背板进入组件内，降低 PID 风险。体积电阻率也是影响 PID 的因素之一。在同样电势差下，高体积电阻率带来较低漏电流，可降低电池表面的分压，从而减缓 PID 的发生。根据陶氏的研究，POE 体积电阻率更高，水汽透过率更低，在 PERC 双玻组件 96h 老化测试下(负偏压 1000 V、85℃、85%RH)功率衰减显著低于 EVA 胶膜。

2）耐低温性能优异：POE 分子结构中没有不饱和双键，具有很窄的分子量分布和短支链结构（短支链分布均匀），因而具有高弹性、高强度、高伸长率等优异的物理机械性能和的优异的耐低温性能。

3）耐热老化和抗紫外线性能好：窄的分子量分布使材料在注射和挤出加工过程中不宜产生挠曲，因而 POE 材料的加工性能优异。由于 POE 大分子链的饱和结构，无极性基团，分子结构中所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能。根据陶氏对普通 POE 胶膜和 EVA 胶膜在紫外湿热加速老化试验箱中的黄变趋势研究，发现在 UV 辐照量超过 100 kWh/㎡和 DH 达到 700 h 左右时，EVA 胶膜样品变黄，而且随着老化时间的延长，黄变越来越明显；而普通 POE 胶膜在 2000 h 后依然未变色。在加速老化后，POE 胶膜黄度指数变化较小，且一直稳定在较低数值；而 EVA 胶膜随着加速老化时间的延长，其黄度指数逐渐攀升。因此 POE 胶膜可以显著提高组件的可靠性，使得组件拥有更长的生命周期。

虽然 POE 在抗 PID、水汽透过率、老化黄变等方面优势明显，然而也存在与玻璃/背板粘结力低，交联反应速率慢，功能助剂易析出和透光率偏低等问题。因此在组件制造过程中使用纯 POE 时，也会出现生产效率下降、层压时滑移等问题，要求组件端相应调整生产工艺。

1.1.3 EPE 兼具 EVA 和 POE 的优点，但助剂易析出

EPE 兼具抗 PID 和粘结性好的特点。针对 EVA、EPE 各自的优劣势，2018~2019 年胶膜企业开发出三层共挤 EPE 胶膜，即将 EVA-POE-EVA 三层复合采用共挤出工艺制造而成，中间 POE 层发挥抗 PID 和低水汽透过率的优势，同时外层 EVA 解决 POE 粘结力弱的弊端。 EPE 胶膜通常三层厚度比例分别为 1:2:1。 EPE 的最大痛点在于助剂迁移带来胶膜性能变化。EVA 与 POE 极性不同，对助剂的吸收能力差异极大：EVA 为极性材料，与助剂相容性好。因此随着时间变化，POE 层中的助剂会不断向极性强、吸收力强的 EVA 层迁移，引起胶膜内部结构性质改变，POE 与 EVA 层间结合力下降，甚至在组件层压中 POE 层存在被挤出脱层的风险。由于 POE 层助剂迁移的特点，也导致 EPE 胶膜保质期短于 EVA/POE。

1.2 历史：双玻需求增长带动 POE 占比提升

胶膜作为组件辅材，其使用类型取决于组件的发展和性能要求。单玻 P 型组件主要采用上下 EVA胶膜封装。2015 年国家能源局发布“光伏领跑者”计划前，行业基本聚焦单玻组件。P 型单面单玻组件采用经济性更好的 EVA 封装，市占率达 90%以上。2016~2017 年海优率先实现白色 EVA 规模化量产，逐步推进白色 EVA 在单玻组件背面的使用，占据一部分透明 EVA 的市场份额。双玻组件背面 PID 现象更严重，因此需要抗 PID 性能更好的 POE 保护电池，通常采用 POE/EPE 封装。除前文提及因 EVA 透水性带来 PID 现象外，PERC 双面电池（尤其是背面 —）产生 PID 的原因还在于：电池背面通过 PECVD 沉积氧化铝镀层与氮化硅镀层（Al2O3+SiNx），使负电荷在氧化铝和氧化硅交界处产生高效的场钝化效果（PERC 背钝化工序）。再对钝化膜进行局部激光开槽，因此组件背面会因电子极化导致 PID，即 Al2O3/Si 接触面具有较高的固定负电荷密度，背面玻璃中析出的 Na + 使氧化铝内的电荷发生再分布，削弱场钝化特性，带来 PID。而双面 PERC 电池片正面因氧化硅减反射层可以起到抗 PID 效应，故双玻组件背面 PID 更为严重。但不同于 Na+迁移导致的 PID，电子极化导致的 PID 衰减可经光照恢复的，且使用高体阻的 POE 胶膜可以抑制电子极化效应。因此 PERC 双玻组件，特别是背面多采用 POE/EPE 胶膜封装，增强抗 PID 性能。

