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1、請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2023.01.09 電鍍銅技術有望逐漸產業化,開啟無銀時代電鍍銅技術有望逐漸產業化,開啟無銀時代 光伏設備系列報告光伏設備系列報告 1 徐喬威徐喬威(分析師分析師)曾大鵬曾大鵬(研究助理研究助理)021-38676779 0755-23976738 證書編號 S0880521020003 S0880121120056 本報告導讀:本報告導讀:電鍍銅技術是對傳統絲網印刷環節的替代,有望實現電鍍銅技術是對傳統絲網印刷環節的替代,有望實現HJT的降本(去銀化)和提效的降本(去銀化)和提效(約(約 0.3%),伴隨其產業化進程加速或助
2、力),伴隨其產業化進程加速或助力 HJT 滲透率提升。滲透率提升。摘要:摘要:投資建議:銅電鍍技術有望逐漸產業化,預計投資建議:銅電鍍技術有望逐漸產業化,預計23年完成中試線驗證,年完成中試線驗證,24 年量產。年量產。圖形化設備推薦邁為股份、帝爾激光等,受益標的芯碁微裝、蘇大維格等;電鍍設備受益標的東威科技、羅博特科等。電鍍銅技術路線是對傳統絲網印刷環節的替代,可以分為電鍍銅技術路線是對傳統絲網印刷環節的替代,可以分為“種子層制種子層制備備+圖形化圖形化+金屬化金屬化+后處理后處理”四大環節。四大環節。1)種子層制備:PVD 和CVD主要區別體現在工藝溫度上,PVD 對工藝溫度要求較低(50
3、0或更低),為目前主流方案;2)圖形化:光刻路線和激光路線并行,主流工藝仍在探索,其中濕膜+直寫光刻有望突出重圍;3)金屬化:垂直鍍技術成熟但產量受限,水平鍍有望助力產能放量;4)后處理:包括刻蝕和去膜,整體工藝難度不大。電鍍銅技術蓄勢待發,產業化推進有望打開市場空間電鍍銅技術蓄勢待發,產業化推進有望打開市場空間。估計目前設備單 GW 價值量在 1.5-2 億(PVD 約 4000 萬元,曝光機約 4000 萬元,電鍍機約 5000 萬元,其他設備約 4000 萬元),量產情況下預計單 GW設備價值量下降至 1.1 億元左右。至 2025 年保守/樂觀情況下,我們預計電鍍銅路線設備整體市場空間
4、分別為 17.8/43.6 億元,對應當年新增市場空間為 12.6/31.0 億元。從經濟性角度看電鍍銅技術從經濟性角度看電鍍銅技術:僅考慮折舊+銀漿成本,1)短期短期:在考慮新增設備對應折舊與電鍍銅本身工藝成本的情況下,根據我們測算,現階段電鍍銅路線預計較傳統 HJT 絲網印刷路線節約 0.044 元/W(不考慮良率);考慮良率的情況下,預計電鍍銅工藝良率約提升至 80%和絲網印刷成本打平;不考慮良率的情況下,現階段電鍍銅路線成本(0.182 元/W)略低于激光轉印路線成本(0.189 元/W),具備經濟性優勢;2)長期長期:我們認為電鍍銅技術較傳統絲網印刷方案仍具備經濟性,在假定銀漿售價(
5、8500 元/kg)以及電鍍銅工藝成本(0.08元/kg)不變的情況下,據我們測算,即使銀漿耗量下降 30%(約 95mg/片),現階段電鍍銅方案仍能與傳統方案成本打平;而當銀漿耗量下降 40%(約 81mg/片)時,電鍍銅新增設備投資額下降 30%(約 1.2億元/GW)時,電鍍銅方案與傳統方案成本依舊可以基本打平。風險提示:風險提示:技術產業化進度不及預期、市場競爭加劇、宏觀經濟和行業波動 評級:評級:增持增持 上次評級:增持 細分行業評級 相關報告 機械行業 硅料降價有望刺激光伏需求,自動化逐漸復蘇 2022.12.31 機械行業 內需帶動制造業復蘇,風電裝機需求延續 2022.12.2
6、4 機械行業 風電 2023年裝機量有望大增,通用自動化逐漸復蘇 2022.12.03 機械行業 自動化和工程機械有望復蘇,國產替代賽道長坡厚雪 2022.11.27 機械行業 風電長期需求旺盛,工業母機板塊發力走高 2022.11.26 行業專題研究行業專題研究 股票研究股票研究 證券研究報告證券研究報告 機械行業機械行業 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2 of 26 目目 錄錄 1.N 型電池加速滲透,電鍍銅技術或助力“去銀“降本.3 1.1.長期看好 HJT,降低銀耗迫在眉睫.3 1.2.電鍍銅技術有望助力 HJT 電池降本增
7、效.5 2.“種子層制備+圖形化+金屬化+后處理”四大環節構建整套工藝.8 2.1.種子層制備:PVD 對工藝溫度要求較低,為目前主流方案.9 2.2.圖形化:光刻路線和激光路線并行,主流工藝仍在探索.11 2.3.金屬化:垂直鍍技術成熟但產量受限,水平鍍有望助力產能放量 15 2.4.后處理:刻蝕+去膜,工藝難度不大.17 3.從成本端測算看電鍍銅路線的經濟性.19 4.電鍍銅技術蓄勢待發,產業化推進有望打開市場空間.21 5.投資建議及推薦標的.23 6.風險提示.25 6.1.技術產業化進度不及預期.25 6.2.宏觀經濟和行業波動.25 6.3.市場競爭加劇.25 2XrV8WjWfU
8、nMwOtR9P8Q9PtRrRsQmPjMqQmNkPoPnNbRoOyRMYnRnNuOsPvN 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 3 of 26 1.N 型電池加速滲透,電鍍銅技術或助力型電池加速滲透,電鍍銅技術或助力“去銀去銀“降降本本 1.1.長期看好長期看好 HJT,降低銀耗迫在眉睫,降低銀耗迫在眉睫 N型電池滲透加速,預計至型電池滲透加速,預計至 2025年市占率接近半成年市占率接近半成。根據PV infolink,預計至 2025 年,以 HJT 和 TOPCon 為代表的 N 型電池市占率將接近50%,而在 2022
9、年 N 型電池的市占率預計不超過 10%。根據 SMM 統計(截至 2022 年 11 月),至 2023 年底 Topcon 電池產能預計達 305.9GW(年新增產能將達到 228.5GW);2023 年HJT 新增規劃投產為61.8GW,若按照規劃全部達產后,2023 年 HJT 產能將達到 101.2GW。圖圖 1:N 型電池預計至型電池預計至 2025 年市占率接近年市占率接近 50%數據來源:PV infolink、國泰君安證券研究 N 型電池效率優勢明顯,短期型電池效率優勢明顯,短期 HJT、TOPCon、IBC 多技術并存,中長多技術并存,中長期看好期看好 HJT。HJT 電池
10、較 PERC 電池的優勢體現在更高的效率上限,自2021 年 9 月起各廠家不斷突破 HJT 電池實驗室效率上限,根據 2022 年12 月 15 日隆基綠能的公告,公司 HJT 電池實驗室效率達 26.56%,至理論極限 28.5%仍有不小空間。另外同屬 N 型電池,HJT 電池較 TOPCon電池工序步驟更少,對應良率上限更高。我們認為,雖然現階段 HJT 高額的設備投資造成部分廠家的觀望,伴隨 PERC 效率逐漸達到瓶頸以及降本路線的逐漸落地,各廠家或加速擴產,助力 HJT 電池產能放量。圖圖 2:N 型電池效率上限更高,各技術互有優劣型電池效率上限更高,各技術互有優劣 圖圖 3:N 型
