基础化工：光伏迭代驱动，POE历史机遇已至

POE有望成为最具前景的化工新材料。我国化工新材料产值已达13160亿元，其中高端聚烯烃2022年产值已达1280亿元，自给率仅57%，是兼具市场容量与国产化空间的化工新材料品类。在高端聚烯烃中，POE应用于TOPCon、HJT、钙钛矿等光伏技术路线封装、汽车轻量化用改性塑料。其生产所用限定几何构型茂金属催化剂、溶液聚合工艺技术难度大，使其兼具了良好的竞争格局、庞大的市场容量以及优异的增长前景。我们认为2023年随着光伏TOPCon放量，POE有望成为下一个最具前景的化工新材料。 光伏迭代开启POE需求新篇章。转化效率持续驱动光伏迭代，目前以TOPCon为首的N型电池即将开始放量渗透，而中期HJT、远期钙钛矿的渗透，将持续带来封装材料的迭代：POE、EPE胶膜随着POE粒子的国产化，有望成为TOPCon、HJT的主流封装路线。远期钙钛矿电池的渗透将使得光伏封装材料进一步迭代至POE+丁基胶的方式。2023年Q4开始TOPCon将进入集中投产期，2024年底规划投产项目将拉动百万吨级POE粒子新增需求，预计2025年我国光伏级POE粒子需求将超过150万吨。当光伏进入TW时代，POE胶膜、粒子需求有望超100亿平、500万吨。 三大壁垒构筑POE极佳竞争格局。POE竞争格局极佳，被陶氏、三井、LG、SK/SABIC等外企长期垄断，2021年64万吨国内需求全部由进口料满足。 生产工艺上，POE具备三大瓶颈：1）茂金属催化剂：POE聚合需使用单一活性中心的限定几何构型茂金属催化剂。聚烯烃催化剂多年来技术封闭，国内仅鼎际得、中石化等极少数企业掌握工业化生产，而茂金属催化剂技术难度相比前五代聚烯烃催化剂更为大增。我们认为当下催化剂是POE产业化的最大瓶颈；2）α-烯烃：生产光伏级POE需要使用高碳α-烯烃与乙烯共聚，以破坏乙烯的结晶从而制作出高透明度的光伏级POE粒子，而高碳α-烯烃目前主要被陶氏等少数外企垄断；3）溶液聚合工艺：溶液聚合是POE产业化的主流生产路线，国内目前没有成熟产业化装置。三大壁垒有望在中长期共同构筑POE优异的竞争格局。 历史机遇已至，看好催化剂积淀厂商领军国产化。我们认为未来POE在产业化进程中将经历筹备期、验证期、盈利兑现期，在产业化筹备期、验证期，TOPCon放量或使得POE出现较严重的供需错配，景气度有望提升。而在兑现期，我们看好具备技术积累厂商率先破局，尽享国产化红利。建议关注：鼎际得、万华化学、卫星化学、东方盛虹、荣盛石化。 风险提示：宏观经济增速低于预期，产品价格大幅波动、新项目建设进度不及预期、测算存在误差等。 重点标的 股票代码 1.POE有望成为最具前景的化工新材料 化工新材料产值已破万亿，2015-2022年整体复合增速达26.1%。根据中国石油化工联合会，2022年化工新材料产能达到4500万吨/年，产量达到3323万吨，净进口量813万吨，消费量4136万吨。2022年我国化工新材料产值13160亿元，较2015年2600亿元增长4倍，2015-2022年复合增速高达26.1%。 化工新材料中，我国高端聚烯烃产值达千亿，依然是自给率最低新材料品种，空间广阔。 国内新材料产业化迅速扩张，2022年我国化工新材料产量3323万吨，较2015年的1681万吨提升98%，复合增速10%。通过国内企业技术研发及生产环节突破，目前我国氟硅材料、锂电材料、聚氨酯、高性能橡胶等领域已全面实现国产化，而高端聚烯烃受催化剂、α-烯烃、聚合工艺壁垒影响，2021年国产化率仅57%。 图表1：2022年我国新材料产品产值（亿元） 图表2：2022年我国新材料产品自给率 高端聚烯烃中，POE兼具良好竞争格局、庞大市场容量、优异需求增长前景，有望成为最具前景的化工新材料之一。聚烯烃弹性体（POE，Polyolefinelastomer）是以乙烯或丙烯为主要聚合单元，以α-烯烃（1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）为共聚单体通过茂金属催化剂作用聚合得到的共聚物。