“光伏领跑者”项目推动双玻组件发展，POE 胶膜需求与占比随之提升。2015~2017 年国家能源局共发布三批“光伏领跑者”计划，通过使用技术绝对领先的电池组件，建设光伏发电示范基地和新技术应用示范工程，促进先进光伏技术产品应用和产业升级。每批次“领跑者”项目对组件的转换效率提出明确要求，并逐步提高准入标准： 2015 年技术领跑基地的多/单晶组件转换效率要求在 16.5%/17%以上；2016 年将上网电价水平作为投资主体评分标准的最大权重（占比 30%），同时对高转换效率的电池组件给予评分溢价；2017 年技术领跑者基地的多/单晶转换效率指标提升至 18%/18.9%。组件转换效率要求的提高，推动了电池组件企业加大电池转换效率、组件功率的研发投入和先进技术的应用，单晶 PERC、双面双玻等先进电池组件技术的量产进度随之加快。根据 EnergyTrend 数据，2017 年第三批领跑者项目中，双面 PERC 组件占比达到 34%，若考虑双面 PERT 的份额，则双面组件占比达到 52%。

2018 年“531”后光伏电站进入竞价时代，产业链对组件转换效率和功率提升的诉求更为强烈，双面组件占比进一步提升。“531”正式开启光伏竞价时代，产业链降本增效诉求更强，在此背景下双面组件凭借 10%以上的发电增益进入快速成期。根据 CPIA 统计，2017 年双面组件占比约 2%，至 2019 年双面组件渗透率提升至 14%，2020 年达到 29.7%。

双面组件占比提升推动 POE/EPE 用量和渗透率提升。PERC 双面双玻组件背面需 POE/EPE 胶膜增强抗 PID 性能，因此 POE/EPE 胶膜渗透率随双玻组件广泛应用而提升。根据 CPIA 数据，至 2021 年透明 EVA 占比约 52%，白色 EVA 占比约 23%，纯 POE 胶膜占比约 8.6%，EPE 胶膜占比约 14.3%。

1.3 N 型组件迭代，POE 即将迎来再次成长

1.3.1 当前 N 型组件多为 POE 封装

TOPCon 电池组件正面 PID效应更强，正面需 POE 封装。N型电池 PN 结与 P 型相反，氧化铝和氧化硅的场钝化在正面，因此 TOPCon 正面 PID 大于背面，与 P 型组件相反。而电池组件正面转换效率最为重要，因此 TOPCon 正面需抗 PID 性能更好的 POE。

HJT 也需阻水和耐老化性能更好的 POE 封装。HJT 电池中 ITO 靶材为 TCO 薄膜沉积的关键，而 ITO 对水汽更敏感，因此需提升组件的水汽阻隔性能。同时，钝化层也对紫外线敏感，电池易老化，因此 HJT当前亦采用阻水和抗老化性能更可靠的 POE 封装。

综合 N 型组件发展进程来看，当前主要 N 型组件出于对产品质量和可靠性考虑大多采用 POE+POE 封装，晶科 TOPCon 上下均采用纯 POE 胶膜，HJT也以上下 POE 居多；XBC 由于栅线在背面，因此或采取 EVA+POE 的封装方式。未来随着 N 型电池工艺调整与优化， EPE 占比可能逐渐提升，组件可能 EPE+EPE、EPE+EVA 等封装方式。