11、電池實驗室效率不斷被刷新型電池實驗室效率不斷被刷新 78%87%86%70%56%48%43%2%2%7%20%31%37%40%1%1%1%3%5%7%8%0%20%40%60%80%100%202020212022E2023E2024E2025E2026E多晶硅PERCTOPConHJTxBC薄膜 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4 of 26 數據來源:隆基綠能公司公告、SOLARZOOM、索比太陽能、國泰君安證券研究 數據來源:邁為股份和隆基綠能官方微信公眾號、國泰君安證券研究 現階段現階段 HJT電池面臨銀漿耗量大電池面臨銀
12、漿耗量大+價格貴的問題價格貴的問題。根據 CPIA,2021 年M6 尺寸 P 型電池平均銀漿(正銀+背銀)耗量 96.4mg/片;TOPCon 電池正面使用的銀鋁漿(95%銀)消耗量約 75.1mg/片;異質結電池雙面低溫銀漿消耗量約 190.0mg/片,異質結電池總的銀耗量同比減少 14.9%,超過 P 型電池同比下降 10.2%,但總耗量仍是 P 型電池的 2 倍。此外,N 型電池所用銀漿國產化程度產生較大分歧,區別于 P 型 PERC 和TOPCon 電池可以使用高溫銀漿,HJT 電池通常只能使用低溫銀漿(燒結溫度 250以下),而低溫主柵銀漿國產率在 10%左右,細柵用銀漿全部依賴進
13、口(日本京都電子、德國漢高公司、美國杜邦公司等市占率超80%),造成賣方溢價。另外,采用低溫銀漿還存在印刷速度低(250280mm/s,對比 PERC350450mm/s)和線型寬(3842um,對比PERC2226um)的問題,進一步制約了 HJT 電池的量產商用化。表表 1:HJT電池銀耗約是電池銀耗約是 PERC 電池的電池的 2 倍(倍(2021 年)年)電池類型電池類型 正面銀漿(正面銀漿(mg/片)片)背面銀漿(背面銀漿(mg/片)片)PERC 71.7 24.7 TOPCON 75.1 70 HJT 190(雙面低溫銀漿)數據來源:CPIA、CNKI、OFweek、國泰君安證券研
14、究 注:除 HJT 使用低溫銀漿外,其他電池使用高溫銀漿;TOPCon 電池正面主柵使用銀漿,細柵使用銀鋁漿 拆解電池成本,銀漿占電池片總成本拆解電池成本,銀漿占電池片總成本 13%,占非硅成本,占非硅成本 51%。根據SOLARZOOM 新能源智庫,我們對 M6 尺寸 N 型 HJT 電池片成本進行拆解,部分假設略作修正:進口低溫銀漿價格約 85009500 元/kg(國產化后市場價格區間在 65007500 元/kg),我們取銀漿價格 8500 元/kg,假設 22 年銀漿消耗量在 21 年基礎上再下降 30%左右,取 135mg/片;靶材價格按 2000 元/kg 估算;M6 尺寸硅片按
15、 6.35 元/片估算,按 6.89 W/片折算(25%轉換效率)。表表 2:拆解電池成本:銀漿占電池片總成本拆解電池成本:銀漿占電池片總成本 13%,占非硅成本,占非硅成本 51%成本項成本項 原始單價原始單價不含稅不含稅價格價格 消耗量消耗量 耗量耗量 本環節成本環節成成本轉成本轉最終產品成最終產品成25.54%26.07%26.41%26.30%26.50%26.56%25.0%25.5%26.0%26.5%27.0%2021年9月2021年10月2021年11月2021年12月2022年1月2022年2月2022年3月2022年4月2022年5月2022年6月2022年7月2022年8
16、月2022年9月2022年10月2022年11月2022年12月邁為聯合SunDrive隆基綠能 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5 of 26(含稅)(含稅)單價單價 單位單位 單位單位 本(元本(元/W)換系數換系數 本(元本(元/W)硅片(M6)6.35 5.62 元/片 1.01 片/片 0.82 1.03 0.85 銀漿 8500 7522 元/kg 135 mg/片 0.17 1.03 0.15 正面靶材 2000 1770 元/kg 44 mg/片 0.01 1.03 0.01 背面靶材 2000 1770 元/kg 4
17、4 mg/片 0.01 1.03 0.01 鋁金屬回收 1450 1283 元/kg-30 mg/片-0.01 1.03-0.01 電池片其他BOM 0.3 0.27 元/片 1 0.04 1.03 0.04 電費 0.8 0.71 元/kWh 0.24 kWh/片 0.02 1.03 0.03 其他制費 0.08 0.07 元/片 1 0.01 1.03 0.01 人工 80000 元/人/年 85 人 年/GW 0.01 1.03 0.01 折舊 0.04 元/W 1 0.04 1.03 0.04 合計合計 1.14 數據來源:SOLARZOOM 新能源智庫、國泰君安證券研究 目前,降低銀
18、耗的路徑包括多主柵(目前,降低銀耗的路徑包括多主柵(MBB)技術、激光轉印技術、低溫)技術、激光轉印技術、低溫銀漿國產化、銀包銅技術和電鍍銅技術銀漿國產化、銀包銅技術和電鍍銅技術。在考慮仍使用銀粉作為原材料的路線中,銀包銅技術(降低銀耗)、多主柵技術和激光轉?。偞撾娮杞档?柵線面積減小降低銀耗+提高效率)、外加銀粉國產化可以實現并聯,預計總體降本 6070%。銀包銅技術雖然能夠降低含銀量,但該降低有所上限,且同樣會降低部分效率(約在 0.2%以內),從而在總效益提升上不明顯。而電鍍銅技術與上述路線并行,旨在直接擺脫銀漿的依賴,有望在降低銀耗的同時提升效率。圖圖 4:低溫銀漿提效降本路線圖低
19、溫銀漿提效降本路線圖 數據來源:晶銀新材、國泰君安證券研究 1.2.電鍍銅技術有望助力電鍍銅技術有望助力 HJT 電池降本增效電池降本增效 電鍍技術是利用電化學方法在導電固體表面沉積一層薄金屬、合金或復電鍍技術是利用電化學方法在導電固體表面沉積一層薄金屬、合金或復合材料的過程。合材料的過程。電鍍銅技術屬于一種特殊的電解過程,利用電解原理在導電層表面沉積銅,主要基于種子層柵線的方法替代絲網印刷制作電極,行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 6 of 26 一般使用含銀的電鍍液,再用銅鍍層,從而減少銀漿用量,或者用銅鍍層完全代替銀漿,使成本更具
20、有競爭力。圖圖 5:電鍍銅工藝原理電鍍銅工藝原理 圖圖 6:電鍍銅技術助力電鍍銅技術助力 N 型電池減少銀漿用量型電池減少銀漿用量 數據來源:吳群英等 淺談電鍍銅工藝及其添加劑的研究進展 數據來源:Sang Hee Lee et al.Conductive Copper Paste for Crystalline Silicon Solar Cells(2018)銅作為銀的“替身使者”,性價比更高銅作為銀的“替身使者”,性價比更高。相比較銀柵線,銅柵線的電阻率要高 3 倍左右(銅柵線電阻率在 1.7.cm,而銀在 310.cm),而低接觸電阻的金屬柵極是發揮高效異質結電池光電轉換效率的重要途徑