从结构上看，POE主要包括碳碳主链结晶区（树脂相）与无定型区（橡胶相），其中碳碳主链结晶区起物理交联点的作用，而α-烯烃的引入削弱了碳碳主链的结晶区，形成了呈现橡胶弹性的无定型区。POE具有较短的支链分布，使得材料拥有高弹性、高强度、高伸长率等优异的物理性能；同时由茂金属催化剂作用聚合得到的共聚物分子量分布较窄，使得材料在注塑和挤出过程中不易产生挠曲，且水汽透过率低；POE分子键饱和，使得材料具备优异的耐热老化和抗紫外线性能；橡胶相结构赋予材料良好的弹性，树脂相结构赋予材料良好的加工性能。 图表3：POE结构特点及性能优势 POE具有良好的弹性、强度、耐老化、耐候、隔水性能，传统应用领域主要在汽车零部件，光伏级POE主要用于光伏组件，尤其是TOPCon、HJT、钙钛矿的封装。除光伏外，POE下游还囊括家电、电子、建筑、日用品、鞋材等诸多领域。我们认为随着光伏新型组件放量开启，POE有望成为下一个最具前景的化工新材料。 图表4：POE产业链图 2.光伏迭代开启POE需求新篇章 2.1.TOPCon等N型电池放量在即，远期钙钛矿可期，光伏持续迭代 转化效率驱动光伏技术路线迭代，N型、钙钛矿电池发展前景广阔。转换效率是衡量光伏器件发电能力的重要指标，提升转换效率是光伏电池产业的永恒目标和趋势。传统光伏电池采用单晶PERC型（P型）结构，电池转换效率约22%-23%，下一代N型电池（TOPCon、HJT）转化效率25%-26%，钙钛矿电池理论转化效率可达33%，叠层化后转化效率可突破40%。由转化效率引发的技术迭代是光伏电池、组件环节的必然发展趋势，目前N型电池处于迭代拐点，随着百GW级TOPCon规划产能落地，预计2023-2025年N型路线将加速渗透抢占新装机组件份额，远期看好钙钛矿等新型技术实现产业化突破。 图表5：不同类型太阳能电池转换效率 N型电池转化效率高，看好TOPCon等N型电池大幅渗透。P型电池转换效率约22%-23%，而目前主流N型电池转换效率可达25%-26%。N型电池具备更高的转换效率主要受益于N型硅片的特殊分子结构和性质：1）N型硅片纯度更高：N型硅片采用高纯N型硅料，金属杂质、碳氧杂质含量低；2）N型硅片少子寿命更高：P型硅片掺杂硼元素使得少子为电子，而电池中的金属杂质对于少子电子具有较高捕获能力，使得P型电池少子寿命低，从而降低光电转换效率。而N型电池采用N型硅片，掺杂元素为磷，所形成少子为空穴受杂质成分捕获能力弱，少子寿命相比P型电池高出1-2个数量级。 图表6：N型与P型半导体的工作原理 图表7：N型电池片结构 TOPCon电池迎来集中投产期，拉动百万吨级光伏级POE粒子需求。TOPCon作为率先产业化的N型电池路线已进入放量拐点。根据各公司公告测算，预计国内2023、2024年底分别形成199、420GW产能投放，远期产能约690GW。POE及EPE胶膜是目前TOPCon主流封装材料，TOPCon产能加速投产将对POE粒子需求带来百万吨级拉动。 图表8：国内TOPCon电池扩产规划（GW） 钙钛矿是新一代电池技术路线，转化效率突破晶硅电池上限。钙钛矿电池（perovskite solar cells，PSCs）晶体化学结构通式为ABX3，其中金属卤化物钙钛矿成分起到发电作用。钙钛矿太阳能电池主要是由电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层和两个电极层构成，通过光吸收层受外部光子能量的激发产生电子-空穴对，进而产生电子和空穴分别经由电子传输层和空穴传输层至电池两侧的电极从而进入外电路进行发电。钙钛矿电池具有光电转换效率高、光照强度依赖性小、制备工艺简单、加工方式多样等优点，且通过对光吸收层光谱吸收范围和强度的灵活调控以及使用透明导电材料作为顶电极，适用于半透明化设计，应用场景广阔。 图表9：钙钛矿电池结构 硅料价格回落，光伏产业链利润迎再分配。