1.3.2 N 型组件产量释放，POE 需求有望快速增长

根据各家 N 型电池组件产能建设规划和不同 N 型电池技术发展进程，我们计算至 2025 年 PERC 组件出货或为 178.2GW，N 型组件出货有望达到 462GW，其中 TOPCon/XBC/HJT 产量或分别为 277.2GW、115.5GW、69.3GW。在此基础上，假设三种情景下 N 型组件封装方案： 1）乐观情景：TOPCon 与 HTJ 均采用 POE+POE 的封装方式，XBC 采用 EVA+POE 的封装方式，PERC 双玻组件采用 EVA+EPE 封装。EPE 层中 EVA、POE、EVA 的比例分别为 1:2:1。 2）中性情景：TOPCon 与 HTJ 均采用 EPE+EPE 的封装方式，XBC 采用 EVA+POE 的封装方式，PERC 双玻组件采用 EVA+EPE 封装。EPE 层中 EVA、POE、EVA 的比例分别为 1:2:1。 3）悲观情景：TOPCon 与 XBC 均采用 EVA+EPE 的封装方式，HJT 采用 EPE+EPE 的封装方式，PERC 双玻组件采用 EVA+EPE 封装。EPE 层中 EVA、POE、EVA 的比例分别为 1:2:1。

在乐观/中性/悲观三种情景下，我们计算至 2025 年 POE 粒子需求将分别达到 199.4、 118.0、71.9 万吨，对应 2022~2025 年 CAGR 分别为 86.0%、63.2%、44.1%。综上，N 型电池组件迭代将推动 POE 需求快速增长。

2 原料、催化剂与工艺均为技术壁垒，N型组件或推动国产化进程加速

2.1 POE 可广泛应用于汽车等领域，光伏为最大需求增量

POE 具有良好的弹性、透明性、低温韧性、抗紫外线性能等，在汽车零部件、电线电缆、发泡材料、聚合物改性等领域应用广泛。其中汽车领域应用最广，如我国 POE 下游应用中，汽车行业占比 60%以上。 POE 可作为增韧剂对 PE/HDPE/PP/PA 增韧改性。由于 POE 为非极性饱和聚烯烃共聚物，与聚乙烯及聚丙烯（PP）等通用塑料具有良好的相容性，且本身为颗粒状，因此 POE 常用于对非极性的聚烯烃进行改性，绝大多数应用于 PP 增韧体系。

2.1.1 汽车轻量化有望推动 POE 广泛应用于汽车零部件

POE 分子结构与三元乙丙橡胶（EPDM）相似，因此具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等性能。通过对 POE 交联，材料的耐热温度提高，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能均有较大程度提高。汽车轻量化趋势下，POE 作为最适用的工程塑料之一，更多应用于汽车工业中。POE 和热塑性动态硫化胶是两种主要的聚烯烃类热塑性弹性体（TPO），因低温抗冲击性能好、流动性好、可重复使用、弯曲弹性模量高等性能优势使其广泛应用于汽车内外部件，可使车重减轻 20%~25%。例如 TPO 作汽车外装件主要用于保险杠增韧（POE 取代 EPDM）、散热器格栅、车身外板 ( 翼子板、后侧板、车门面板 ) 、车轮护罩、挡风胶条等；作内饰件主要用于仪表板、内饰板蒙皮、安全气囊外皮层材料等；在发动机室内部件及其它方面也可用于空气导管、燃料管防护层、电气接线套等。

全球汽车保险杠的 POE 年市场规模稳定在 20 万吨左右。根据标普全球移动对 2022~2023 年全球乘用车产量的预测，假设 2024 年起全球乘用车产量增速为 5%，且 POE 作为增韧剂在保险杠中质量占比在 20%左右时可满足性能要求，我们计算 2022 年全球汽车保险杠对 POE 的需求约 18 万吨。随着全球汽车产量小幅稳定增长，汽车保险杠对 POE 的需求也保持稳定，2024 年全球需求可达到 20 万吨以上。