21、。另外,單從價格上更進一步體現銅柵線的優勢,銅價格約 60 元/kg,約是銀柵線的十分之一(約 6000 元/kg),若考慮低溫進口銀漿(85009500元/kg),這一價格優勢將更加明顯。圖圖 7:電鍍銅兼具線寬窄電鍍銅兼具線寬窄+高導電性的優勢高導電性的優勢 圖圖 8:銅柵線較銀柵線更細銅柵線較銀柵線更細 數據來源:CSEMSilicon Heterojunction Metallization and Modules Approaches(2016)數據來源:銅柵線高效異質結電池(C-HJT)技術研發進展、聚合材料招股書、亞化咨詢 電鍍銅技術不光可以擺脫銀漿降本,還可以助力提升效率電鍍銅
22、技術不光可以擺脫銀漿降本,還可以助力提升效率。根據光伏行業報告顯示,2021 年絲網印刷工藝下銀柵線寬度控制在平均 27m 左右(市場主流的主柵數量是 10BB及以上),隨著銀漿技術的創新和印刷技術的提升,預計至 2022 年底細柵或將下降至 20m。相比于銀柵線,銅柵線寬度更細(超細線寬可以實現10m),更細的柵線寬度可以減少占用電池片的面積,從而達到增加發電效率的效果。表表 3:電鍍銅技術可以實現降本電鍍銅技術可以實現降本+提效提效 銀柵線銀柵線 銅柵線銅柵線 直接材料成本降低直接材料成本降低 銀6000元/kg 銅60/kg 柵線窄,高寬比高,柵線窄,高寬比高,降低遮光面積及電阻降低遮光
23、面積及電阻 3040m 2040m 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 7 of 26 電阻率電阻率 310.cm 1.7.cm 低溫工藝低溫工藝 是 是 效率提升效率提升 0.20.3%數據來源:銅柵線高效異質結電池(C-HJT)技術研發進展、國泰君安證券研究 污染物處理污染物處理+產能受限,電鍍銅技術距離商業化還需時日。產能受限,電鍍銅技術距離商業化還需時日。1)考慮到光伏產能很大,外加有些物質比較難以處理(比如干膜或者油墨都是有機污染物),環保上需要另外投入以滿足國家標準。2)電鍍銅工藝流程比傳統的絲網印刷工藝更長,為此需要額外投入
24、更多的設備成本及人力成本,以邁為的絲網印刷設備為例,一臺機器就可以實現 8000-10000 片(對應 1GWh)的印刷,而目前以采用水平鍍工藝的單臺電鍍設備產能還未達到 GW 量級。行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 8 of 26 2.“種子層制備種子層制備+圖形化圖形化+金屬化金屬化+后處理”四后處理”四大環節大環節構建整套工藝構建整套工藝 電鍍銅技術路線是對傳統絲網印刷環節的替代,可以分為“種子層制備電鍍銅技術路線是對傳統絲網印刷環節的替代,可以分為“種子層制備+圖形化圖形化+金屬化金屬化+后處理”四大環節后處理”四大環節。以 H
25、JT 電池為例,為了實現銅電鍍,即金屬化,首先需要在 TCO 膜之后鍍一層金屬(如銅)種子層;再將感光膠膜(如光刻膠、油墨等)貼敷在種子層上作為圖形化前期準備,隨后采用曝光、顯影處理;再使用電鍍工藝加厚種子層;最后再去掉掩膜及種子層;電池正反兩面均需重復此項操作,圖圖 9:電鍍銅技術路線分為“種子層制備電鍍銅技術路線分為“種子層制備+圖形化圖形化+金屬化金屬化+后處理”四大環節后處理”四大環節 數據來源:2020 年中國光伏技術發展報告晶體硅太陽電池研究進展(7)、Yulian Zeng et al.Review on Metallization Approaches for High Eff
26、iciency Silicon Heterojunction Solar Cells(2022)圖圖 10:電鍍銅工藝路線示意圖(以電鍍銅工藝路線示意圖(以 HJT電池為例)電池為例)數據來源:俞健硅異質結太陽電池接觸特性及銅金屬化研究(2019)涉及電鍍銅技術的廠商可以分為深耕光伏領域設備商的前瞻布局涉及電鍍銅技術的廠商可以分為深耕光伏領域設備商的前瞻布局+細分細分環節龍頭廠商的橫向拓展環節龍頭廠商的橫向拓展。目前,捷得寶、金石能源和邁為股份涉及電鍍銅整線的布局,種子層環節布局多以電池片設備廠商為主;圖形化環節多方案并行,各家廠商(芯碁微裝、蘇大維格、帝爾激光等)進展不一;電鍍環節工藝主要在
27、水平鍍(捷得寶、寶馨科技等)和垂直鍍(東 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 9 of 26 威科技等)兩大路線中抉擇。表表 4:國內布局電鍍銅技術的主要廠商國內布局電鍍銅技術的主要廠商 公司公司 種子層種子層 圖形化圖形化 電鍍電鍍 金石能源金石能源 捷得寶捷得寶 邁為股份邁為股份 芯碁微裝芯碁微裝 蘇大維格蘇大維格 太陽井太陽井 帝爾激光帝爾激光 羅博特科羅博特科 東威科技東威科技 寶馨科技寶馨科技 數據來源:各公司公告、國泰君安證券研究 注:淺藍色代表該公司有所布局 2.1.種子層制備:種子層制備:PVD 對工藝溫度要求較低,為目前
28、主流方對工藝溫度要求較低,為目前主流方案案 電鍍銅路線的第一步是種子層的制備,用來增加電鍍銅與電鍍銅路線的第一步是種子層的制備,用來增加電鍍銅與TCO層之間層之間的附著力的附著力。若直接在 TCO 上進行電鍍,會因為附著力是范德華力(鍍層和 TCO 間的物理接觸產生)而容易引起電極的脫落,而銅與 TCO 的接觸特性是影響HJT電池載流子收集、附著特性及電性能提高的重要因素,另外直接在 TCO 上電鍍銅是非選擇性的。為此,在電鍍前在 TCO 表面沉積一層極薄的種子層(100nm),可以改善銅和 TCO 接觸及附著特征,隨后沉積圖形化的掩膜,以實現選擇性電鍍。圖圖 11:HJT電池電鍍電極結構電池
29、電鍍電極結構 數據來源:俞健硅異質結太陽電池接觸特性及銅金屬化研究(2019)在種子層制備方式上,包括物理氣相沉積(在種子層制備方式上,包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積()和化學氣相沉積(CVD)等等。物理氣相沉積是在真空或低壓氣體放電條件下(即在等離子體中進行的),經過“蒸發或濺射”后,在物體表面生成與基材料性能完全不同的新固態涂層過程;而化學氣相沉積則是把含有構成薄膜元素的氣態反應劑或液態反應劑的蒸氣及反應所需其它氣體引入反應室,在襯底表面 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 10 of 26 發生化學反應生成薄膜的過程。圖圖
30、 12:真空蒸發鍍膜原理真空蒸發鍍膜原理 圖圖 13:濺射鍍膜原理濺射鍍膜原理 數據來源:IATF16949 數據來源:IATF16949 PVD和和 CVD主要區別體現在工藝溫度上主要區別體現在工藝溫度上,目前主流方法為,目前主流方法為 PVD 制備制備。CVD 對工藝溫度要求較高(爐內溫度在 8001000),并且在高溫條件下鍍層結合強度會更強,相比較而言,PVD 對工藝溫度要求較低(500或更低)。此外,PVD 和 CVD 在適用范圍、鍍膜效果、投資成本和生產周期方面各有千秋,以 PVD 為例,其設備投資較貴,但對應生產周期更短;鍍膜可以做到更?。?5m),但涂層結合強度會更低。表表 5