硅料是光伏组件的核心原料，辐射硅片-电池片-组件全产业链。硅料投资强度大，投产周期长，2020年起受光伏装机增长拉动，硅料价格表现出了极强的价格弹性，产品价格由2021年初8.5万/吨持续上涨并于2022年3季度突破30万/吨。2022年3季度，硅料厂商大全能源单季度毛利率高达81%，光伏产业链盈利主要集中于硅料环节。2022年12月受新增产能集中投放叠加出口需求下滑影响，硅料价格进入下行通道，产业链成本大幅改善，利润持续向下游硅片、电池、组件，以及辅料胶膜等环节转移。 图表10：光伏产业链不同环节毛利率 图表11：多晶硅料价格走势 光伏胶膜占成本比重较低，粒子及胶膜涨价空间大。胶膜占组件成本比重较低，以当前EVA、POE价格1.80、2.55万/吨测算，假设胶膜克重450g，单W组件中EVA、POE粒子成本分别为0.081、0.115元。假设胶膜环节毛利率中枢15%，则单W组件中EVA、POE胶膜成本分别为0.093、0.132元，占比分别为5.5%、7.6%。 图表12：POE封装胶膜占组件成本比重 2.2.光伏封装材料迭代，POE迎历史机遇 POE胶膜性能优势明显。POE胶膜应用虽然晚于EVA胶膜，但其性能在多体积电阻率、水汽透过率、耐老化性能、抗电势诱导衰减（PID）等方面优于EVA。根据CPIA的预测，未来透明EVA及白色EVA胶膜市场占比或下滑，而POE和EPE胶膜市场份额将明显提高。从性能上看，POE相比EVA优势主要体现在以下几个方面： 图表13：POE在光伏组件中的应用 抗PID性能优异：不论是N型或者是P型电池片，透水率和体积电阻率都是影响PID现象的关键因素。低透水率使得在同样电势差下，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1000V、85℃、85%RH）功率衰减显著低于EVA胶膜； 高体积电阻率：光伏组件在实际使用的实际温度最高时可超过80℃，尤其是在日晒充足或高温地区。所以，封装胶膜在高温下的介电性能应得到充分关注。然而，随着工作温度升高，EVA胶膜体积电阻率迅速下降，在85℃时已达10Ω•cm，而陶氏EngagePOE胶膜的体积电阻率还保持在10Ω•cm以上； 低水汽透过率：由于POE是非极性材料，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，在实验条件下EVA的水汽透过率为34g/(m*d)，而POE胶膜为3.3g/(m*d)，POE胶膜的水汽透过率仅为EVA胶膜的1/10，极大降低了组件被水汽渗入及腐蚀的可能性，降低PID风险； 耐候性能强：EVA胶膜在光照作用下，醋酸乙烯酯链段容易产生分子链断裂，生产多种气体副产物会停留在组件内造成胶膜产生气泡或脱层，影响长期可靠性，POE胶膜在加速老化后，黄度指数变化较小，POE明显耐候度更好。 图表14：POE作为光伏胶膜优势汇总 EPE、POE是N型组件主要的胶膜封装方案，钙钛矿电池采用纯POE封装。主流光伏封装胶膜包括透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、聚烯烃（POE）胶膜、共挤型聚烯烃复合膜EPE（EVA-POE-EVA）胶膜。其中透明、白色EVA胶膜为传统方案，主要应用于单玻P型组件的上下层封装。双玻组件因具备双面发电能力，一般具有10%-30%的发电增益，在地面电站的渗透率快速提升。双面组件电池功率不断增大，使得组件发热量增大、温度升高，对封装材料的抗PID性、耐热性、耐老化性能提出了更严苛的要求。POE相比传统EVA具有更优异的抗老化性和阻水性能，成为双玻组件的主流封装材料。EPE材料兼具POE材料的高阻水性、高抗PID性，同时也具备EVA材料的双玻组件高成品率的层压工艺特性，且不受POE树脂原料供应相对短缺的影响，作为过渡材料亦可应用于双玻组件的封装。 PERC型中传统单玻组件过去主要以两面纯EVA为主，双玻组件以上层EPE、下层EVA为主，目前天合光能、隆基绿