2.1.2 发泡材料：POE 柔韧性和回弹性能好，渗透率提升空间大

POE 的柔韧性和回弹性好于 EVA，适用于发泡材料。POE 用于发泡材料后效果更好，如发泡后的产品重量更轻，压缩回弹更好，触感良好，泡孔均匀细腻，撕裂强度高等。在模压发泡还是造粒后的注射发泡上，POE 已大量应用于沙滩鞋，拖鞋，运动鞋的中底，鼠标垫，座垫，保丽龙材料，保温材料，缓冲片材，箱包衬里等发泡产品上。当前 POE 在发泡鞋材中渗透率较低，未来提升空间大。加入 EPDM、POE、OBCs、 TPE 等弹性体可带来更高品质高更性能的 EVA 鞋部件制品，达到共混改性目的，从而提升 EVA 发泡性能，回弹性一般可提高到 50-55%，甚至更高。根据化工平头哥公众号数，当前 POE 或共混发泡材料在鞋材中占比仅为 2%，EVA 发泡材料占比 85%仍为主导地位。因此随着未来消费者对于鞋材性能要求提升，POE 在鞋材中渗透率提升空间较大。

光伏将成为 POE 下游应用中最大需求增量。2020 年全球 POE 消费量超过 120 万吨，其中光伏 POE 消耗约 17 万吨，因此其他应用领域消费量超过 100 万吨。随着 N 型组件量产，我们计算中性情景下 2023~2025 年全球光伏 POE 需求将达到 32/66/118 万吨，光伏将成为 POE 最大需求增量。若其他行业的 POE 需求维持在 110~120 万吨，则 2023 年中性情景下全球 POE 需求 142~152 万吨，2024 年或达到 176~186 万吨，2025 年 228~238 万吨。

2.2 POE 生产中茂金属催化剂和α烯烃为关键难点

POE 为乙烯-α烯烃共聚物，采用烯烃聚合催化剂使乙烯和α烯烃聚合得到聚烯烃。乙烯与α烯烃通过聚乙烯链段的结晶起到物理交联的作用，从而呈现热塑性弹性体的形态，并具有塑料和橡胶的双重特性。当α烯烃含量较高时，呈半结晶、低模量的聚合物，如α-辛烯达到 20%以上时，聚烯烃树脂由热塑体向弹性体转变。常见 C8 结构的 POE，α辛烯的质量分数多在 20%-30%。

2.2.1 高碳α烯烃：乙烯齐聚法工艺与催化剂集中于海外企业

高碳α烯烃是 POE 产品的关键，且α烯烃也为国产化难点之一，目前我国尚未实现高碳α烯烃量产，部分石化企业可生产 1-丁烯和 1-己烯。

高碳α烯烃性能更好，使用 1-己烯/1-辛烯替代 1-己烯为主要趋势。α烯烃包括 1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等多种，碳数范围分布宽（C4~C40），但作为聚烯烃共聚单体的的 α烯烃，一般为 C4~C8 组分，多为 1-丁烯（4C）、1-己烯（6C）、1-辛烯（8C），光伏 POE 主要为乙烯-辛烯共聚物。共聚单体的含碳数越高，聚合物的综合性能越好，如 1-己烯、 1-辛烯共聚产品的薄膜制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性等性能均优于 1-丁烯作为共聚单体生产的 LLDPE 树脂。因此近年来使用 1-己烯和 1-辛烯替代 1-丁烯作为共聚单体开发聚乙烯为主要趋势。高碳α烯烃主要采用乙烯齐聚法生产，生产工艺与催化剂专利集中在海外石油化工企业。 α烯烃为石油馏分和催化裂化产物，普遍采用乙烯齐聚法生产（所得产品全部含偶数碳，质量较好，产量占比达 94.1%），即以三乙基铝为催化剂，乙烯通过压缩及预热，经链增长反应、链置换反应及α烯烃产品分离等流程，最终得到高碳α烯烃产品。但乙烯齐聚法技术主要掌握在海外厂商手中，主要技术路线有 Chevron 的一步乙烯低聚工艺、BP Amoco 的二步乙烯低聚工艺、Shell 的较高烯烃法 (SHOP) 、Phillips 的铬系催化乙烯三聚工艺、日本出光石化的锆系催化乙烯齐聚工艺，利用均相催化剂（烷基铝、钛、镍、铁、铬、锆等系催化剂）进行齐聚反应，并在催化剂方面拥有相应的专利保护。其中 Shell、Chevron 和 BP Amoco 的工艺是最早、最典型的均相法乙烯齐聚工艺。