31、:PVD 和和 CVD 工藝對比:目前工藝對比:目前 PVD 為主流為主流 CVD PVD 沉積原理沉積原理 化學反應 可能產生有毒氣體 物理手段 環境友好 溫度要求溫度要求 高溫較高 高溫鍍層結合強度要更強 溫度較低(500或更低)適用范圍適用范圍 適用范圍廣 適用場景有局限 涂層結合度涂層結合度 高 低 鍍膜效果鍍膜效果 鍍膜略厚(1020m)鍍膜較?。?5m)設備投資額設備投資額 低 高 生產周期生產周期 較長 較短 代表公司代表公司 金石能源、拓荊科技、北方華創 邁為股份、金石能源、捷佳偉創 數據來源:Techmart 科匯微信公眾號、金切俠、各公司公告、國泰君安證券研究 種子層也起到
32、阻擋層的作用,一般選擇導電性能良好的鎳種子層也起到阻擋層的作用,一般選擇導電性能良好的鎳。以TOPCon電池為例,晶硅電池若采用銅電極的挑戰在于銅在硅基內的擴散速度很快,若不加以控制,會導致晶硅電池的失效,造成轉換效率大幅降低,因此需要合適的擴散阻擋層(種子層)來阻擋銅離子進入晶硅內部。鎳由于與銅在晶硅內部的沉淀規律不同(在硅基內部擴散的量較少),都處于硅基表面,且鎳與硅在 370的退火溫度下就可以形成良好的硅鎳合金,因此鎳是作為種子層較好的材料。相比較而言,HJT 電池最外層的TCO 是天然的阻擋層材料,因此 HJT 電池電鍍銅工藝也可以選擇不制備種子層,但如何保證銅與 TCO 的有效歐姆接
33、觸也是問題(TCO不耐 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 11 of 26 高溫)。2022 年 9 月,邁為股份聯合澳大利亞金屬化技術公司 SunDrive采用邁為自主創新的可量產微晶設備技術和工藝研制的全尺寸(M6,274.5cm)N 型晶硅異質結電池,其轉換效率高達 26.41%,而在電池的金屬化方面,SunDrive 優化了其無種子層直接電鍍工藝,使電極高寬比得到提升(柵線寬度可達 9m,高度 7m)。表表 6:布局種子層制備環節的廠商進展:布局種子層制備環節的廠商進展 公司公司 簡介簡介 布局環節布局環節 種子層環節進展種子層
34、環節進展 金石能源金石能源 HJT 設備的領軍者 種子層種子層 圖形化圖形化 電鍍電鍍 2021 年 10 月,公司發布無需低溫銀漿與焊帶的銅柵技術和柵線互聯技術。公司 PVD 設備單機產能達 500MW,良率達 99.8%。捷得寶捷得寶 光伏電池電鍍解決方案提供商 種子層種子層 圖形化圖形化 電鍍電鍍 2021 年 8 月,水平電鍍設備產能可達 6000 片/小時(產速以 M2 計算),目標 10000 片/小時,具有產速高、體積小和流片速可調整(1m/min2.5m/min)的特點,搭配獨家調制之電鍍藥水配方,為目前業界唯一有效之電鍍解決方案 2021 年 11 月,公司與海源復材簽約合作
35、銅柵線技術,并表示在與全球 12 家客戶持續進行銅柵線驗證(8 家 HJT 產線,4 家 TOPCon 產線)數據來源:各公司公告、亞化咨詢、國泰君安證券研究 2.2.圖形化:圖形化:光刻路線和激光路線并行光刻路線和激光路線并行,主流工藝仍在探索,主流工藝仍在探索 圖形化是電鍍銅整個工藝路線中的重要環節,主要分為光刻路線和激光圖形化是電鍍銅整個工藝路線中的重要環節,主要分為光刻路線和激光路線兩種路線兩種。方案一:光刻路線方案一:光刻路線(利用光學-化學反應原理和化學、物理刻蝕等方法,將設計好的微圖案轉移到基板表面),在基板上先進行薄膜沉積涂感光材料(光刻膠、油墨等)光刻顯影刻蝕脫膠,各環節相互
36、影響、相互制約,其中曝光是光刻技術中最重要的環節。圖圖 14:圖形化光刻工藝路線圖形化光刻工藝路線 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 12 of 26 數據來源:芯碁微裝招股說明書 根據感光材料使用的類別,又可以分為干膜光刻和濕膜光刻根據感光材料使用的類別,又可以分為干膜光刻和濕膜光刻。濕膜光刻所用的光刻膠是正膠,而干膜光刻所用的光刻膠是負膠,在需要相同的圖形時,二者采用的掩膜板是相反的。1)干膜(負膠)干膜(負膠)是一種高分子化合物,它通過紫外線的照射后產生一種聚合反應(由單體合成聚合物的反應過程),形成一種穩定的物質附著于基板表面,
37、從而達到阻擋電鍍和蝕刻的功能,即顯影時曝光區的光刻膠被保留。2)濕膜(正膠)濕膜(正膠)相對干膜而言,是一種感光油墨,是指對紫外線敏感,并且能通過紫外線固化的一種油墨,即顯影時非曝光區的光刻膠被保留。圖圖 15:濕膜和干膜光刻工藝對比濕膜和干膜光刻工藝對比 數據來源:prlib、嚴慧敏等ITO 電極的濕膜光刻與干膜光刻制備研究(2013)濕膜光刻比干膜光刻多一道烘烤環節,但其性能優異和成本低,為目前濕膜光刻比干膜光刻多一道烘烤環節,但其性能優異和成本低,為目前主流路線。主流路線。1)工藝上工藝上,濕膜光刻工藝簡單,雖然耗時較長,但光刻效果質量高;干膜光刻雖然沒有烘烤環節可以節省很多時間,但操作
38、起來比較難控制,由于沒有烘烤環節顯影過程中的顯影液會使得膠膜吸水膨脹,出現膨脹溶脹現象,使得殘留的溶液較難處理。2)性能上性能上,濕膜的對比度、分辨率和反應速度等性能指標更加優異,使其應用范圍更為廣泛。3)成本上成本上,濕膜(油墨)的成本較干膜更低,更適合光伏電池大規模的生產。表表 7:分辨率分辨率+對比度對比度+反應速度等性能優異,正膠應用范圍更廣反應速度等性能優異,正膠應用范圍更廣 濕膜濕膜/正膠正膠 干膜干膜/負膠負膠 厚度厚度 較薄 較厚 曝光時間曝光時間 一般 較快 粘附性粘附性 一般 優秀 靈敏度靈敏度 較低 優秀 對比度對比度 高 低 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后
39、的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 13 of 26 分辨率分辨率 優秀 一般 耐酸堿能力耐酸堿能力 好 極好 顯影膨脹溶脹現象顯影膨脹溶脹現象 無 有 顯影難度顯影難度 低 高 熱安定位熱安定位 差 好 機械強度機械強度 弱 強 數據來源:飛凱材料官方微信公眾號、嚴慧敏等ITO 電極的濕膜光刻與干膜光刻制備研究(2013)、國泰君安證券研究 根據是否使用掩模版,光刻技術可以分為直寫光刻和掩膜光刻根據是否使用掩模版,光刻技術可以分為直寫光刻和掩膜光刻。其中,掩膜光刻可進一步分為接近/接觸式光刻以及投影式光刻。1)直寫光刻直寫光刻(無掩膜光刻),是指將計算機控制的高精度光束聚焦投影至
40、涂覆有感光材料的基材表面,整個過程無需掩膜而直接進行掃描曝光。直寫光刻根據輻射源的不同又可以分為光學直寫光刻(激光直寫光刻)和帶電粒子直寫光刻(電子束直寫、離子束直寫等)。2)掩膜光刻掩膜光刻,由光源發出的光束經掩膜版在感光材料上成像。具體又可分為接近、接觸式光刻以及投影光刻。相較于接觸式光刻和接近式光刻技術,投影式光刻技術更加先進,通過投影的原理能夠在使用相同尺寸掩膜版的情況下獲得更小比例的圖像,從而實現更精細的成像。精度高精度高+靈活性強,直寫光刻設備有望在電鍍銅圖形化環節發力靈活性強,直寫光刻設備有望在電鍍銅圖形化環節發力。以PCB應用領域為例,1)精度方面,直寫光刻解析能力由微鏡尺寸及
41、成像鏡頭縮放倍率決定,避免了底片的限制與影響,可以實現更精細的線寬。目前直接成像技術能夠實現最高精度可達 5m 的線寬,而使用傳統曝光底片(銀鹽膠片)的傳統曝光技術能夠實現最高精度一般約 50m 左右。2)靈活度方面,特定型號的掩膜版使用壽命相對較短,會加劇掩膜版投入成本,尤其是新產品研發成本高、周期長,外加實際使用時更換底片等環節,故直寫光刻工藝靈活度更高。值得一提的是,直寫光刻技術目前還受限于生產效率等方面問題,如帶電粒子直寫光刻技術的生產效率較低,且在大規模生產中會產生較為嚴重的鄰近效應。方案二:激光路線,包括激光開槽和激光轉印兩種方案二:激光路線,包括激光開槽和激光轉印兩種。激光開槽在
42、太陽能電池電鍍銅中具備應用前景,但與激光開槽在太陽能電池電鍍銅中具備應用前景,但與HJT電池工藝不電池工藝不兼容兼容。由于 HJT 電池的本征和摻雜非晶硅層(a-Si層)厚度均小于20nm,激光束將造成鈍化層的嚴重損壞,使得在不影響器件性能的情況下燒灼TCO 層變得不可能。為解決上述問題,可以通過以下方案來解決:首先在 TCO 層上沉積 Al2O3/a-Si 疊層(a-Si 層作為吸收劑應用于激光照射,使 Al2O3 薄膜區域被燒蝕)其次在 TCO 上通過激光開槽形成電鍍開口沉積種子層(鎳)電鍍銅。由于沉積 Al2O3/a-Si 疊層的方法僅適用單面電鍍,外加兩個額外工藝步驟,并不適用于雙面電
43、鍍太陽能電池。行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 14 of 26 圖圖 16:圖形化激光工藝路線圖形化激光工藝路線 數據來源:Jian Yu et al.Copper metallization of electrodes for silicon heterojunction solar cells:Process,reliability and challenges(2021)相較激光開槽,激光誘導正向轉移(相較激光開槽,激光誘導正向轉移(LIFT)可適用于)可適用于 HJT電池電池。LIFT技術工藝流程相對簡單:首先在 TCO 薄膜
44、上沉積一層電介質作為鍍膜將種子層正向誘導至太陽能電池上(第一步激光工序)種子層通過燒制與 TCO 形成良好接觸(第二步激光工序)電鍍銅。其中,無機材料(如 SiNx、SiOx、Al2O3 等介電層)的厚度通常為幾十納米,電極形貌與較厚的有機鍍膜相比更加平滑,且可以通過調整鍍液來抑制橫向生長,從而實現更大的高寬比(現已在 PERC 電池的銅電鍍中得到了優化和證明)。圖形化環節光刻路線和激光路線并行,主流工藝仍在探索圖形化環節光刻路線和激光路線并行,主流工藝仍在探索。1)光刻路線方面,以芯碁微裝為代表,其直寫光刻設備現階段已可應用于電鍍銅方案,正與相關產業方就上述方案在光伏領域的量產應用進行合作,
45、但目前暫未形成量產出貨。2)激光路線方面,以帝爾激光為代表,其電鍍工藝在前期 TOPCon 電池上已實現較好的中試應用,且在 2022 年 IBC 上又有更進一步的突破。目前,已取得電鍍銅激光設備的量產訂單。表表 8:圖形化設備廠商進展:圖形化設備廠商進展 公司公司 簡介簡介 布局環節布局環節 圖形化路線進展圖形化路線進展 邁為股份邁為股份 HJT 設備龍頭 種子層種子層 圖形化圖形化 2022 年 9 月,根據寶馨科技公告,邁為股份與寶馨科技將在銅電鍍關鍵領域開展深度合作,由邁為負責圖形化部分;邁為預計 2023 年上半年在客戶端運行一條銅電鍍中試線 芯碁微裝芯碁微裝 直寫光刻設備龍頭 圖形
46、化圖形化 應用于 PCB線路層曝光的直寫光刻設備曝光精度(最小線寬)由 8m提升至 6m,PCB阻焊層曝光精度(最小線寬)由 75/150m 提升至40/70m,并且直寫光刻設備產能效率在不斷提升 蘇大維格蘇大維格 微納直寫光刻領軍者 圖形化圖形化 2022 年 8 月,根據公司公告,直寫光刻設備可應用于銅電鍍方案,現階段正與相關產業方就上述方案在光伏領域的量產應用進行合作,目前暫未形成量產出貨 捷得寶捷得寶 光伏電池電種子層種子層 2021 年 8 月,水平電鍍設備產能可達 6000 片/小時(產速以 M2計 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責
47、條款部分 15 of 26 鍍解決方案提供商 圖形化圖形化 電鍍電鍍 算),目標 10000 片/小時,具有產速高、體積小和流片速可調整(1m/min2.5m/min)的特點,搭配獨家調制之電鍍藥水配方,為目前業界唯一有效之電鍍解決方案 2021 年 11 月,公司與海源復材簽約合作銅柵線技術,并表示在與全球 12 家客戶持續進行銅柵線驗證(8 家 HJT 產線,4 家 TOPCon 產線)太陽井太陽井 太陽能電池先進金屬化整體解決方案提供商 圖形化圖形化 電鍍電鍍 2021 年,低成本銅制程中試線完成調試,大試線制造 2021 年 12 月,全球首創低成本異質結銅互聯大試線交付 2022 年
48、 2 月,大試線在客戶端成功出片 帝爾激光帝爾激光 光伏激光設備龍頭 圖形化圖形化 布局前端圖形化工藝(電鍍化學工藝前的激光開槽),在前期 TOPCon電鍍工藝上就已經實現了較好的中試應用,且在 2022 年 IBC 上又有更進一步的突破。目前,已取得電鍍銅激光設備的量產訂單 數據來源:各公司公告、國泰君安證券研究 2.3.金屬化:垂直鍍技術成熟但產量金屬化:垂直鍍技術成熟但產量受限受限,水平鍍有望,水平鍍有望助力助力產產能放量能放量 垂直鍍工藝成熟但產能有限,難以支撐大規?;纳a垂直鍍工藝成熟但產能有限,難以支撐大規?;纳a。根據東威科技(國內 PCB電鍍設備龍頭)招股書顯示,目前其垂直
49、連續電鍍設備相對成熟(在均勻性和貫孔率等關鍵指標上表現良好),是 PCB 下游廠商的首選。在采用垂直鍍對光伏電池進行銅電鍍時,需要利用陰電極夾具夾持住太陽電池(壓針與特別設計的開膜區域接觸)然后將電池浸泡在種子層為鎳的鍍槽中鍍完鎳后經過清洗槽后再提拉至水槽清洗清洗后提拉至電鍍銅槽進行銅電鍍再提拉至水槽清洗,后再提拉至錫槽鍍錫(錫的厚度約為 1 微米,用以防氧化,銅較銀更容易氧化)。根據垂直鍍的工藝流程,可以發現受限于機械結構限制單槽夾持的電池片數目,以及考慮夾住硅片并進行上下移動的耗時,垂直鍍路線的產能將受限(目前東威科技垂直鍍設備量產水平約 7000 片/小時)。圖圖 17:水平電鍍與垂直電
50、鍍方法和原理相同水平電鍍與垂直電鍍方法和原理相同 數據來源:佰騰網、863 檢測公司官網、國泰君安證券研究 水平鍍與垂直鍍原理相同,但生產的速度和效率要更高水平鍍與垂直鍍原理相同,但生產的速度和效率要更高。水平鍍是在垂直鍍基礎上發展的新穎電鍍技術,該技術需要與鍍液和輔助裝置等實現良好的相互配合。與垂直鍍原理相同,水平鍍也必須具有陰陽兩極,通電后產生電極反應使電解液主成份產生電離,使帶電的正離子向電極反 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 16 of 26 應區的負相移動;帶電的負離子向電極反應區的正相移動,于是產生金屬沉積鍍層和放出氣體。