国内α烯烃生产几乎仍全部采用石蜡裂解法生产，产率低且质量较差，只能用于生产合成润滑油和润滑油添加剂等产品，目前在生产共聚单体用高纯度 1-辛烯方面仍较为不足。且含碳数高的共聚单体生产成本相应增加。目前国内α烯烃生产项目主要为燕山石化 5 万吨己烯装置，但辛烯-1 仅作为副产品，产量极少；2021 年大庆石化依托原有 1-己烯设施和技术，改扩建成国内首套 3000 吨级 1-辛烯合成工业试验装置，试验成功后将开发出具有自主知识产权的万吨级成套技术工艺包。

2.2.2 茂金属催化剂：POE 生产企业独家开发，国内量产尚有差距

烯烃聚合催化剂是聚烯烃聚合技术的核心，其种类有有铬基催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂等。其中茂金属催化剂单活性中心的特征能使任何α烯烃单体聚合。与传统烯烃聚合催化剂相比，采用特殊的茂金属催化剂不仅可以使 POE 具有很窄的相对分子质量分布，而且可以引入更多的共聚单体α-辛烯。

茂金属催化剂是由茂金属化合物、助催化剂和载体组成，需要与助催化剂共同作用于烯烃的聚合催化。其中，茂金属化合物一般是由过渡金属元素（如钛、锆、铪）或稀土元素和至少一个环戊二烯或其衍生物作为配体以η5-键联的方式形成的化合物，常用的配体有环戊二烯基、茚基、芴基等；另外，还包括非环戊二烯型含有氮、磷、氧等元素的配体与过渡金属或后过渡金属（如钛、锆、铪、镍、钯、铁、钴等）以及稀土金属构成的配合物。助催化剂主要为烷基铝氧烷或有机硼化合物，通常为甲基铝氧烷（MAO），是三甲基铝（TMA）同水反应而得到的部分水解产物。甲基铝氧烷作为茂金属及后过渡金属烯烃聚合催化剂中的高效催化剂，催化活性高，茂金属聚烯烃、茂金属聚烯烃弹性体、茂金属聚烯烃润滑油（PAO）和茂金属聚烯烃蜡、新材料环聚烯烃（COC/COP）等材料合成用的催化剂均需使用其作为助催化剂。

茂金属催化剂的负载化，即将茂金属和 MAO 附着于载体表面的过程。载体可分为无机物负载、聚合物负载和无机/有机复合载体，但通常为无机物载体，包括 SiO2、MgCl2、和 Al2O3 等。通过负载化技术制备负载型茂金属催化剂，可以使助催化剂甲基铝氧烷（MAO）的用量减少，同时提高聚合物的分子量，改善聚合物的形态（克服均相催化体系中聚合物形貌不可控的缺点），增加聚合物的堆积密度，从而使茂金属催化剂能够以“drop in”的方式应用于现有的聚烯烃生产装置。整体来看，使用茂金属催化剂替换传统的 Ziegler-Natta 催化剂，反应合成的聚烯烃分子结构、性能、品质均发生了显著的变化。当前 POE 生产企业均拥有独家开发的茂金属催化剂，我国茂金属催化剂的研究和产业化水平还存在较大差距。整体来看，我国在茂金属催化剂的结构设计、溶液聚合的工艺开发、和茂金属催化剂相关的下游产品领域研究滞后。且在新性能聚烯烃领域的技术大多集中于浙江大学、中科院化学研究所、中科院长春应用化学研究所等科研院校。国内茂金属聚烯烃规模化生产所用的催化剂基本全部来自海外公司，至今还没有成套化的茂金属聚烯烃催化剂自主技术。2020 年扬子石化与北京化工研究院合作开发茂金属聚乙烯催化剂，2022 年实现自制茂金属催化剂在扬子石化聚乙烯装置上成功应用，产出茂金属管材产品，但尚未实现在光伏级 POE 生产中的应用。

2.2.3 聚合工艺：Insite 溶液聚合为 POE 主要生产工艺

目前 POE 的生产技术主要为陶氏和 LG 化学开发的 Insite 溶液聚合工艺，以及埃克森美孚和三井开发的 Exxpol 高压聚合工艺。作为化工产业，在掌握 POE 聚合生产技术后实现连续稳定生产，保持良率、溶脂、密度等各性能指标稳定为生产难点。 1）Insite 溶液聚合：1-辛烯沸点高，乙烯和 1-辛烯共聚产品主要采用溶液聚合法生产，陶氏 Insite 溶液聚合采用自主研发的限定几何构型茂金属催化剂（CGC）生产，聚合温度为 80~150℃，聚合压力为 1.0~4.9MPa，可以直接在乙丙橡胶溶液法装置上生产，具有聚合物结构可精准控制、催化剂耐温性好等特点。

最早的 POE 是由美国陶氏化学采用自有钛催化剂技术在 1993 年生产成功的 Engage 系列，后来其采用先进的 Insite 工艺技术生产 POE 弹性体。2003 年 Engage 系列 POE 又增添了用于模制和挤出的新牌号，主要用来改性非汽车应用中较宽范围的聚烯烃。2004 年其采用单中心催化剂技术 Insite 工艺又成功地生产出 2 个聚烯烃改性专用 Affinity 牌号，主要用于热熔黏接剂市场。

2）Exxpol 高压聚合：1989 年埃克森美孚公布自行开发的茂金属催化剂专利（Exxpol 技术），可以合成链长均一、分子量分布窄、链间共聚用单体分布均匀的茂金属聚乙烯(mPE)。 1991 年，Exxpol 技术被应用于日本三井在美国路易斯安那州 Baton Rouge 的 1.5 万吨/年聚合装置中。Exxpol 高压聚合技术分为催化剂制备、聚合、分离和后处理，在 Exxpol 工艺设计中，催化剂庚烷-茂/铝氧烷悬浮体是超高压的，固相催化剂在高压反应器的不同位置引入，以确保催化剂浆料可在 100-200MPa 时加入反应器。为保证催化剂在高压状态更好地分散，埃克森美孚采用粒径 0.3-1.0μm 的未脱水硅胶作茂/铝氧烷的载体，用硅胶粒径控制催化剂粒子的大小。2005 年公司采用茂金属催化剂和高压离子生产工艺开发了 POE 共聚物（Exact 系列），主要用作汽车热塑性聚烯烃（TPO）配方中的抗冲击改性剂。

目前，我国自产的茂金属聚乙烯主要应用于薄膜和管材领域，茂金属聚乙烯供应仍依赖进口。供给方面，根据化工平头哥数据，2017 年我国茂金属聚乙烯产量约 3.5 万吨，至 2021 年增长至 13 万吨左右，但产品主要应用于薄膜和管材领域。需求方面，目前我国每年茂金属聚乙烯消耗量超过 150 万吨，自给率不足 9%，因此茂金属聚乙烯产品主要依靠向海外石化公司进口，如埃克森美孚、陶氏、三井、道达尔等。

2.3 供给：海外产能稳定，国内企业仍处中试阶段

由于海外企业对茂金属催化剂的专利保护和高碳α烯烃尚未自给，POE 尚未国产化。在海外企业的茂金属催化剂专利保护，以及高碳α烯烃的生产工艺封锁下，目前 POE 的生产技术集中于海外企业陶氏、三井、LG、埃克森美孚、SK/萨比克，所有种类 POE 的年生产能力可达到约 200 万吨。其中陶氏产能最大达到 100 万吨左右，占比约 50%。

POE 海外名义产能高，光伏级 POE 实际产能有限。虽然全球 POE 总生产能力达到 200 万吨，但需考虑实际产能利用率、其他 POE 应用领域需求增长、不同牌号和不同产品间产线切换等因素，因此光伏 POE 实际产能远低于名义产能。若光伏级 POE 粒子需求快速增长，则可能带来阶段性供给紧张。

国内企业加快聚烯烃和 POE 研发和量产进程，目前仍处中试阶段。在下游光伏需求高景气趋势下，国内企业在 POE 以及原料α烯烃、茂金属催化剂方面加快研究和量产进度，领先企业已进入 POE 中试阶段。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。

湿热老化试验箱(POE行业专题报告：N型迭代，POE行业开启高成长序幕)

湿热老化试验箱(POE行业专题报告：N型迭代，POE行业开启高成长序幕)

1 抗 PID 优势显著，POE 有望全面应用于 N 型组件

2 原料、催化剂与工艺均为技术壁垒，N型组件或推动国 产化进程加速

2 原料、催化剂与工艺均为技术壁垒，N型组件或推动国产化进程加速