51、在傳送方面,水平鍍采用鏈式傳輸(滾輪旋轉帶動電池片移動),而其中一側滾輪為導電材料形成電鍍系統的陰電極,電池在水平傳輸過程中與陰電極滾輪保持連續的或幾乎連續的接觸,從而實現銅電鍍。為此,只需要設計合適長度的槽體,提高傳輸的速度,即可實現理想的單位時間產片量,使其滿足大規模量產化需求。表表 9:水平鍍:水平鍍 vs 垂直鍍:水平鍍有望助力產能放量垂直鍍:水平鍍有望助力產能放量 水平鍍水平鍍 垂直鍍(掛鍍)垂直鍍(掛鍍)電流密度電流密度 40ASD 6ASD 能耗水平能耗水平 較低 較高 技術難度技術難度 難度大(研發中)難度低(較成熟)代表公司代表公司 捷得寶 寶馨科技 東威科技 目標效率目標效
52、率(片(片/小時)小時)10000 8000 8000 數據來源:捷得寶公司官網、各公司公告、國泰君安證券研究 水平鍍與垂直鍍實際效果差異不大,各廠商正積極研發驗證水平鍍與垂直鍍實際效果差異不大,各廠商正積極研發驗證。根據捷得寶在 2021 年 8 月更新的水平電鍍設備數據來看,該設備能夠實現雙面同時電鍍和較佳的均勻性,產速以 M2 計算,可達 6000 片/小時(目標10000 片/小時)。而目前進展較快的羅博特科在 2022 年 12 月 26 日實現首創新型異質結電池銅電鍍設備的交付,對現階段在 HJT 電池銅互聯技術的推進有著里程碑的重大意義。圖圖 18:PERC 電池電鍍銅實例電池電
53、鍍銅實例 圖圖 19:TOPCon 電池電鍍銅實例電池電鍍銅實例 數據來源:捷得寶公司官網 數據來源:捷得寶公司官網 表表 10:電鍍設備廠商進展:垂直鍍成熟但產能受限,水平鍍工藝或將成為主流:電鍍設備廠商進展:垂直鍍成熟但產能受限,水平鍍工藝或將成為主流 公司公司 簡介簡介 布局環節布局環節 電鍍銅路線進展電鍍銅路線進展 羅博特科羅博特科 光伏自動化龍頭 電鍍電鍍 2022 年 12 月 26 日,首創新型異質結電池銅電鍍設備成功交付,采用獨特的技術方案(目前傳統的垂直升降式電鍍、垂直連續電鍍、水平電鍍三種現有技術方案),可以幫助用戶實現異質結銅電鍍技術規?;a,具有產能大、柔性強、易維護
54、等典型的技術特點 東威科技東威科技 PCB電鍍設備龍頭 電鍍電鍍 自 2 年前就已經研制成功了電鍍銅設備,并且送至客戶處使用(截至當前客戶仍在一直使用)2022 年 11 月,第二代設備在與多家客戶洽談合作,量產水平可達到 7000 片以上/小時(成本大大降低)行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 17 of 26 2022 年 12 月,太陽能垂直連續硅片電鍍設備(第三代設備)正式發布 寶馨科技寶馨科技 主攻智能制造和新能源為方向的綜合性產業集團 電鍍電鍍 2022 年 5 月,水平電鍍設備研發進展順利,已完成 2 臺電鍍設備原型機的研發
55、和制造并實現供貨 2022 年 7 月,實驗機型、中試機型的驗證工作已完成,量產機型正在測試(預計可做到 8000 片/小時)捷得寶捷得寶 光伏電池電鍍解決方案提供商 種子層種子層 圖形化圖形化 電鍍電鍍 2021 年 8 月,水平電鍍設備產能可達 6000 片/小時(產速以 M2 計算),目標 10000 片/小時,具有產速高、體積小和流片速可調整(1m/min2.5m/min)的特點,搭配獨家調制之電鍍藥水配方,為目前業界唯一有效之電鍍解決方案 太陽井太陽井 太陽能電池先進金屬化整體解決方案提供商 圖形化圖形化 電鍍電鍍 2021 年,低成本銅制程中試線完成調試,大試線制造 2021 年
56、12 月,全球首創低成本異質結銅互聯大試線交付 2022 年 2 月,大試線在客戶端成功出片 數據來源:各公司公告、國泰君安證券研究 2.4.后處理后處理:刻蝕刻蝕+去膜,工藝難度不大去膜,工藝難度不大 后處理主要是對感光材料和種子層的去除,工藝難度不大后處理主要是對感光材料和種子層的去除,工藝難度不大。在經顯影(圖形化)、以及鍍銅(金屬化)后,先對感光材料進行去膜處理,然后通過刻蝕來去除種子層,保證非鍍銅位置的 TCO 層能夠露出。其中刻蝕可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕(等離子體刻蝕、反應離子刻蝕和離子束刻蝕)圖圖 20:刻蝕工藝原理刻蝕工藝原理 數據來源:半導體材料與工藝 干法刻蝕占比大干法刻
57、蝕占比大,約占約占 90%(半導體行業)。(半導體行業)。1)濕法刻蝕:用液體化學試劑(如酸、堿和溶劑等)以化學的方式去除硅片表面的材料,以集成電路工藝為例,大多是濕法化學刻蝕是將硅片浸入化學溶劑或向硅片上噴灑刻蝕溶劑;一般適用于尺寸較大的情況下(大于 3m)。2)干法刻蝕:通過等離子氣與硅片發生物理或化學反應(或結合物理、化學兩種反應)的方式將表面材料去除。目前,較光刻而言,國內刻蝕工藝和刻蝕設備比較成熟,已經能夠達到世界較為前列的水平,能夠達到較高的刻蝕選擇性、更好的尺寸控制、低面比例依賴刻蝕和更低的等離子體損傷。行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后
58、的免責條款部分 18 of 26 表表 11:濕法刻蝕:濕法刻蝕 vs 干法刻蝕干法刻蝕 濕法刻蝕濕法刻蝕 干法刻蝕干法刻蝕 刻蝕偏差刻蝕偏差 不能3m 小 刻蝕剖面刻蝕剖面 各向同性 各向異性(可控)刻蝕速率刻蝕速率 選擇性選擇性 高 高 適中(可控)適中(可控)設備成本設備成本 低 高 化學試劑用量化學試劑用量 高 低 數據來源:半導體材料與工藝微信公眾號、國泰君安證券研究 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 19 of 26 3.從成本端測算看電鍍銅從成本端測算看電鍍銅路線路線的經濟性的經濟性 根據我們測算:僅考慮折舊+銀漿成本,1
59、)在考慮新增設備對應折舊以)在考慮新增設備對應折舊以及電鍍銅本身工藝成本的情況下,現階段電鍍銅路線預計可以較傳統及電鍍銅本身工藝成本的情況下,現階段電鍍銅路線預計可以較傳統HJT絲網印刷路線節約絲網印刷路線節約 0.044 元元/W(不考慮良率)(不考慮良率)?,F階段,盡管從我們測算角度看,電鍍銅技術可以幫助 HJT 電池較傳統絲網印刷方案節省五分之一的成本,但就銀漿+折舊這兩塊成本而言,與 PERC 和 TOPCon電池比仍分別高出約 0.07 和 0.05 元/W 的成本,而這差異主要源于設備的投資總額。2)考慮良率的情況下,電鍍銅工藝良率提升到)考慮良率的情況下,電鍍銅工藝良率提升到 8
60、0%左右左右預計和絲網印刷成本打平預計和絲網印刷成本打平。假設絲網印刷良率在 98%,從折舊+銀漿成本平衡角度看,對應電鍍銅工藝良率在 80%左右(0.182/0.22698%);3)不考慮良率的情況下,現階段電鍍銅路線成本()不考慮良率的情況下,現階段電鍍銅路線成本(0.182 元元/W)略低于)略低于激光轉印路線激光轉印路線成本(成本(0.189 元元/W),具備經濟性優勢),具備經濟性優勢。預測假設:預測假設:1)采用電鍍銅路線較傳統絲網印刷路線可以提升 0.3%的效率;2)銀漿耗量方面,假設 PERC、TOPCon 和 HJT 電池在 21 年的基礎(表1:分別對應 96.4、145.
61、1 和 190mg/片)上分別下降約 15%/25%/30%,取整近似后分別取 80、110、135mg/片;高溫和低溫銀漿售價分別取 6000和 8500 元/kg(含稅);3)材料費用(掩膜成本+藥水成本+種子層成本)取 0.04 元/W,運營費用(人工+水電+環保處理費)取 0.04 元/W,電鍍銅工藝成本合計取 0.08元/W;4)假設絲網印刷設備占總投資額比重為 15%,設備折舊按 5 年無殘值;5)假設激光轉印方案的銀漿耗量較傳統絲網印刷方案下降 30%,取 95元/W,新增設備投資額取 3000 萬/GW;6)我們估計新增電鍍銅設備投資額在 1.52 億元/GW,取 1.7 億元
62、/GW。表表 12:現階段電鍍銅路線預計可以較傳統現階段電鍍銅路線預計可以較傳統 HJT絲網印刷路線節約絲網印刷路線節約 0.044 元元/W PERC TOPCon HJT(絲網印刷絲網印刷)HJT(激光轉(激光轉?。┯。〩JT(電鍍銅電鍍銅)電池效率 23.1%25.0%25.3%25.3%25.6%電池尺寸(mm)166 166 166 166 166 電池面積(cm2)276 276 276 276 276 電池功率(W/片)6.37 6.89 6.97 6.97 7.04 絲網印刷銀漿耗量(mg/片)80 110 135 95 0 銀漿售價(元/kg,含稅)6000 6000 850
63、0 8500 8500 銀漿總成本(元/W,不含稅)0.07 0.08 0.15 0.10 0 電鍍銅工藝成本(元/W)0.08 設備折舊期(年)5 5 5 5 5 設備投資額(萬元/GW)20000 25000 40000 40000 40000 其中:絲網印刷設備(萬元/GW)3000 3750 6000 6000 0 新增設備投資額(萬元/GW)3000 17000 設備折舊額(元/W)0.04 0.05 0.08 0.09 0.10 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 20 of 26 折舊折舊+銀漿成本小計(元銀漿成本小計(元/
64、W)0.107 0.135 0.226 0.189 0.182 數據來源:CPIA、國泰君安證券研究 注:以上測算沒有考慮良率 長遠來看,電鍍銅技術較傳統絲網印刷方案仍具備經濟性長遠來看,電鍍銅技術較傳統絲網印刷方案仍具備經濟性。在考慮電鍍銅新增設備投資額降低、以及傳統絲網印刷方案銀耗量降低的情況下,我們進一步對電鍍銅路線的成本和傳統方案的成本進行靈敏度分析(這里成本仍僅考慮折舊+銀漿)。假設方面與上述保持一致,在假定銀漿售價(8500 元/kg)以及電鍍銅工藝成本(0.08 元/kg)不變的情況下,即使銀漿耗量下降 30%(對應 95mg/片),現階段電鍍銅方案仍能與傳統方案成本打平;而當銀
65、漿耗量下降 40%(對應 81mg/片)時,將新增設備投資額下降 30%(對應 1.2 億元)時,電鍍銅方案與傳統方案成本依舊可以基本打平。圖圖 21:電鍍銅技術與傳統絲網印刷方案成本比較的靈敏度分析電鍍銅技術與傳統絲網印刷方案成本比較的靈敏度分析 數據來源:CPIA、國泰君安證券研究 注:圖中正數代表電鍍銅技術較傳統絲網印刷方案可以節省的成本(單位:元/W)行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 21 of 26 4.電鍍銅技術蓄勢待發,產業化推進有望打開市場電鍍銅技術蓄勢待發,產業化推進有望打開市場空間空間 電鍍銅并非全新技術,但產業化進
66、程在加速電鍍銅并非全新技術,但產業化進程在加速。早在 2011 年 11 月,日本Kaneka 公司和比利時 IMEC 微電子研究中心就在第 21 屆國際光伏科學和工程大會上展示了其無銀 HJT 電池,通過電鍍銅連接 6 英寸硅基板的透明導電氧化層,實現了超過 21%的轉換效率,在隨后的 2015 年 11 月,Kaneka 公司宣布采用銅接觸金屬化的雙面異質結晶硅太陽能電池效率創紀錄達 25.1%;同年 3 月,MacDermid 公司通過激光刻蝕、鍍膜、熱退火等工藝制作窄銅網導體替代銀漿,該工藝可實現 30m 的柵線寬度和 4N 的拉力,從而可將單個電池的成本降低 6 美分。近年來,鈞石能
67、源(2018 年建造了一條基于銅電極技術的 500MW 生產線)、愛康科技(2019 年介入銅電鍍的開發)等產商陸續加入,進展較快的捷得寶已有小批量生產銅電鍍設備,銅電鍍已做驗證的客戶約為 12 家(8 家用于HJT 產線,4 家用于 TOPCon 產線);而海源復材在 2022 年 12 月 19 日表示其在光伏電鍍銅技術已取得突破(中試效果良好且工藝趨于穩定),較傳統銀漿方案,電鍍銅工藝技術成本可以降低 50%左右,轉換效率可以增加約 0.3%。圖圖 22:電鍍銅產業化進程正在加速電鍍銅產業化進程正在加速 數據來源:世紀新能源網、集邦新能源網、亞化咨詢、OFweek 太陽能光伏網、各公司公
68、告、國泰君安證券研究 注:以上電鍍銅產業化進程為不完全統計 至至 2025 年保守年保守/樂觀情況下,我們預計電鍍銅路線設備整體市場空間分樂觀情況下,我們預計電鍍銅路線設備整體市場空間分 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 22 of 26 別為別為 17.8/43.6億元,對應當年新增市場空間為億元,對應當年新增市場空間為 12.6/31.0億元億元?,F階段,單 GW 設備價值量報價仍偏高(各階段工藝方案并未完全敲定),我們估計 PVD 設備約 4000 萬元/GW,曝光機約 4000 萬元/GW,電鍍機報價最高達 5000 萬元/GW
69、,其他設備估計價值量約 4000 萬元/GW。我們認為,伴隨 2023 年完成中試線驗證,2024 年開始或實現加速產業化,至2025 年各環節設備約有 10002000 萬元/GW 的降幅,量產情況下預計單 GW 設備價值量控制在 1.1 億元左右。預測假設:預測假設:1)以 CPIA 保守情況下預測的光伏新增裝機量作為參考起點,對應新增電池需求按 1:1.1 折算;2)以 PV infolink 估計的 N 型電池市占率(圖 1)作為保守情況下的參考基準(對應 20222025 年為 8%/27%/41%/49%),假設樂觀情況下20222025 年的滲透率分別為 15%/40%/50%/
70、60%;3)假設電鍍銅技術在 2023 年有小范圍試用,隨后加速滲透,20232025年保守/樂觀情況下對應滲透率分別為 1%/3%/10%和 2%/6%/20%。表表 13:至至 2025 年年保守保守/樂觀情況下樂觀情況下預計預計電鍍銅路線設備市場空間分別為電鍍銅路線設備市場空間分別為 17.8/43.6 億元億元 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 光伏新增裝機量(光伏新增裝機量(GW)170 218 248 273 300 容配比容配比 1.1 光伏新增電池需求(光伏新增電池需求(GW)=187 239 272 300 330 N 型電池滲透率(型電池滲透率(%)
71、8%27%41%49%15%40%50%60%N 型電池新增量(型電池新增量(GW)=19 74 123 162 36 109 150 198 鍍銅技術使用占比(鍍銅技術使用占比(%)1%3%10%2%6%20%鍍銅擴產規模(鍍銅擴產規模(GW)=0.7 3.7 16.2 2.2 9.0 39.6 單單 GW 設備價值量(萬元)設備價值量(萬元)17000 14000 11000 其中:其中:PVD 4000 3500 3000 曝光機曝光機 4000 3000 2000 電鍍機電鍍機 5000 4500 4000 其他設備其他設備 4000 3000 2000 市場空間(億元)市場空間(億元
72、)=1.2 5.2 17.8 3.7 12.6 43.6 當年新增空間(億元)當年新增空間(億元)1.2 3.9 12.6 3.7 8.9 31.0 數據來源:CPIA、PV infolink、國泰君安證券研究 注:淺灰色/淺藍色底紋數據分別代表保守/樂觀假設值;上述測算沒有考慮產能利用率 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 23 of 26 5.投資建議及推薦標的投資建議及推薦標的 銅電鍍技術有望逐漸產業化,預計銅電鍍技術有望逐漸產業化,預計 23 年完成中試線驗證,年完成中試線驗證,24 年量產年量產。圖形化設備推薦邁為股份、帝爾激光
73、,受益標的芯碁微裝、蘇大維格;電鍍設備受益標的東威科技、羅博特科等。邁為股份:邁為股份:HJT設備龍頭,積極布局電鍍銅技術設備龍頭,積極布局電鍍銅技術。公司引領 HJT 提效降本進展順利,計劃 2024 年前實現量產效率超過 26%,2022 年度 HJT 訂單合計約 27GW(超 15GW 訂單在 9 月落地)。與寶馨科技將在銅電鍍關鍵領域開展深度合作,由公司負責圖形化部分,并預計 2023 年上半年在客戶端運行一條銅電鍍中試線。帝爾激光:光伏激光設備龍頭,帝爾激光:光伏激光設備龍頭,布局前端圖形化工藝(激光開槽)布局前端圖形化工藝(激光開槽)。公司將激光技術創新性地成功應用于高效太陽能電池
74、光伏行業,太陽能電池激光工藝設備全球市占率第一(SE 一次激光摻雜設備在手訂單和中標產能累計已經超過50GW),首臺激光轉印設備已實現出貨。在前期TOPCon電鍍工藝上就已經實現了較好的中試應用,且在 2022 年 IBC 上又有更進一步的突破。目前,已取得電鍍銅激光設備的量產訂單。芯碁微裝:國內激光直寫光刻設備龍頭,布局光伏電鍍銅技術芯碁微裝:國內激光直寫光刻設備龍頭,布局光伏電鍍銅技術。公司專注光刻技術開發十余年,設備水平國內領先,其應用于 PCB線路層曝光的直寫光刻設備曝光精度(最小線寬)由 8m 提升至 6m,PCB阻焊層曝光精度(最小線寬)由 75/150m 提升至 40/70m,并
75、且直寫光刻設備產能效率在不斷提升,其直寫光刻設備可應用于電鍍銅技術。蘇大維格:深耕微納結構產品蘇大維格:深耕微納結構產品(微納直寫光刻微納直寫光刻)制造,積極布局光伏電池制造,積極布局光伏電池銅電鍍方案銅電鍍方案。公司在微納光學產品技術研發與制造領域位居國內領先地位,相繼開發多個系列覆蓋納米級和微米級的光刻機。目前,其直寫光刻設備可應用于銅電鍍方案,正在光伏領域的量產應用進行合作,暫未形成量產出貨。東威科技:國內東威科技:國內 PCB電鍍設備龍頭,積極布局光伏垂直鍍設備電鍍設備龍頭,積極布局光伏垂直鍍設備。公司是深耕 PCB行業,專注于電鍍設備的研發與設計。自 2 年前就已經研制成功了電鍍銅設
76、備,并且送至客戶處使用;2022 年 11 月,第二代設備在與多家客戶洽談合作,量產水平可達到 7000 片以上/小時(成本大大降低);2022 年 12 月,太陽能垂直連續硅片電鍍設備(第三代設備)正式發布。羅博特科:光伏自動化龍頭,電鍍設備已實現出貨羅博特科:光伏自動化龍頭,電鍍設備已實現出貨。2022 年 12 月 26 日,公司首創新型異質結電池銅電鍍設備成功交付,采用獨特的技術方案(目前傳統的垂直升降式電鍍、垂直連續電鍍、水平電鍍三種現有技術方案),可以幫助用戶實現異質結銅電鍍技術規?;a,具有產能大、柔性強、易維護等典型的技術特點。表表 14:重點公司盈利預測與估值表重點公司盈利
77、預測與估值表 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 24 of 26 代碼代碼 公司公司 收盤價收盤價 EPS PE 評級評級 2023/01/06 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 300751.SZ 邁為股份 433.70 5.18 7.66 11.99 83.7 56.6 36.2 增持 300776.SZ 帝爾激光 135.55 3.29 4.63 6.49 41.2 29.3 20.9 增持 688630.SH 芯碁微裝 88.40 1.24 1.80 2.53 71.1 49.0 35.0-
78、300331.SZ 蘇大維格 19.85 0.37 0.91 1.47 54.0 21.8 13.5-688700.SH 東威科技 144.00 1.55 2.69 3.69 92.7 53.6 39.0-300757.SZ 羅博特科 61.39 0.39 1.10 2.03 159.1 55.9 30.2 數據來源:Wind、國泰君安證券研究 注:收盤價和 EPS貨幣單位均為元。邁為股份、帝爾激光 EPS取國泰君安預測值,其余 EPS預期均取 Wind 一致預期。行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 25 of 26 6.風險提示風險提示
79、 6.1.技術產業化進度不及預期技術產業化進度不及預期 目前降低銀耗存在多種路線(如銀包銅等),現階段較電鍍銅技術而言成熟度更高,可能存在整體銀耗成本小于電鍍銅整體成本的可能,另外考慮到目前電鍍銅技術普遍處于中試階段,部分工藝仍面臨難題,距離實現技術的產業化還需時日。6.2.宏觀經濟和行業波動宏觀經濟和行業波動 光伏行業整體需求受下游新增裝機規劃的影響,宏觀經濟受不確定性因素的沖擊以及周期性全球宏觀經濟的惡化,會對光伏行業裝機規模產生負面影響,進一步影響 N 型電池的擴產和滲透率的提升,使得行業存在一定的周期性波動風險。6.3.市場競爭加劇市場競爭加劇 根據我們對電鍍銅設備投資市場空間的測算,
80、樂觀情況下至 2025 年仍不足 50 億元的規模,市場空間并不大,隨著工藝路線的驗證與落地,行業內持觀望的廠商在確定性的驅使下會加速布局,伴隨廠商的增多和行業內競爭的加劇,會對現有布局設備廠商的市場地位和盈利能力造成負面影響。行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分 26 of 26 本公司具有中國證監本公司具有中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格會核準的證券投資咨詢業務資格 分析師聲明分析師聲明 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,保證報告所采用的數據均來自合規渠道,分析邏輯基于作者的職業理解,本報告清晰準
81、確地反映了作者的研究觀點,力求獨立、客觀和公正,結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。免責聲明免責聲明 本報告僅供國泰君安證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅在相關法律許可的情況下發放,并僅為提供信息而發放,概不構成任何廣告。本報告的信息來源于已公開的資料,本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可升可跌。過往表現不應作為日后的表現依據。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不
82、一致的報告。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司、本公司員工或者關聯機構不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。投資者務必注意,其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。本公司利用信息隔離墻控制內部一個或多個領域、部門或關聯機構之間的信息流動。因此,
83、投資者應注意,在法律許可的情況下,本公司及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易,也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務。在法律許可的情況下,本公司的員工可能擔任本報告所提到的公司的董事。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告作為作出投資決策的唯一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在決定投資前,如有需要,投資者務必向專業人士咨詢并謹慎決策。本報告版權僅為本公司所有,未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表或引用。如征得本公司同意進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“國泰君
84、安證券研究”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。若本公司以外的其他機構(以下簡稱“該機構”)發送本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息或進而交易本報告中提及的證券。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議,本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任。評級說明評級說明 評級評級 說明說明 1.1.投資建議的比較標準投資建議的比較標準 投資評級分為股票評級和行業評級。以報告發布后的 12 個月內的市場表現為比較標準,報告發布日后的 12 個月內的公司股價
85、(或行業指數)的漲跌幅相對同期的滬深 300 指數漲跌幅為基準。股票投資評級股票投資評級 增持 相對滬深 300 指數漲幅 15%以上 謹慎增持 相對滬深 300 指數漲幅介于 5%15%之間 中性 相對滬深 300 指數漲幅介于-5%5%減持 相對滬深 300 指數下跌 5%以上 2.2.投資建議的評級標準投資建議的評級標準 報告發布日后的 12 個月內的公司股價(或行業指數)的漲跌幅相對同期的滬深300 指數的漲跌幅。行業投資評級行業投資評級 增持 明顯強于滬深 300 指數 中性 基本與滬深 300 指數持平 減持 明顯弱于滬深 300 指數 國泰君安證券研究所國泰君安證券研究所 上海上海 深圳深圳 北京北京 地址 上海市靜安區新閘路 669 號博華廣場 20 層 深圳市福田區益田路 6003 號榮超商務中心 B 棟 27 層 北京市西城區金融大街甲 9 號 金融街中心南樓 18 層 郵編 200041 518026 100032 電話(021)38676666(0755)23976888(010)83939888 E-mail: