《電力設備行業光伏深度報告系列(二):鈣鈦礦東風漸起或為光伏終極路線-230330(51頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《電力設備行業光伏深度報告系列(二):鈣鈦礦東風漸起或為光伏終極路線-230330(51頁).pdf(51頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 Table_Info1Table_Info1 電力設備電力設備 Table_Date 發布時間:發布時間:2023-03-30 Table_Invest 優于大勢優于大勢 上次評級:優于大勢 Table_PicQuote 歷史收益率曲線 Table_Trend漲跌幅(%)1M 3M 12M 絕對收益-6%-2%-10%相對收益-5%-6%-6%Table_Market 行業數據 成分股數量(只)268 總市值(億)56617 流通市值(億)29513 市盈率(倍)38.78 市凈率(倍)3.58 成分股總營收(億)18354 成分股總
2、凈利潤(億)1145 成分股資產負債率(%)57.53 Table_Report 相關報告 TOPCon 搶跑領銜 N 型放量,經濟效益先行 -20221027 捷佳偉創(300724):Q3 業績超預期,多元化布局穩固龍頭地位-20221101 京山輕機(000821):業績預告符合預期,鈣鈦礦布局值得期待-20230202 Table_Author 證券分析師:劉軍證券分析師:劉軍 執業證書編號:S0550516090002 021-20361113 Table_Title 證券研究報告/行業深度報告 鈣鈦礦東風漸起,鈣鈦礦東風漸起,或為光伏終極路線或為光伏終極路線-光伏深度報告系列(二)
3、光伏深度報告系列(二)報報告摘要:告摘要:Table_Summary 鈣鈦礦從鈣鈦礦從 0 到到 1 突破,突破,靜待工藝打通靜待工藝打通。鈣鈦礦作為第三代太陽能電池,目前頭部企業如協鑫、纖納和極電基本完成百兆瓦中試線,正在進行工藝的驗證與研發,為后續 GW 級別擴產打下基礎。頭部廠商具備較強的研發實力,若確立技術路徑,將會快速放量同時帶動二三線玩家加速入場,類似類似 TOPCon 擴產時期擴產時期的頭部廠商和爭相涌入的跨界光伏新玩家。突破晶硅效率天花板,突破晶硅效率天花板,產業鏈產業鏈“終局”“終局”降本增效降本增效。鈣鈦礦屬于直接帶隙材料,具有更高吸光系數和禁帶寬度。從極限效率角度,從極限
4、效率角度,單結鈣鈦礦的效率極限為 33%,而晶硅電池的理論轉換效率極限為 29.4%。除此之外,鈣鈦礦還可做疊層電池,極限效率突破 40%以上;從產業鏈投資角度來從產業鏈投資角度來看看,未來鈣鈦礦單 GW 產能投資額約為晶硅的一半,僅涉及一個工廠便可完成原材料到組件出貨,過程僅需 45 分鐘,而晶硅產業鏈單 GW 投資需要近 10 億,工藝涉及 4 個工廠耗時 3 天以上。同時據測算 10GW級別的鈣鈦礦便可將組件成本壓縮至 0.6 元/瓦,遠遠低于晶硅組件。大面積制備持續突破大面積制備持續突破,穩定性進展可期,穩定性進展可期。高效鈣鈦礦組件尺寸正由數平方厘米向百平方厘米進發。在大面積制備上干
5、法與濕法各有千秋,濕法如狹縫涂布具備較高的經濟性,但是在大面積的形核結晶存在難度。干法,如蒸鍍設備成本較高但成膜均勻性高。穩定性方面穩定性方面,纖納組件通過 IEC61215 和 IEC61730 穩定性全體系認證,長期穩定性進度可期。疊層技術暗流涌動。疊層技術暗流涌動。當前疊層技術路線百花齊放,按材料可分為鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層與晶硅/鈣鈦礦疊層,按結構主要可分為兩端與四端疊層。目前全鈣鈦礦疊層主要由鈣鈦礦企業主導全鈣鈦礦疊層主要由鈣鈦礦企業主導,本身并不涉及晶硅產業鏈,專注于鈣鈦礦研發。鈣鈦礦鈣鈦礦/硅疊層則多由晶硅廠主導硅疊層則多由晶硅廠主導,通過研發中試來突破晶硅極限效率,未來可與自身現有
6、產業形成良性融合,兩者技術路線并不沖突。目前兩種疊層效率并無顯著差異,但鈣鈦礦鈣鈦礦/晶硅晶硅疊層疊層尺寸占尺寸占優優,預計產業化速度預計產業化速度更快更快。從結構角度,四端結構所需的電子器件翻倍,如逆變器,成本過高,預計未來兩端疊層應用將多于四端疊層。產業爆發前夕,設備廠商優先受益。產業爆發前夕,設備廠商優先受益。鈣鈦礦不同于晶硅產業鏈,大多為新上設備,目前百兆瓦設備價值量約 1-1.2 億元,根據各家公告的產能建設計劃,我們預計 2026 年新增鈣鈦礦設備市場空間約為 117 億元,對應存量設備市場空間約為 234 億元,其中真空鍍膜設備價值占比最高,市場規模約 117.27 億元。目前捷
7、佳偉創 RPD 鍍膜設備多次中標;京山輕機多元布局蒸鍍/ALD/磁控濺射設備,均有望優先受益。風險提示:風險提示:鈣鈦礦擴產不及預期;鈣鈦礦穩定性不及預期 -30%-20%-10%0%10%20%30%2022/32022/62022/92022/122023/3電力設備滬深300 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 2/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 目目 錄錄 1.鈣鈦礦:生態鏈快速建設,產業從鈣鈦礦:生態鏈快速建設,產業從 0 到到 1 爆發前夕爆發前夕.6 1.1.第三代太陽能電池,或為光伏最終路線第三代太陽能電池,或為光伏最終路線.6 1.2.鈣鈦礦鈣
8、鈦礦 VS 晶硅:效率大幅提升,降本潛力遠超晶硅晶硅:效率大幅提升,降本潛力遠超晶硅.9 1.2.1.效率端:前沿效率不斷刷新,效率接近轉換極限效率端:前沿效率不斷刷新,效率接近轉換極限.9 1.2.2.成本端:產業鏈一體化提升,效率接近轉換極限成本端:產業鏈一體化提升,效率接近轉換極限.10 1.2.3.應用端:電站建設成本進一步降低,下游應用端:電站建設成本進一步降低,下游 BIPV 應用廣泛應用廣泛.12 1.3.鈣鈦礦制備:穩定性及大面積制備有望突破鈣鈦礦制備:穩定性及大面積制備有望突破.14 1.3.1.大面積制備:濕法經濟性顯著,干法效果好但成本較高大面積制備:濕法經濟性顯著,干法
9、效果好但成本較高.14 1.3.2.穩定性進展可期,材料及封裝技術持續優化穩定性進展可期,材料及封裝技術持續優化.16 2.鈣鈦礦疊層:提升效率極限,多路徑共同發展鈣鈦礦疊層:提升效率極限,多路徑共同發展.18 2.1.結構選擇:兩端、三端結構選擇:兩端、三端 or 四端?四端?.18 2.2.材料選擇:全鈣鈦礦疊層材料選擇:全鈣鈦礦疊層 or 鈣鈦礦鈣鈦礦/晶硅疊層晶硅疊層.20 2.2.1.全鈣鈦礦疊層:窄帶隙材料或為關鍵瓶頸全鈣鈦礦疊層:窄帶隙材料或為關鍵瓶頸.20 2.2.2.硅硅/鈣鈦礦疊層:鈣鈦礦疊層:HJT 結構占優,與現有產業快速融合結構占優,與現有產業快速融合.22 2.3.
10、多條中試線建立,產業政策紛至沓來多條中試線建立,產業政策紛至沓來.25 3.鈣鈦礦設備:鍍膜設備為核心,技術路線百花齊放鈣鈦礦設備:鍍膜設備為核心,技術路線百花齊放.28 3.1.鈣鈦礦生產流程及對應設備鈣鈦礦生產流程及對應設備.28 3.1.1.鍍膜設備:價值占比較高,為鈣鈦礦核心設備鍍膜設備:價值占比較高,為鈣鈦礦核心設備.30 3.1.2.涂布設備:高精密狹縫涂布,干燥結晶為重點涂布設備:高精密狹縫涂布,干燥結晶為重點.32 3.1.3.激光設備:激光設備:P1-P4 四道激光工藝,設備廠商競爭激烈四道激光工藝,設備廠商競爭激烈.34 3.1.4.封裝設備:完全覆蓋封裝封裝設備:完全覆蓋
11、封裝 VS 邊緣封裝邊緣封裝.36 3.1.5.鈣鈦礦疊層設備:緩沖層沉積為核心,鈣鈦礦疊層設備:緩沖層沉積為核心,ALD/RPD 為關鍵設備為關鍵設備.38 4.鈣鈦礦設備和市場空間測算鈣鈦礦設備和市場空間測算.39 5.相關標的相關標的.41 5.1.捷佳偉創:持續出貨核心蒸鍍設備,積極打造鈣鈦礦整線出貨能力捷佳偉創:持續出貨核心蒸鍍設備,積極打造鈣鈦礦整線出貨能力.41 5.2.京山輕機:組件自動化設備優勢明顯,并向電池及工藝等設備延伸京山輕機:組件自動化設備優勢明顯,并向電池及工藝等設備延伸.43 5.3.大族激光:鈣鈦礦激光刻劃設備研發完成,后續訂單值得期待大族激光:鈣鈦礦激光刻劃設
12、備研發完成,后續訂單值得期待.45 5.4.帝爾激光:光伏激光設備龍頭,多領域布局強者恒強帝爾激光:光伏激光設備龍頭,多領域布局強者恒強.46 5.5.杰普特:領先布局鈣鈦礦膜切設備,激光產品快速迭代杰普特:領先布局鈣鈦礦膜切設備,激光產品快速迭代.48 6.風險提示風險提示.49 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1:光伏技術路線:光伏技術路線.6 圖圖 2:鈣鈦礦材料示意圖:鈣鈦礦材料示意圖.6 圖圖 3:鈣鈦礦發電原理:鈣鈦礦發電原理.6 EYbWiXmUeYjYuVtWrY6MbPaQoMoOmOsRkPnNmPfQtQrQ7NoPnNMYmQmPMYsPrP 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必
13、閱讀正文后的聲明及說明 3/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 4:直接帶隙與間接帶隙示意圖:直接帶隙與間接帶隙示意圖.7 圖圖 5:AMX3 型鈣鈦礦材料及其幾類衍生物的晶體結構型鈣鈦礦材料及其幾類衍生物的晶體結構.7 圖圖 6:鈣鈦礦結構示意圖:鈣鈦礦結構示意圖.8 圖圖 7:鈣鈦礦發展歷史:鈣鈦礦發展歷史.8 圖圖 8:不同技術路徑下的電池轉換效率:不同技術路徑下的電池轉換效率.9 圖圖 9:鈣鈦礦組件效率與成本預測:鈣鈦礦組件效率與成本預測.10 圖圖 10:不同技術路線極限效率對比:不同技術路線極限效率對比.10 圖圖 11:不同類型太陽能電池單:不同類型太陽能電池單 G
14、W 產能投資額產能投資額.10 圖圖 12:鈣鈦礦與晶硅產業鏈投資額對比:鈣鈦礦與晶硅產業鏈投資額對比.11 圖圖 13:鈣鈦礦百兆瓦試制線成本:鈣鈦礦百兆瓦試制線成本.11 圖圖 14:鈣鈦礦材料成本占比:鈣鈦礦材料成本占比.11 圖圖 15:晶硅與鈣鈦礦參數對比:晶硅與鈣鈦礦參數對比.12 圖圖 16:鈣鈦礦與晶硅組件發電量對比:鈣鈦礦與晶硅組件發電量對比.12 圖圖 17:光伏電站建設成本:光伏電站建設成本(元元/W).12 圖圖 18:鈣鈦礦組件:鈣鈦礦組件產品圖產品圖.13 圖圖 19:BIPV 應用實景應用實景.13 圖圖 20:鈣鈦礦應用場景:鈣鈦礦應用場景.13 圖圖 21:大
15、面積鈣鈦礦制備難點:大面積鈣鈦礦制備難點.14 圖圖 22:大面積鈣鈦礦薄膜制備技術:大面積鈣鈦礦薄膜制備技術.14 圖圖 23:鈣鈦礦組件:鈣鈦礦組件 IEC 序列多項測試進度序列多項測試進度.16 圖圖 24:長期穩定性解決方案:長期穩定性解決方案.17 圖圖 25:纖納光電雙:纖納光電雙 85 老化實驗老化實驗.17 圖圖 26:纖納光電:纖納光電 UV 老化實驗老化實驗.17 圖圖 27:鈣鈦礦疊層技術路線:鈣鈦礦疊層技術路線.18 圖圖 28:兩端:兩端/三端三端/四端電四端電路示意圖路示意圖.18 圖圖 29:兩端:兩端/三端三端/四端鈣鈦礦疊層示意圖四端鈣鈦礦疊層示意圖.19 圖
16、圖 31:單結鈣鈦礦及硅:單結鈣鈦礦及硅/鈣鈦礦疊層效率進展圖鈣鈦礦疊層效率進展圖.20 圖圖 32:2 端全鈣鈦礦疊層電池結構端全鈣鈦礦疊層電池結構.20 圖圖 33:2 端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系.20 圖圖 34:4 端全鈣鈦礦疊層電池結構端全鈣鈦礦疊層電池結構.21 圖圖 35:4 端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系.21 圖圖 36:全鈣鈦礦疊層效率提升路徑:全鈣鈦礦疊層效率提升路徑.21 圖圖 37:兩端鈣鈦礦:兩端鈣鈦礦+硅疊層結構示意圖硅疊層結構示意圖.22 圖圖 38:四端鈣鈦礦:四端鈣鈦礦+硅疊層結構示意圖
17、硅疊層結構示意圖.22 圖圖 39:不同硅:不同硅/鈣鈦礦疊層結構示意圖鈣鈦礦疊層結構示意圖.22 圖圖 40:鈣鈦礦:鈣鈦礦+異質結疊層電池示意圖異質結疊層電池示意圖.23 圖圖 41:鈣鈦礦:鈣鈦礦+TOPCon 疊層電池結構及效率路徑疊層電池結構及效率路徑.23 圖圖 42:不同硅:不同硅/鈣鈦礦疊層結構示意圖鈣鈦礦疊層結構示意圖.24 圖圖 43:鈣鈦礦組件生產流程:鈣鈦礦組件生產流程.28 圖圖 44:100MW 中試線所需設備示意圖中試線所需設備示意圖.29 圖圖 45:鈣鈦礦組件各工序對應設備選擇:鈣鈦礦組件各工序對應設備選擇.29 圖圖 46:RPD 設備運行效果圖設備運行效果
18、圖.31 圖圖 47:捷佳偉創鈣鈦礦:捷佳偉創鈣鈦礦 RPD 鍍膜設備鍍膜設備.31 圖圖 48:RPD 離子轟擊離子轟擊.31 圖圖 49:SPT 離子轟擊離子轟擊.31 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 4/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 50:狹縫涂布應用范圍:狹縫涂布應用范圍.32 圖圖 51:鈣鈦礦激光原理示意圖:鈣鈦礦激光原理示意圖.34 圖圖 52:鈣鈦礦激光工藝順序:鈣鈦礦激光工藝順序.34 圖圖 53:眾能光電激光劃線系統:眾能光電激光劃線系統.35 圖圖 54:鈣鈦礦激光工藝效果圖:鈣鈦礦激光工藝效果圖.35 圖圖 55:封裝設備示意
19、圖:封裝設備示意圖.36 圖圖 56:不同鈣鈦礦組件封裝工藝:不同鈣鈦礦組件封裝工藝.36 圖圖 57:不同鈣鈦礦組件封裝工藝:不同鈣鈦礦組件封裝工藝.37 圖圖 58:鈣鈦礦設備市場空間:鈣鈦礦設備市場空間.40 圖圖 59:捷佳偉創營收及同比增速:捷佳偉創營收及同比增速.41 圖圖 60:捷佳偉創歸母凈利潤及同比增速:捷佳偉創歸母凈利潤及同比增速.41 圖圖 61:捷佳偉創銷售毛利率和凈利率(:捷佳偉創銷售毛利率和凈利率(%).41 圖圖 62:捷佳偉創合同負債(億元):捷佳偉創合同負債(億元).41 圖圖 63:京山輕機營收及同比增速:京山輕機營收及同比增速.43 圖圖 64:京山輕機歸
20、母凈利潤及同比增速:京山輕機歸母凈利潤及同比增速.43 圖圖 65:京山輕機銷售毛利率和凈利率(:京山輕機銷售毛利率和凈利率(%).43 圖圖 66:京山輕機合同負債(億元):京山輕機合同負債(億元).43 圖圖 67:組件自動化線示意圖:組件自動化線示意圖.44 圖圖 68:公司光伏設備布局:公司光伏設備布局.44 圖圖 69:大族激光營收及同比增速:大族激光營收及同比增速.45 圖圖 70:大族激光歸母凈利潤及同比增速:大族激光歸母凈利潤及同比增速.45 圖圖 71:大族激光銷售毛利率和凈利率(:大族激光銷售毛利率和凈利率(%).45 圖圖 72:大族激光合同負債(億元):大族激光合同負債
21、(億元).45 圖圖 73:帝爾激光營收及同比增速:帝爾激光營收及同比增速.46 圖圖 74:帝爾激光歸母凈利潤及同比增速:帝爾激光歸母凈利潤及同比增速.46 圖圖 75:帝爾激光銷售毛利率和凈利率(:帝爾激光銷售毛利率和凈利率(%).46 圖圖 76:帝:帝爾激光合同負債(億元)爾激光合同負債(億元).46 圖圖 77:杰普特營收及同比增速:杰普特營收及同比增速.48 圖圖 78:杰普特歸母凈利潤及同比增速:杰普特歸母凈利潤及同比增速.48 圖圖 79:杰普特銷售:杰普特銷售毛利率和凈利率(毛利率和凈利率(%).48 圖圖 80:杰普特合同負債(億元):杰普特合同負債(億元).48 圖圖 8
22、1:柔性鈣鈦礦膜切設備:柔性鈣鈦礦膜切設備.49 表表 1 1:鈣鈦礦效率進展:鈣鈦礦效率進展.9 表表 2 2:制絨硅電池表面鈣鈦礦沉積技術對比:制絨硅電池表面鈣鈦礦沉積技術對比.15 表表 3:鈣鈦礦穩定性研發進展:鈣鈦礦穩定性研發進展.16 表表 4 4:硅硅/疊層進展疊層進展效率進展效率進展.24 表表 5 5:部分國內鈣鈦礦電池企業產線建設情況:部分國內鈣鈦礦電池企業產線建設情況.25 表表 6 6:光伏:光伏及鈣鈦礦相關支持政策及鈣鈦礦相關支持政策.26 表表 7:鈣鈦礦相關企業融資情況:鈣鈦礦相關企業融資情況.27 表表 8:真空鍍膜設備對比:真空鍍膜設備對比.30 表表 9 9
23、:狹縫涂布與刮刀涂布對比狹縫涂布與刮刀涂布對比.32 表表 10:涂布設備應用領:涂布設備應用領域及技術差異域及技術差異.33 表表 11:不同聚合物封裝材料對比:不同聚合物封裝材料對比.37 表表 12:鈣鈦礦疊層設備需求及對應工藝:鈣鈦礦疊層設備需求及對應工藝.38 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 5/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 1313:ALD 及及 PVD 在疊層的運用在疊層的運用.38 表表 14:鈣鈦礦產能:鈣鈦礦產能統計及預測(統計及預測(MW).39 表表 1515:公司核心設備布局情況公司核心設備布局情況.42 表表 1616:公
24、司激光產品布局公司激光產品布局.47 表表 1717:鈣鈦礦激光設備企業布局鈣鈦礦激光設備企業布局.49 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 6/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.鈣鈦礦:生態鏈快速建設,產業從鈣鈦礦:生態鏈快速建設,產業從 0 到到 1 爆發前夕爆發前夕 1.1.第三代太陽能電池,或為光伏最終路線第三代太陽能電池,或為光伏最終路線 圖圖 1:光伏技術路線:光伏技術路線 數據來源:光伏制造,東北證券 第三代太陽能電池,轉換效率大幅提升。第三代太陽能電池,轉換效率大幅提升。第一代光伏電池以單晶硅和多晶硅為主,根據硅片類型可進一步劃分為 P 型和
25、N 型,P 型代表為單晶 PERC,為當前主流技術路線。N 型代表則為 TOPCon 和 HJT,極限效率分別為 28.7%和 27.5%,目前光伏產業鏈正處于 N 型快速擴張時期;第二代則是以砷化鎵為代表的薄膜型電池,但是制備成本較高;而鈣鈦礦為代表的第三代薄膜電池,具有 PCE 高和成本低廉的雙重優勢。單結鈣鈦礦極限效率約為 33%,疊層可達到 40%以上。圖圖 2:鈣鈦礦材料示意圖:鈣鈦礦材料示意圖 圖圖 3:鈣鈦礦發電原理:鈣鈦礦發電原理 數據來源:鈣鈦礦太陽電池的原理及研究進展,東北證券 數據來源:鈣鈦礦太陽電池的原理及研究進展,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后
26、的聲明及說明 7/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 4:直接帶隙與間接帶隙示意圖:直接帶隙與間接帶隙示意圖 數據來源:高性能鈣鈦礦太陽電池及鈣鈦礦硅四端疊層電池研究 龐商政,東北證券 直接直接隙材料優勢明顯隙材料優勢明顯,光吸收系數較高光吸收系數較高。鈣鈦礦材料性能優異主要來自于其獨特的面心立方體結構,具有優異的光電性質-吸光系數高、帶隙可調、激子結合能低和擴散距離長等優勢,其結構式可表示為 AMX3,當前對鈣鈦礦材料的研究多集中在甲胺鉛鹵化物(MAPbX3)、甲脒鉛鹵化物(FAPbX3)、銫鉛鹵化物(CsPbX3)和銫錫鹵化物(CsSnX3)等。如圖 4 所示,第二和第三代材料
27、為直接帶隙半導體,電子躍遷無需聲子,因此光吸收能力強于晶硅。同時由于較高的光吸收系數,鈣鈦礦厚度達到約500nm 就可以充分吸收太陽光,而晶硅和其他薄膜光吸收層分別需要 300 和 2m。圖圖 5:AMX3 型鈣鈦礦材料及其幾類衍生物的晶體結構型鈣鈦礦材料及其幾類衍生物的晶體結構 數據來源:鈣鈦礦太陽電池的研究進展與關鍵挑戰,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 8/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 6:鈣鈦礦結構示意圖:鈣鈦礦結構示意圖 數據來源:高性能鈣鈦礦太陽電池及鈣鈦礦硅四端疊層電池研究 龐商政,東北證券 注:從左到右依次為 n-i-p 介孔
28、;n-i-p 平面;p-i-n 平面和 p-i-n 介孔結構 介孔層增強載流子收集能力介孔層增強載流子收集能力。鈣鈦礦電池沿用燃料敏化太陽能電池的叫法,把電子傳輸層在底下的為正式結構,反之則為反式結構。再根據介孔層-(Mesoporous Layer)進一步劃分為介孔和平面。介孔層的作用主要是為鈣鈦礦提供沉積支架和傳輸電荷,通過降低傳輸距離增強載流子收集能力并阻止漏電。但是介孔層會限制晶粒生長,反而降低開路電壓(Voc)和短路電流密度(Jsc)。PSCs 發展速度遠超晶硅,大尺寸組件開始突破發展速度遠超晶硅,大尺寸組件開始突破。鈣鈦礦 2009 年首次應用時效率僅為 3.8%,2016 年電池
29、效率就突破 20%。2023 年 3 月,極電光能官方公眾號發布其809.8cm2大尺寸鈣鈦礦光伏組件經國際權威機構 JET 檢測認證,其轉換效率達到19.9%。目前公司在 16.7cm2鈣鈦礦組件轉換效率也已經突破 22.9%。圖圖 7:鈣鈦礦發展歷史:鈣鈦礦發展歷史 數據來源:極電光能,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 9/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.2.鈣鈦礦鈣鈦礦 VS 晶硅:晶硅:效率大幅提升,降本潛力遠超晶硅效率大幅提升,降本潛力遠超晶硅 1.2.1.效率端效率端:前沿效率不斷刷新,效率接近轉換極限:前沿效率不斷刷新,效率接近轉換
30、極限 圖圖 8:不同技術路徑下的電池轉換效率:不同技術路徑下的電池轉換效率 數據來源:NREL,東北證券 實驗室效率日新月異,疊層進展迅速實驗室效率日新月異,疊層進展迅速。根據美國 NREL 統計,自上世紀 70 年代發明晶硅電池以來,當前晶硅路線 HJT 最高效率為 26.81%(隆基,2022/11)。而鈣鈦礦自 14.1%(EPFL,2013/06)僅僅用 9 年就達到了 25.7%(UNIST,2022/01);鈣鈦礦/硅疊層更是達到了 32.5%。在極限效率上,單結鈣鈦礦的效率極限為 33%,而晶硅電池的理論轉換效率極限為 29.4%,疊層鈣鈦礦更可以達到 40%以上。表表 1 1:
31、鈣鈦礦效率進展:鈣鈦礦效率進展 企業名稱企業名稱 類型類型 效率效率 認證單位認證單位 暨南大學新能源技術研究院麥耀華團隊 鈣鈦礦 36%Advanced Sciences 德國柏林亥姆霍茲中心(HZB)鈣鈦礦/晶硅疊層 32.5%美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)曜能科技 鈣鈦礦/晶硅兩端疊層 32.44%中國計量院 GreatCell Solar 無機鈣鈦礦 32%/瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞士電子與微技術中心(CSEM)鈣鈦礦/硅疊層 31.3%/仁爍光能團隊 全鈣鈦礦疊層 29%日本 JET 國家電投黃河公司 鈣鈦礦硅疊層 28.08%/南京大學譚海仁科研團隊 全鈣鈦
32、礦疊層 28%/南京大學現代工程與應用科學學院 鈣鈦礦疊層 28%/數據來源:SOLARZOOM,海涵財經,北極星太陽能光伏網,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 10/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.2.2.成本成本端端:產業鏈一體化提升,效率接近轉換極限:產業鏈一體化提升,效率接近轉換極限 圖圖 9:鈣鈦礦組件效率與成本預測:鈣鈦礦組件效率與成本預測 數據來源:極電光能,東北證券 降本增效持續推進降本增效持續推進。根據極電光能測算,百 MW 鈣鈦礦成本已經低于晶硅組件。百MW 階段的成本有望控制在 1-1.5 元/瓦之間;GW 級別生產時,成本
33、可降到 0.8 元/瓦;10GW 級別降到約 0.6 元/瓦。若鈣鈦礦組件效率在達到 17%同時保持成本在 1.3元/瓦以內,并且壽命穩定 25 年則將擁有較強的市場競爭力。產業鏈投資進一步集中,約為晶硅線路的產業鏈投資進一步集中,約為晶硅線路的 50%。光伏晶硅產業鏈涉及硅料廠-硅片廠-電池廠-組件廠合計四個環節,合計投資額約 9.6 億元,中間考慮運輸環節需要耗時 3 日以上。而鈣鈦礦從原材料到組件出廠僅需要一個工廠,耗時 45 分鐘左右。預計未來在 GW 級別投產情況下,鈣鈦礦電池投資額可降至晶硅線路的一半,GaAs的十分之一。圖圖 10:不同技術路線極限效率對比:不同技術路線極限效率對
34、比 圖圖 11:不同類型太陽能電池單:不同類型太陽能電池單 GW 產能投資額產能投資額 數據來源:索比光伏網,東北證券 數據來源:協鑫光電,東北證券(注:單位為億元)0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%45.00%晶硅電池單結鈣鈦礦疊層鈣鈦礦 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 11/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 12:鈣鈦礦與晶硅產業鏈投資額對比:鈣鈦礦與晶硅產業鏈投資額對比 數據來源:協鑫光電,東北證券 壓縮極限成本,材料成本占比約壓縮極限成本,材料成本占比約 56%。長期來看,鈣鈦
35、礦組件成本可降低至 0.5-0.6元/瓦。同時鈣鈦礦電池原材料均屬于基礎化工材料,可通過人工合成,不含有稀有元素,對比晶硅路線的硅料更加廉價易得。從外,鈣鈦礦材料對雜質敏感度低,對原材料的純度要求低于晶硅。在工藝上,鈣鈦礦生產溫度不超 150 度,相比于晶硅1000 度左右的高溫可以做到降低能耗的作用。目前 FTO 導電玻璃約占材料成本的65%,但透明導電玻璃屬于成熟產品,隨著下游需求的擴張,產能可迅速擴張。圖圖 13:鈣鈦礦百兆瓦試制線:鈣鈦礦百兆瓦試制線成本成本 圖圖 14:鈣鈦礦材料成本占比:鈣鈦礦材料成本占比 數據來源:CPIA,東北證券 數據來源:CPIA,東北證券 請務必閱讀正文后
36、的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 12/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.2.3.應用應用端端:電站建設成本進一步降低,下游:電站建設成本進一步降低,下游 BIPV 應用廣泛應用廣泛 圖圖 15:晶硅與鈣鈦礦參數對比:晶硅與鈣鈦礦參數對比 對比項目對比項目 晶硅晶硅 鈣鈦礦鈣鈦礦 發展時間發展時間 50 年 10 年 技術體系技術體系 第一代晶體 第三代薄膜 效率上限效率上限 27-29%30-33%實驗室效率實驗室效率 26.50%25.70%使用壽命使用壽命(T80)25 年 20 年 禁帶寬度禁帶寬度 1.1 1.7 吸光系數吸光系數 1 100 器件厚度器件厚度 1
37、50um 500nm 弱光效應弱光效應 差,陰雨天氣和日出日落基本不工作 好,陰雨天氣和日出日落工作 溫室效應溫室效應 高,受溫度影響較大(大 10 倍)低,適合極端低溫和高溫 綜合成本綜合成本 高 低 數據來源:眾能光電,東北證券 發電量占優,光伏電站建設成本降低發電量占優,光伏電站建設成本降低。根據研究表明,得益于超高的吸光系數和禁帶寬度,轉換效率在17.9%的鈣鈦礦組件發電量約等于轉換效率20.4%的晶硅組件。建設成本方面,建設成本方面,假定鈣鈦礦組件轉換效率為 15%,晶硅組件轉換效率 20.5%。鈣鈦礦組件的建設成本約為 3.12 元/瓦,對比單晶硅組件的 3.33 元/瓦,其中組件
38、上約有0.7 元/瓦的優勢,但在支架成本和土建成本上稍高于晶硅。綜合考慮,鈣鈦礦較晶硅在電站建設上約有 0.21 元/瓦的優勢。圖圖 16:鈣鈦礦與晶硅組件發電量對比:鈣鈦礦與晶硅組件發電量對比 圖圖 17:光伏電站建設成本光伏電站建設成本(元元/W)數據來源:ACS Energy LETTERS,東北證券 數據來源:太陽能學報,東北證券 3.33043.115433.053.13.153.23.253.33.35單晶硅組件鈣鈦礦組件 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 13/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 18:鈣鈦礦組件產品圖:鈣鈦礦組件產品圖 圖圖
39、19:BIPV 應用實景應用實景 數據來源:協鑫光電,東北證券 數據來源:弗斯邁智能科技,東北證券 BIPV 打開下游應用空間打開下游應用空間。BIPV,即光伏建筑一體化是指將太陽能發電產品集成到建筑上的技術?;阝}鈦礦電池材料的輕薄性、透光性、吸光能力,鈣鈦礦產品可以較好的適配各類使用場景,尤其對于有采光要求的辦公樓等墻體。圖圖 20:鈣鈦礦應用場景:鈣鈦礦應用場景 數據來源:脈絡能源,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 14/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.3.鈣鈦礦制備:穩定性及大面積制備有望突破鈣鈦礦制備:穩定性及大面積制備有望突破 1.3
40、.1.大面積制備:濕法經濟性顯著,干法大面積制備:濕法經濟性顯著,干法效果好但成本較高效果好但成本較高 圖圖 21:大面積:大面積鈣鈦礦制備難點鈣鈦礦制備難點 數據來源:極電光能,東北證券 干法均勻性高,設備為主要瓶頸干法均勻性高,設備為主要瓶頸。常見的干法工藝為氣相沉積法,在真空的環境下通過蒸鍍的方式制備鈣鈦礦薄膜。相比于濕法工藝,氣相沉積法可以通過控制蒸發源精確調控鈣鈦礦中各組分的化學計量比,從而保證薄膜的均勻性。但是干法工藝對真空環境要求極高,需要較長的抽真空時間,這也使得干法工藝成本上升,單臺產能下降(制備時間長)。圖圖 22:大面積鈣鈦礦薄膜制備技術:大面積鈣鈦礦薄膜制備技術 數據來
41、源:鈣鈦礦太陽能電池穩定性研究進展及模組產業化趨勢,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 15/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 2 2:制絨硅電池表面鈣鈦礦沉積技術對比制絨硅電池表面鈣鈦礦沉積技術對比 鈣鈦礦制備方法鈣鈦礦制備方法 示意圖示意圖 優勢優勢 劣勢劣勢 一步旋涂 薄膜組分均勻 晶粒大小調控簡單 反溶劑引入時間敏感 重復性差,氣氛敏感性 微制絨基底,不適合量產 狹縫涂布 適合大面積生產 溶液利用率高 工藝難度高,設備要求高 厚度及均勻性較難控制 共蒸鍍+溶液法 保密性好 薄膜重復性好 工藝簡單 薄膜組分不精確 陽離子與鈣鈦礦反應程度調控難
42、度大 多源共蒸鍍 保密性好 薄膜均勻性好 平整致密 蒸鍍過程控制難度大,組分調節困難,設備要求高 晶粒較小,薄膜缺陷多 數據來源:通威太陽能,東北證券 濕法核心在于形核結晶,狹縫涂布或成主流濕法核心在于形核結晶,狹縫涂布或成主流。早期實驗室制備鈣鈦礦多使用一步或兩步溶液旋涂工藝。一步法操作簡單先制備溶液并將混合前驅體旋涂于襯底上,退火結晶(溫度 100-150),形成純相、無針孔、致密的鈣鈦礦結構層。兩步法與之類似,分開旋涂后再在熱臺上退火。隨著大面積制備需求顯現,濕法工藝逐漸發展出了刮刀涂布、狹縫涂布、絲網印刷、噴涂法、噴墨打印法。通常濕法步驟包括溶劑揮發溶液過飽和+成鍵溶質析出/形成晶核(
43、同質隨機形核)晶粒生長形成固態多晶薄膜。鈣鈦礦的形核和工藝窗口窄,并且隨著面積的放大控制難度上升。旋涂法薄膜組分均勻同時晶粒大小調控簡單但是不適合大規模量產,而狹縫涂布法溶液利用率高,適合大面積生產,但在均勻性控制上仍需改進。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 16/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.3.2.穩定性進展可期,穩定性進展可期,材料及封裝技術持續優化材料及封裝技術持續優化 表表 3:鈣鈦礦穩定性研發進展:鈣鈦礦穩定性研發進展 時間時間 單位單位 所用器件所用器件 技術技術 老化條件老化條件 結果結果 2017 EPFL-Nazeeruddin 組件
44、 2D-PVSK 界面鈍化 1sun/55/12,000h 無衰退 2019 Oxford-Snaith 電池 離子液體鈍化 1sun/75/1,900h 5%2020 UNSW-M.Green&A.Ho-Baillie 課題組 電池 FA 基材料,丁基膠封裝 DH1800,HF75 5%2021 極電光能 組件 FA 基材料,無機 CTL、鈍化、雙玻封裝 DH1000、HF10、TC200 1sun/40/3000h 1000 泡水 5%2021 纖納光電 組件-DH3000,UV100KWh 1sun/70/1000h 5%2022 沙特國王大學 電池 3D/2D 鈣鈦礦材料 DH1000
45、 5%2022 普林斯頓大學 電池 2D-PVSK 界面鈍化 雙重封裝 1sun/35-110 T8030 年 2022 萊斯大學 A.D.Mohite 電池 3D/PP-2D bilayer 1sun/60/75%RH T99 大于2000h 數據來源:極電光能,東北證券 穩定性驗證順利,材料技術優化穩步推進穩定性驗證順利,材料技術優化穩步推進。目前部分企業鈣鈦礦組件已經通過多項IEC61215 晶硅光伏組件標準。普林斯頓大學通過 2D-PVSK 界面鈍化以及雙重封裝技術在 1sun/35-110標準下 T8030 年;萊斯大學利用3D/PP-2D bilayer,在 1sun/60/75%
46、RH 的老化條件下實現 T992000h。圖圖 23:鈣鈦礦組件:鈣鈦礦組件 IEC 序列多項測試進度序列多項測試進度 數據來源:公開資料整理,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 17/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 24:長期穩定性解決方案:長期穩定性解決方案 數據來源:極電光能,東北證券 長期穩定性優化路徑清晰,頭部企業長期穩定性優化路徑清晰,頭部企業進展可期進展可期。纖納光電 2019 年底通過全球首次IEC 標準穩定性測試;2020 年 7 月在濕熱實驗測試中,將組件老化時間由 1000 小時提升至 3000 小時。纖納組件通過 IEC6
47、1215 和 IEC61730 穩定性全體系認證。長期角度來看,鈣鈦礦通過優化材料體系/無機電荷傳輸層/金屬氧化物電荷傳輸層阻擋/采用復合電極以及優化組件封裝技術進一步加強鈣鈦礦組件穩定性。圖圖 25:纖納光電雙:纖納光電雙 85 老化實驗老化實驗 圖圖 26:纖納光電:纖納光電 UV 老化實驗老化實驗 數據來源:纖納光電,東北證券 數據來源:纖納光電,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 18/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 2.鈣鈦礦鈣鈦礦疊層疊層:提升效率極限,多路徑共同發展:提升效率極限,多路徑共同發展 圖圖 27:鈣鈦礦疊層技術路線:鈣鈦礦疊層
48、技術路線 數據來源:公開資料整理,東北證券 疊層技術百花齊放,全鈣鈦礦疊層成本占優疊層技術百花齊放,全鈣鈦礦疊層成本占優。按照電極按照電極的連接方式可分為兩端/三端/四端疊層,兩端結構為子電池串聯,機械堆疊的四端疊層子電池獨立運行,不比考慮二者兼容性,但是寄生吸收大,成本高;按照材料選擇材料選擇可進一步細分為鈣鈦礦-晶硅疊層/全鈣鈦礦疊層/鈣鈦礦-有機疊層/鈣鈦礦-CIGS 疊層。目前產業化進度較快的是全鈣鈦礦疊層和鈣鈦礦-晶硅疊層。從 LCOE 角度晶硅/鈣鈦礦疊層約為 5.22 元,略高于全鈣鈦礦疊層的 4.22 元??紤]到目前兩者極限效率差距不顯著,同時在組件尺寸以及晶硅產業鏈成熟度來看
49、,預計初期晶硅/鈣鈦礦的進度更快,中長期切入全鈣鈦礦疊層。2.1.結構選擇結構選擇:兩端、三端兩端、三端 or 四端四端?圖圖 28:兩端:兩端/三端三端/四端電路示意圖四端電路示意圖 數據來源:鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池的研究,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 19/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 兩端集成一體兩端集成一體 VS 四端機械堆疊四端機械堆疊。疊層電池通過寬帶隙電池與窄帶隙電池串聯,利用全光譜范圍內的光子,突破單結極限效率。目前主流的疊層結構為 2 端和 4 端器件,兩端疊層理論兩端疊層理論 PCE 為為 45.7%略低于四端疊層的略低于
50、四端疊層的 46%。四端機械堆疊電池四端機械堆疊電池,工藝難度上機械堆疊的四端疊層電池最容易制作,兩個子電池獨立制作,僅在光學耦合/沒有電氣連接。四端口器件需要的電子元器件翻倍(例如逆變器),寄生吸收大、制造成本高。兩端集成一體電池兩端集成一體電池,兩個子電池通過復合層/隧道結將子電池串聯連接,對比四端機械堆疊僅需要一個透明電極,可以直接在硅電池上沉積鈣鈦礦電池,減少電極用料和沉積步驟。但是兩端疊層缺陷兩端疊層缺陷在于:子電池串聯工作,因此二者必須有相似的光電流,電池電流受電流較低的子電池影響。同時晶硅電池表面的陷光結構也會增加鈣鈦礦薄膜的沉積難度。三端三端疊層受疊層受限于低帶隙電池 Voc
51、過小,性能和發展速度慢于其它路線。圖圖 29:兩端:兩端/三端三端/四端鈣鈦礦疊層示意圖四端鈣鈦礦疊層示意圖 數據來源:高性能鈣鈦礦太陽電池及鈣鈦礦硅四端疊層電池研究 龐商政,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 20/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 2.2.材料選擇材料選擇:全鈣鈦礦疊層:全鈣鈦礦疊層 or 鈣鈦礦鈣鈦礦/晶硅疊層晶硅疊層 2.2.1.全鈣鈦礦全鈣鈦礦疊疊層:層:窄帶隙材料或為關鍵瓶頸窄帶隙材料或為關鍵瓶頸 圖圖 30:兩端及四端全鈣鈦礦疊層電池效率圖兩端及四端全鈣鈦礦疊層電池效率圖 圖圖 31:單結鈣鈦礦及硅:單結鈣鈦礦及硅/鈣鈦礦疊
52、層效率進展圖鈣鈦礦疊層效率進展圖 數據來源:CNKI,東北證券 數據來源:通威,NREL,東北證券 鈣鈦礦材料帶隙可調,為理想疊層材料鈣鈦礦材料帶隙可調,為理想疊層材料。鹵素鈣鈦礦帶隙從 1.2eV 到 3eV連續可調,使用窄帶隙和寬帶隙的鈣鈦礦作為疊層電池可以獲得更高的轉換效率。2019 年前窄帶隙鈣鈦礦性能差,是限制疊層電池性能的主要原因。因此提升窄帶隙鈣鈦礦薄膜載流子擴散長度,提升光電流密度成為研究的主要方向。通過使用缺陷調控-抑制前驅體溶液中 Sn2+的氧化/增強晶粒表面缺陷鈍化,提升窄帶隙鈣鈦礦電池性能。圖圖 32:2 端全鈣鈦礦疊層電池結構端全鈣鈦礦疊層電池結構 圖圖 33:2 端
53、全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系 數據來源:All-perovskite tandem structures shed light on thin-film photovoltaics,東北證券 數據來源:All-perovskite tandem structures shed light on thin-film photovoltaics,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 21/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 34:4 端全鈣鈦礦疊層電池結構端全鈣鈦礦疊層電池結構 圖圖 35:4 端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應
54、關系端全鈣鈦礦材料選擇與效率對應關系 數據來源:All-perovskite tandem structures shed light on thin-film photovoltaics,東北證券 數據來源:All-perovskite tandem structures shed light on thin-film photovoltaics,東北證券 全鈣鈦礦疊層效率提升路徑清晰全鈣鈦礦疊層效率提升路徑清晰。核心為三大路徑核心為三大路徑-(1)互聯層互聯層/隧穿結隧穿結,過原子層沉積(ALD)制備互聯層和金屬復合層的新型隧穿結結構(SnO2),金團簇層增強載流子復合,簡化制作過程實現全
55、溶液法制備鈣鈦礦薄膜;(2)窄帶隙電池)窄帶隙電池通過缺陷調控,增加窄帶隙鈣鈦礦薄膜載流子擴散長度,增大光電流密度和開路電壓;(3)寬帶隙頂電池,可通過對寬帶隙頂電池,可通過對 Cs 含量調控,加速形核與結晶,提升均勻致密性。含量調控,加速形核與結晶,提升均勻致密性。圖圖 36:全鈣鈦礦疊層效率提升路徑:全鈣鈦礦疊層效率提升路徑 數據來源:科研云,南京大學譚海仁團隊,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 22/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 2.2.2.硅硅/鈣鈦礦疊層鈣鈦礦疊層:HJT 結構占優,與現有產業快速融合結構占優,與現有產業快速融合 圖圖 3
56、7:兩端鈣鈦礦:兩端鈣鈦礦+硅疊層結構示意圖硅疊層結構示意圖 圖圖 38:四端鈣鈦礦:四端鈣鈦礦+硅疊層結構示意圖硅疊層結構示意圖 數據來源:通威,東北證券 數據來源:通威,東北證券 硅硅屬于間接屬于間接帶隙帶隙材料,為絕佳的底電池材料,為絕佳的底電池。硅的帶隙為 1.12eV,而鹵素鈣鈦礦帶隙從1.2eV 到 3eV 連續可調,兩者可相互搭配,同時晶硅產業已經具備成熟的產業鏈,目前晶硅路線進入 N 型元年但也在逐步達到效率極限,選擇與鈣鈦礦疊層可以百尺竿頭更進一步,后期或將通過改造方式來提升效率。兩端疊層:兩端疊層:成本低、易量產、工藝較復雜、底電池工藝匹配挑戰較大;四端疊層四端疊層:制造簡
57、單、組合靈活、與底電池技術相互獨立,系統端設計復雜。早期早期疊層電池選擇PERC作為底電池,隨著HJTR和 TOPCon 技術逐漸成熟,尤其異質結本身結構和低溫工藝,對鈣鈦礦疊層的適配度更高。硅/鈣鈦礦疊層電池較原有晶硅路線和單結鈣鈦礦具有更高的轉換效率,目前鈣鈦礦產業鏈仍處于產業化初期,因此硅/鈣鈦礦疊層或將成為前中期主流,隨著對鈣鈦礦材料體系認知逐步深入,再轉入全鈣鈦礦疊層。圖圖 39:不同硅:不同硅/鈣鈦礦疊層結構示意圖鈣鈦礦疊層結構示意圖 數據來源:The race for the best silicon bottom cell:Efficiency and cost evaluat
58、ion of perovskitesilicon tandem solar cells,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 23/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 40:鈣鈦礦:鈣鈦礦+異質結疊層電池示意圖異質結疊層電池示意圖 數據來源:捷佳偉創,東北證券 HJT+鈣鈦礦疊層鈣鈦礦疊層:鈣鈦礦電池能有效利用高能量的紫外和藍綠可見光。而異質結電池可以有效的吸收鈣鈦礦材料無法吸收的紅外光。結構上,HJT 具備透明導電層(TCO),可與鈣鈦礦疊層完美適配,改造難度小,同時 HJT 本身為對稱結構可以兼容正式和反式鈣鈦礦電池。優勢:優勢:自帶 TCO;開壓
59、高;對稱結構兼容性強;劣勢:劣勢:異質結絨面金字塔與鈣鈦礦涂層仍有匹配問題需要解決;代表廠:寶鑫、杭蕭鋼構、牛津光伏等代表廠:寶鑫、杭蕭鋼構、牛津光伏等 TOPCon+鈣鈦礦疊層鈣鈦礦疊層:TOPCon 正面的氮化硅與氧化鋁不導電,需要進行結構改造 優勢:優勢:產線投資額低,經濟性高;劣勢:劣勢:本身不帶 TCO 需要改造;增加 TCO 后失去高電流優勢;代表廠:代表廠:中來中來、黑晶黑晶-皇氏集團皇氏集團 圖圖 41:鈣鈦礦:鈣鈦礦+TOPCon 疊層電池結構及效率路徑疊層電池結構及效率路徑 數據來源:中國科學院寧波材料技術與工程研究所,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后
60、的聲明及說明 24/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 4 4:硅硅/疊層進展疊層進展效率進展效率進展 機構機構 結構結構 晶硅電池晶硅電池 轉換效率轉換效率 ANUANU n n-i i-p p n n-PERCPERC 22.50%22.50%EPFLEPFL p p-i i-n n HJTHJT 25.24%25.24%EPFLEPFL n n-i i-p p n n-HJTHJT 22.00%22.00%UNLUNL p p-i i-n n n n-HJTHJT 25.40%25.40%UNISTUNIST p p-i i-n n p p-AI BSFAI BSF 21.0
61、2%21.02%HZB/OxfordHZB/Oxford p p-i i-n n n n-HJTHJT 25.20%25.20%HZBHZB p p-i i-n n HJTHJT 29.15%29.15%UNCUNC p p-i i-n n n n-HJTHJT 26.00%26.00%HZBHZB p p-i i-n n HJTHJT 29.80%29.80%數據來源:高效率雙結鈣鈦礦疊層太陽能電池研究進展,東北證券 異質結異質結鈣鈦礦疊層鈣鈦礦疊層為研發主流為研發主流。由于HJT具備雙面對稱結構+低溫工藝+自帶TCO,可與鈣鈦礦疊層完美適配,改造難度小,工藝流程簡單。目前進度較快的是合特光
62、電(杭蕭鋼構)和寶馨科技。合特光電目前建立中試線目標轉換效率 28%以上,目前產線設計能兼容生產 166mm 和 182mm 尺寸規模的晶硅組件;寶馨科技寶馨科技疊層發展疊層發展路徑路徑-(1)2023 年在 2023 年上半年完成新實驗線建設;(2)2024 年啟動百兆瓦級別的鈣鈦礦疊層線建設,目標實驗室效率大于 32%,加速老化等效外推達到 25 年;(3)2026 年鈣鈦礦/異質結疊層 GW 級產線升級,實現量產 210 半片鈣鈦礦/異質結疊層電池,電池效率在基底異質結的基礎上提升率大于15%,首年衰減不超過3%,以后每年衰減不超過 0.5%,量產壽命大于 25 年。圖圖 42:不同硅:
63、不同硅/鈣鈦礦疊層結構示意圖鈣鈦礦疊層結構示意圖 數據來源:NREL,東北證券(藍線為 HIT 效率進展,紅線為鈣鈦礦/晶硅疊層效率進展)請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 25/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 2.3.多條中試線建立,產業政策紛至沓來多條中試線建立,產業政策紛至沓來 頭部企業多以百兆瓦線為主,頭部企業多以百兆瓦線為主,GW 級招標可期。級招標可期。目前頭部的協鑫光電、纖納光電和極電光能都基本完成百兆瓦中試線建設,當前首要目標是打通工藝,為后續 GW 級擴產打下基礎。根據對各鈣鈦礦企業產線建設規劃,更多企業開始布局百兆瓦線,頭部企業在為 GW 級
64、擴產做準備,預計 2024 年將出現 GW 級別招標,同時鈣鈦礦組件相關標準也在積極制定,隨著后續長期穩定性的解決和大面積制備線路確立,鈣鈦礦產業將快速完成從 0 到 1 的突破快速放量。表表 5 5:部分國內部分國內鈣鈦礦鈣鈦礦電池企業產線建設情況電池企業產線建設情況 企業企業 地區規劃及目標地區規劃及目標 產線進展產線進展/動態動態 協鑫光電協鑫光電 2023 年實現 100MW 產線基本工藝打通,2023年組件量產效率目標為 18%;2024 年逐漸形成 GW 級產線,然后逐步放大到 5-10GW 2021 年 9 月協鑫光電尺寸 1m*2m 的鈣鈦礦組件下線,轉換效率接近 16%,;量
65、產線規模為 100MW,目前已在昆山完成廠房和主要硬件。纖納光電纖納光電 正在規劃 GW 級的生產線建設,有望 2023 年投產 2022 年初建成 100MW 生產線;2022 年 5 月首發組件-尺寸為 1245*635*6.4mm,同年 7 月首批 5000 片組件發貨;2023 年組件通過 IEC61215、IEC61730 穩定性全體系認證;2022 年 2 月,全球收購人鈣鈦礦集中式光伏電站一期開工,裝機容量為 12MW 極電光能極電光能 2021 年計劃于 2023 年初投入超過 50 億建設6GW 產能;第一期 1GW 將在 2024 年達產,到2025 年 6GW 產線全部達
66、產;2022 年 8 月,總投資 30 億元在錫山設立鈣鈦礦創新產業基地,計劃建設全球首條 GW 級鈣鈦礦光伏組件及 BIPV 產品生產線、100 噸鈣鈦礦量子點生產線 2022 年 12 月,150MW 全球最大鈣鈦礦組件生產線投產;2023 年 3 月,極電光能研發的 809 平方厘米大尺寸鈣鈦礦組件轉換效率達到 19.9%;2023 年 3 月,總投資 30 億元的全球首條 GW 級量產線項目也即將開工建設 無限光能無限光能 2022 年 6 月消息:將啟動 10MW 級中試線建設,為 2024 年建成 100MW 級商業化量產線奠定堅實基礎 2022 年 9 月在柔性基底上所制備的柔性
67、電池組件獲得最高 23.6%(認證效率 22.5%)的光電轉換效率,這是迄今報道過的單結柔性鈣鈦礦太陽能電池最高轉換效率記錄 仁爍光能仁爍光能 計劃于 2023 年第三季度完成150MW 的量產線建設,年底完成 600mm*1200mm 組件出片;預計未來五年內將建設數條GW級別的鈣鈦礦電池組件生產線 2023 年 2 月 16 日,全球首條全鈣鈦礦疊層光伏組件研發線正式投產,組件尺寸 30*40cm2,目前 10MW 研發中試線已完全跑通 萬度光能萬度光能 2021 年 6 月總投資 60 億元鈣鈦礦太陽能電池項目正式落地。共兩期,一期建設一條200MW 級可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池大試線落
68、地,成功后可實現年產 2000MW 以上太陽能電池 實現了全球最大面積 3600cm2鈣鈦礦組件,并集成了110m2國際上第一個萬瓦級鈣鈦礦示范型實驗電站。脈絡能源脈絡能源 計劃在 2023 年年底完成100MW大面積鈣鈦礦光伏組件生產線基地 2023 年 2 月 25 日,鈣鈦礦光伏組件中試生產線實現工藝貫通,首片大面積(30cm*30cm)鈣鈦礦光伏組件正式下線 金昌鑫磊鑫半導體科金昌鑫磊鑫半導體科技有限公司技有限公司 -2022 年 7 月,總投資 10.36 億元的 1GW 鈣鈦礦光伏組件生產基地項目開工。曜能科技曜能科技 -經中國計量院認證,其自主研發的 25cm2大面積鈣鈦礦/晶硅
69、兩電極疊層電池器件穩態效率達到 29.57%。眾能光電眾能光電 鈣鈦礦光伏組件生產線產能達到 200MW/年 2023 年 1 月 10 日,眾能光電 61.58cm2組件光電轉換效率達 20.08%合特光電合特光電 公司在不晚于 2023 年 5 月 10 日實現高轉化率鈣鈦礦/晶硅薄膜疊層電池100MW中試線投產,且電池轉化效率達到 28%以上。-寧德時代寧德時代 -2022 年 10 月 18 日,寧德時代“鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法、用電設備”專利公布 數據來源:北極星太陽能光伏網,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 26/51 電力設備電力設備/行業
70、深度行業深度 表表 6 6:光伏及光伏及鈣鈦礦鈣鈦礦相關支持相關支持政策政策 政策名稱政策名稱 時間時間 部門部門 簡介簡介 工業和信息化部等六部門關于推動能源電子產業發展的指導意見 2023.1 國家能源局 等六部門 提出加快智能光伏創新突破,發展高純硅料、大尺寸硅片技術,支持高效低成本晶硅電池生產,推動 N 型高效電池、柔性薄膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用,提升規?;慨a能力。推動能源電子產業發展的指導意見 2023.1 工信部 等六部門 發展先進高效的光伏產品及技術,加快智能光伏創新突破,發展高純硅料、大尺寸硅片技術,支持高效低成本晶硅電池生產,推動 N 型高效電池、柔性薄
71、膜電池、鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用,提升規?;慨a能力。關于促進光伏產業鏈健康發展有關事項的通知 2022.10 國家發展改革委辦公廳、國家能源局綜合司 完善產業鏈綜合支持措施,落實相關規劃部署,突破高效晶體硅電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產業化技術,推動光伏發電降本增效,促進高質量發展。推動高效環保型及耐候性光伏功能材料技術研發應用,提高光伏組件壽命??萍贾翁歼_峰碳中和實施方案(2022-2030 年)2022.8 科技部 等九部門 提出到 2025 年單位國內生產總值二氧化碳排放比2020 年下降 18%;研發高效硅基光伏電池、高效穩定鈣鈦礦電池等技術;研發液態和固態鋰離子電池儲
72、能、鈉中商產業離子電池儲能等高效儲能技術;研發可再生能源高效低成本制氫技術。加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計劃 2022.8 工業和信息化部等五部門 推動 Topcon、HJT、IBC 等晶體硅太陽能電池技術和鈣鈦礦、疊層電池組件技術產業化,開展新型高效低成本光伏電池技術研究和應用,開展智能光伏試點示范和行業應用?!笆奈濉笨稍偕茉窗l展規劃 2022.6 國 家 發 展 改 革委、國家能源局等九部門 新型高效光伏電池技術,開展新型高效晶硅電池、鈣鈦礦電池等先進高效電池技術應用示范,以規?;袌鐾苿忧把丶夹g發展,持續推進光伏發電技術進步、產業升級?!笆奈濉蹦茉搭I域科技創新規劃 2021.1
73、1 國家能源局、科學技術部 研制基于溶液法與物理法的鈣鈦礦電池量產工藝制程設備,開發高可靠性組件級聯與封裝技術,研發大面積、高效率、高穩定性、環境友好型的鈣鈦礦電池;開展晶體硅/鈣鈦礦、鈣鈦礦/鈣鈦礦等高效疊層電池制備及產業化生產技術研究。數據來源:中商產業研究院,能源發展與政策,東北證券 產業支持政策持續落地。產業支持政策持續落地。目前各部門正在積極出臺相關產業政策支持鈣鈦礦產業鏈發展。國家能源局分別在“十四五”可再生能源發展規劃以及工業和信息化部等六部門關于推動能源電子產業發展的指導意見提出推動鈣鈦礦及疊層電池制備的技術研究。工信部也于 2023 年 1 月發布了 推動能源電子產業發展的指
74、導意見 推動鈣鈦礦及疊層電池等先進技術的研發應用,提升規?;慨a能力。產業融資盛況空前,資本合作如火如荼。產業融資盛況空前,資本合作如火如荼。頭部的協鑫光電、纖納光電和極電光能均已完成數輪融資,為后續鈣鈦礦中長期發展打下堅實基礎,同時具有一定技術積累與相關性的企業也正在融資轉型,加速產業化建設。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 27/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 7:鈣鈦礦相關企業融資情況:鈣鈦礦相關企業融資情況 企業企業 融資時間融資時間 融資輪次融資輪次 融資金額融資金額(億億)參投參投/合作企業合作企業 用途用途 協鑫光電協鑫光電 2022/12
75、/14 B+輪 5 淡馬錫投資、紅杉中國、IDG 資本三家聯合領投,川流投資等機構跟投 完善協鑫光電 100MW 大尺寸鈣鈦礦組件產線的工藝和設備研發 2022/05/13 B 輪 數億 騰訊 將進一步完善 100MW 鈣鈦礦生產線和工藝 2021/03/09 Pre-B 輪 過億 凱輝基金-纖納光電纖納光電 2022/10 D 輪 4 億 招銀國際和杭開集團領投 主要用于鈣鈦礦前沿技術開發和GW 級產線擴建,加快鈣鈦礦商業化第二階段 極電光能極電光能 2023/03 A 輪 數億元 深創投領投,鼎暉百孚、中鑫能源、建銀創信、無錫天使基金等機構跟投 主要用于鈣鈦礦前沿技術開發和150MW 鈣鈦
76、礦光伏生產線運營 2021/10/13 Pre-A 輪 2.2 碧桂園創投、九智資本聯合領投,建銀國際、云林基金跟投,控股股東穩晟科技追加投資 主要用于新技術研發和試制線建設 萬度光能萬度光能 2021/08/25 股權融資 60 宜昌國投集團-仁爍光能仁爍光能 2022/08/26 Pre-A 輪 數億 由三行資本領投,中科創星、蘇高新創投、金浦智能、險峰長青、云啟資本、中財產業基金等知名機構跟投 主要用于 150MW 鈣鈦礦組件量產線落地 曜能科技曜能科技 2021/08/02 A 輪/高瓴資本-無限光能無限光能 2022/06 天使輪 數千萬元 耀途資本、光躍投資、碧桂園創投等 大尺寸鈣
77、鈦礦太陽能電池模組試驗線建設、擴充研發及量產技術 光晶能源光晶能源 2022/08/01 天使輪 0.3 正軒投資領投,創新工廠和鼎祥資本跟投 鈣鈦礦 脈絡能源脈絡能源 2022/11 天使輪 數千萬元 由國新思創領投,凡創資本、國華三新、高捷資本等跟投 將用于大尺寸鈣鈦礦光伏組件中試生產線的建設 古鰲科技古鰲科技 2023/02/15 戰略合作/比太科技 與比太科技簽訂了戰略合作協議,雙方就高效異質結電池(HJT)、鈣鈦礦電池的真空鍍膜等部分部件、設備委托加工、生產等進行合作。寶馨科技寶馨科技 2023/02 投資合作 出資 2000 萬 張春福教授、朱衛東副教授、安徽大禹實業集團有限公司
78、設立合資公司,負責開展鈣鈦礦-異質結疊層電池技術的研發、鈣鈦礦-異質結疊層電池產業化技術研究以及商業化解決方案推廣,并將相應技術應用于公司異質結電池項目?;适霞瘓F皇氏集團 2023/01/31 戰略合作/黑晶光電 與黑晶光電簽署合作框架,雙方將建立合作機制,共同推進TOPCon/鈣鈦礦疊層電池產品技術的研發、生產及產品應用 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 28/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 華納集團華納集團 2022/12/09 建設聯合實驗室/中國石油大學(華東)材料學院 中國石油大學(華東)材料學院將與華納集團共同組建東營鈣鈦礦光伏電池研發中心,建設聯
79、合實驗室,打造產學研一體化平臺 奧來德奧來德 2022/11 投資合作 4900 萬元/使用超募集資金 4,900 萬元投資建設鈣鈦礦結構型太陽能電池蒸鍍設備的開發項目、低成本有機鈣鈦礦載流子傳輸材料和長壽命器件開發項目 利元亨利元亨 2022/10/14 戰略合作/馮阿登納(VON ARDENNE)與馮阿登納達成戰略合作,雙方將在光伏(異質結、鈣鈦礦)、儲能等領域展開深度合作 數據來源:北極星太陽能光伏網,東北證券 3.鈣鈦礦設備:鍍膜設備為核心,技術路線百花齊放鈣鈦礦設備:鍍膜設備為核心,技術路線百花齊放 3.1.鈣鈦礦鈣鈦礦生產流程及對應設備生產流程及對應設備 圖圖 43:鈣鈦礦組件生產
80、流程:鈣鈦礦組件生產流程 數據來源:理想晶延,東北證券 鈣鈦礦生產鈣鈦礦生產技術線路百家爭鳴。技術線路百家爭鳴。通常情況下,鈣鈦礦組件生產需要經歷玻璃清洗沉積導電層(PVD)沉積電子傳輸層(RPD/ALD+PVD/狹縫涂布)沉積鈣鈦礦層(刮刀/狹縫涂布)沉積空穴傳輸層(PVD/狹縫涂布)組件封裝(層壓機),若采用涂布工藝則還需配置 VCD 進行鈣鈦礦干燥。根據協鑫 100MW 中試線推測,目前鈣鈦礦核心裝備為真空鍍膜設備(PVD/RPD),然后依次為涂布設備、激光設備(四道工序)以及封裝設備。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 29/51 電力設備電力設備/行業深度行業深
81、度 圖圖 44:100MW 中試線所需設備示意圖中試線所需設備示意圖 數據來源:協鑫光電,東北證券(箭頭為工藝順序)核心為真空鍍膜設備核心為真空鍍膜設備,工藝選擇仍需探索,工藝選擇仍需探索。鈣鈦礦工藝類似 OLED 面板制造,以下圖為例,TCO 層制備通常選擇 PVD 設備;HTL-電子傳輸層可使用 PVD 或狹縫涂布;電子傳輸層則以 RPD 效果較好。各環節膜層均有不同適配設備,鈣鈦礦材料選擇也會影響設備選型。圖圖 45:鈣鈦礦組件各工序對應設備選擇:鈣鈦礦組件各工序對應設備選擇 數據來源:CETC,東北證券(箭頭為工藝順序)請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 30/5
82、1 電力設備電力設備/行業深度行業深度 3.1.1.鍍膜設備:鍍膜設備:價值占比較高,為價值占比較高,為鈣鈦礦核心設備鈣鈦礦核心設備 物理氣相沉積(物理氣相沉積(PVD)-物理氣相沉積是指使用機械、機電或熱力學過程將材料從源釋放并沉積在基材上的應用技術。其中固體材料在真空環境中蒸發并作為純材料或合金成分涂層沉積在基材上。物理氣相沉積(PVD)最常見的兩種技術是蒸發和濺射。該工藝將涂層材料作為單個原子或在分子水平上轉移,它可以提供極其純凈和高性能的涂層,熱蒸鍍熱蒸鍍-加熱一種固體材料,該材料在高真空室內沉積到基材表面;磁控濺射磁控濺射-使用磁鐵將電子捕獲在帶負電的靶材上,具有更快的薄膜沉積速率。
83、表表 8:真空鍍膜設備對比:真空鍍膜設備對比 方法方法 蒸發鍍膜蒸發鍍膜 磁控濺射磁控濺射 等離子體鍍膜等離子體鍍膜 工作原理 真空條件下,利用膜材加熱裝置(稱為蒸發源)的熱能,通過加熱蒸發某種物質使其沉積在基板材料表面的一種沉積技術。在真空中經過加速聚集,而形成高速度的離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面原子發生動能交換,使固體表面的原子離開固體并沉積在基板材料表面的技術 Ar 通過等離子槍產生的等離子體進入到工藝腔體內,然后在磁場作用下打到靶材上,靶材升華沉積至襯底上。原理示意圖 優點 操作方便、成膜速度快 可重復性好、膜厚可控制、離子轟擊能量低、薄膜損傷小 缺點 真空要求高,薄膜附著力
84、差 結構復雜-設備內完成濺射、離子轟擊能量高 設備成本高、專利限制 設備廠 奧來德、京山輕機 紅太陽、京山輕機、匯成真空 日本住友、捷佳偉創 數據來源:湖南中科專用儀器制造,阿石創招股書,捷佳偉創,東北證券 RPD 具備較低的離子轟擊。具備較低的離子轟擊。RPD 即等離子體鍍膜-通過等離子槍產生的等離子體進入到工藝腔體內,然后在磁場作用下打到靶材上,靶材升華沉積至襯底上。相比于傳統的 PVD 磁控濺射,RPD 具有低離子損傷、低溫沉積溫、可大面積制備和生長速高率等優點,但是 RPD 設備成本較高同時核心專利、靶材及零部件仍然受到專利限制,并且 RPD 產能較低。目前國內靶材公司正在積極開發相應
85、產品,但設備及零部件降本仍需要不斷推進。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 31/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 46:RPD 設備運行效果圖設備運行效果圖 圖圖 47:捷佳偉創鈣鈦礦:捷佳偉創鈣鈦礦 RPD 鍍膜設備鍍膜設備 數據來源:捷佳偉創官微,東北證券(注:此為異質結設備)數據來源:捷佳偉創官微,東北證券 專利為核心壁壘,專利為核心壁壘,HJT 領域已有應用。領域已有應用。RPD 專利由日本住友掌握,早期在大陸地區將專利授權給捷佳偉創。除離子轟擊小外,RPD 還具有穿透率高、載子遷移高等良好的光電綜合效應。在 HJT 領域已有成熟應用,較常規異質結
86、裝備有約 0.6%的效率增益,成功開發出量產設備,未來有望在鈣鈦礦領域持續迭代優化、圖圖 48:RPD 離子轟擊離子轟擊 圖圖 49:SPT 離子轟擊離子轟擊 數據來源:捷佳偉創,東北證券 數據來源:捷佳偉創,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 32/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 3.1.2.涂布設備:涂布設備:高精密狹縫涂布,干燥結晶為重點高精密狹縫涂布,干燥結晶為重點 表表 9 9:狹縫涂布與刮刀涂布對比狹縫涂布與刮刀涂布對比 項目項目 狹縫涂布狹縫涂布 刮刀涂布刮刀涂布 示意圖示意圖 溶液粘度要求溶液粘度要求 20-50000 cps 1000
87、-50000 cps 液膜厚度范圍液膜厚度范圍 1-500m 20-500m 溶液管理方法溶液管理方法 密閉式 開放式 原料利用率原料利用率 較高 較低 實驗可重復性實驗可重復性 較好 一般 對基地平整度要求對基地平整度要求 一般 高 數據來源:大面積鈣鈦礦薄膜涂布技術與鈣鈦礦太陽能模組研究,東北證券 狹縫涂布有望成為主流,德滬涂膜約市占率狹縫涂布有望成為主流,德滬涂膜約市占率 70%。狹縫擠壓式涂布技術是一種先進的預計量涂布技術,能獲得較高精度的涂層,在鋰電池、液晶顯示以及半導體先進封裝已經有應用。相比于刮刀涂布,狹縫涂布具備更大的液膜厚度范圍以及溶液粘度要求,在原料利用以及可重復性上也優于
88、刮刀涂布。狹縫擠壓式涂布技術在產業化應用的核心瓶頸是需要解決能適應不同流量、溫度、壓力、粘度情況下設計與漿料匹配的涂布頭。圖圖 50:狹縫涂布應用范圍:狹縫涂布應用范圍 數據來源:曼恩斯特招股書,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 33/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 10:涂布設備應用領域及技術差異:涂布設備應用領域及技術差異 領域領域 鋰離子電池鋰離子電池 燃料電池燃料電池 太陽能太陽能 液晶顯示液晶顯示 半導體先進封裝半導體先進封裝 項目項目 正負極極片涂布 氫燃料電池電極涂布 鈣鈦礦太陽能電池 薄膜晶體管涂布 面板級扇出型封裝涂布 基材基
89、材 卷材類 卷材類 平板類 平板類 平板類 基材平整度基材平整度 優 優 良 良 良 安裝方式安裝方式 水平居多 水平居多 豎直向下 豎直向下 豎直向下 恒溫要求恒溫要求 中 稍嚴 稍嚴 嚴格 苛刻 粉塵要求粉塵要求 中 稍嚴 稍嚴 嚴格 苛刻 氣泡要求氣泡要求 中 嚴格 嚴格 嚴格 苛刻 異物要求異物要求 中 嚴格 嚴格 嚴格 苛刻 涂層均勻性涂層均勻性 嚴格 嚴格 嚴格 嚴格 嚴格 涂布方式涂布方式 連續/間歇 連續/間歇 每片 每片 每片 共擠涂層共擠涂層 有 無 無 無 無 磨耗要求磨耗要求 高 一般 一般 一般 一般 耐腐要求耐腐要求 化學腐蝕/電化學腐蝕 化學腐蝕 化學腐蝕 化學腐
90、蝕 化學腐蝕 涂布速度涂布速度(目前水平)(目前水平)10-120(m/min)1-10(m/min)10-50(mm/s)50-200(mm/s)10-50(mm/s)涂布寬度涂布寬度(目前水平)(目前水平)500-1600mm 200-350mm 320-1950mm 1-10.5 代線 320-2940mm 300-600mm 流體特性流體特性 非牛頓流體 非牛頓流體 非牛頓流體 非牛頓流體 非牛頓流體 流體種類流體種類 很多 較少 較少 多 較少 涂層厚度涂層厚度(干膜)(干膜)40-150m 5-15m 0.5-1.5m 1-10m 5-80m 數據來源:曼恩斯特招股書,東北證券 請
91、務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 34/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 3.1.3.激光激光設備:設備:P1-P4 四道激光工藝,設備廠商競爭激烈四道激光工藝,設備廠商競爭激烈 圖圖 51:鈣鈦礦激光原理示意圖:鈣鈦礦激光原理示意圖 數據來源:鈣鈦礦太陽能電池的產業化進程與展望,東北證券 四道激光工序,設備占比約四道激光工序,設備占比約 10%。P1 工藝:工藝:通過激光設備分割底部的 TCO 襯底。在導電玻璃電極 TCO 層制備完成后,在制備空穴傳輸層、鈣鈦礦層和電子傳輸層之前通過激光設備進行劃線,形成相互獨立的 TCO 襯底P2 工藝:工藝:露出 TCO 襯
92、底,為連接相鄰兩節子電池的正負電極提供通道。P3 工藝:工藝:去除部分功能層以分割相鄰子電池的正極,為了保證不損傷 P2 層,對激光設備加工精度要求較高。激光清邊激光清邊 P4 工藝:工藝:封裝前的清理工藝,利用激光技術清除掉電池邊緣的沉積膜。圖圖 52:鈣鈦礦激光工藝順序:鈣鈦礦激光工藝順序 數據來源:公開專利,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 35/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 53:眾能光電激光劃線系統眾能光電激光劃線系統 數據來源:眾能光電,東北證券 激光劃線優勢:激光劃線優勢:1-適應先進工藝適應先進工藝:可選配光斑整形鏡和皮秒/飛
93、秒激光器,劃線熱效應小,最小劃線線寬可小于 20m,線間距小于 40m,可實現死區寬度150 m,GFF95%。2-0 機械精度高:機械精度高:采用伺服/直線電機光柵和大理石平臺,機械精度可達 1-5 m。3-工藝兼容好:工藝兼容好:1)可實現正反向劃線,2)配備吸風裝置防止劃線污染,3)可劃線各類薄膜光電中的薄膜,如鈣鈦礦,aSi,aSi/Si,CIGS/CdS,金屬和 TCO 等。圖圖 54:鈣鈦礦激光工藝效果圖:鈣鈦礦激光工藝效果圖 數據來源:眾能光電,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 36/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 3.1.4.封裝設備
94、封裝設備:完全覆蓋封裝完全覆蓋封裝 VS 邊緣封裝邊緣封裝 圖圖 55:封裝設備示意圖封裝設備示意圖 數據來源:鈣鈦礦光伏電池封裝材料與工藝研究進展 王婷,東北證券 薄膜封裝有望成為主流,薄膜封裝有望成為主流,POE 優勢明顯。封裝工藝優勢明顯。封裝工藝大致如下,完全覆蓋封裝完全覆蓋封裝-在模塊頂部制備封裝層(可通過聚合物或 ALD 制備薄膜);邊緣封裝邊緣封裝-在模塊周圍放置密封劑。完全覆蓋有更好的保護效果但是會直接接觸鈣鈦礦功能層。薄膜封裝薄膜封裝就是利用位于玻璃基板與頂蓋之間的薄膜防止組分分解,可以通過玻璃玻璃-聚合物薄膜封裝聚合物薄膜封裝/ALD 薄膜沉積薄膜沉積/復合薄膜封裝復合薄膜
95、封裝,其中 ALD 沉積薄膜致密性、可精確控制、大面積制備、水阻隔能力強等優點,但是仍需解決設備成本高、固有熱損傷以及耗時長等問題,后續研究集中在降低工藝溫度以減少熱損傷。圖圖 56:不同鈣鈦礦組件封裝工藝:不同鈣鈦礦組件封裝工藝 數據來源:鈣鈦礦光伏電池封裝材料的制備與性能研究 王婷,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 37/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 57:不同鈣鈦礦組件封裝工藝:不同鈣鈦礦組件封裝工藝 數據來源:鈣鈦礦光伏電池封裝材料與工藝研究進展 王婷,東北證券 POE 優勢明顯。優勢明顯。從封裝材料看,影響影響 PSC 穩定性的封裝
96、穩定性的封裝主要有三個核心指標(1)加工溫度,加工溫度,一般為 140,可配合熱穩定性較高的有機-無極雜化鈣鈦礦;(2)水蒸)水蒸氣透過率氣透過率,PIB 的水蒸氣透過率數量級可達 10-2-10-3,同時密封方式和各材料層之間的附著力也會造成影響;(3)彈性模量)彈性模量,彈性模量(過高會出現開裂或熱膨脹分層)。綜合考慮,POE 水氣阻隔強,彈性模量與 EVA 接近,并且具備更高的抗電勢誘導衰減。表表 11:不同聚合物封裝材料對比:不同聚合物封裝材料對比 封裝材料封裝材料 封裝溫度()封裝溫度()成本(成本($/kgkg)優勢優勢 劣勢劣勢 P PIBIB 90-160 0.22-6.8 氣
97、密性和水密性良好 硫化加工復雜 E EVAVA 140-150 3.3-4.7 成本低 容易變黃,耐久性差 SurlynSurlyn 140 7.06 低溫沖擊韌性高 彈性模量高、熱循環易分層 P POEOE 150 1.85 水氣阻隔強、抗老化 成本高、透光率稍低 UV curable resin 20 145 固化速度快 成本高、溫度循環易開裂 TPU 80-140 4.87 良好的透明性、機械性和粘接性能 單組分固化速度慢,受紫外光照射易老化 數據來源:鈣鈦礦光伏電池封裝材料與工藝研究進展 王婷,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 38/51 電力設備電力
98、設備/行業深度行業深度 3.1.5.鈣鈦礦疊層設備鈣鈦礦疊層設備:緩沖層沉積為核心,:緩沖層沉積為核心,ALD/RPD 為關鍵設備為關鍵設備 表表 12:鈣鈦礦疊層設備需求及對應工藝:鈣鈦礦疊層設備需求及對應工藝 示意圖示意圖 工藝工藝 材料材料 設備設備 TCO 800-1000nm ICO,IWO,ITO RPD ITO,IZO PVD 緩沖層 15-20nm(Buffer Layer)SnO2 RPD/ALD 電子傳輸層 1nm/15nm (E Transportation Layer)LiF or MgF/C60,PCBM Evaporation Slot-Die Coating 鈣鈦
99、礦層 500nm(Perovskite)ABX3 Evaporation Slot-Die Coating 電洞傳輸層 15-20nm NiO,CuO PVD(Hole Transportation Layer)Spiro-TTB Coating 穿隧層 15-20nm ICO,ITO RPD/PVD(Tunnel Juction)P nc-SiOx/n nc-SiOx CVD 數據來源:捷佳偉創,東北證券 疊層結構增加緩沖層,原子層沉積效果顯著。疊層結構增加緩沖層,原子層沉積效果顯著。在全鈣鈦礦疊層以及硅/鈣鈦礦疊層中,通常需要制備緩沖層(SnO2)。ALD 設備沉積的 SnO2 可以作為正
100、置結構的電子傳輸層還可用于晶硅鈣鈦礦疊層電池中充當電子阻擋層/緩沖層,厚度 15nm 至 20nm之間。當前鈣鈦礦產業處于實驗中試階段,ALD 設備成膜質量好,適合產品開發,可以較好的保持溫度均勻性。表表 1313:ALD 及及 PVD 在疊層的運用在疊層的運用 項目項目 A ALDLD P PVDVD 示意圖示意圖 應用范圍應用范圍 電子阻擋層/緩沖層 電極/空穴傳輸層 成膜種類成膜種類 Al2O3/TiO2/SnO2 ITO/AZO/IZO/NiO/Cu 等 載板規格載板規格 210mm*210mm,4-8 片/批 2*2(210 硅片)或更大,向下兼容 前軀體源前軀體源 液態,固態,氣態
101、,臭氧源-循環時間循環時間 10s/cycle-工藝溫度工藝溫度 70-110(溫度不均勻性2)-膜厚均勻性膜厚均勻性 2.5%-2.5%-2.5%(片內/片間/批間)低于 5%(片內/片間/批間)數據來源:紅太陽,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 39/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 4.鈣鈦礦設備和市場空間測算鈣鈦礦設備和市場空間測算 表表 14:鈣鈦礦產能統計及預測:鈣鈦礦產能統計及預測(MW)公司公司 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 協鑫光電協鑫光電 100100 100100 10001000 20002000 3
102、0003000 纖納光電纖納光電 100100 100100 10001000 10001000 10001000 極電光能極電光能 150150 150150 10001000 30003000 60006000 無限光能無限光能 1010 100100 200200 10001000 仁爍光能仁爍光能 100100 150150 150150 10001000 10001000 萬度光能萬度光能 200200 200200 10001000 20002000 1000010000 大正微納大正微納 1010 100100 100100 200200 10001000 眾能光電眾能光電 20
103、0200 200200 200200 10001000 10001000 合特光電合特光電 100100 100100 100100 10001000 10001000 金昌鑫磊鑫半導體金昌鑫磊鑫半導體 10001000 10001000 20002000 合計合計 960960 11101110 56505650 1240012400 2700027000 數據來源:各公司官網,北極星太陽能光伏網,東北證券(注:此為不完全統計且 23 年及之后產能為預測產能)核心假設:核心假設:(1)產能:)產能:假使公告全部投產,2022 年鈣鈦礦產能約為 0.96GW,根據各家建設規劃情況測算,我們預計
104、 2023-2026 年鈣鈦礦累積產能分別為 1.11GW、5.65GW、12.40GW 以及 27GW,對應每年新增 0.15GW、4.54GW、6.75GW 和 14.60GW (2)鍍膜及涂布鍍膜及涂布設備:設備:目前 100MW 鈣鈦礦整線價值量在 1.2 億元左右,根據技術路徑不同價值量會有所變化,因此我們假設使用真空鍍膜和狹縫涂布結合方式,隨著規模效應,單 GW 設備投資額降逐步降低,2024 年-2026 年分別為 9.6 億元/GW、9 億元/GW 和 8 億元/GW。作為核心工藝設備,真空鍍膜設備與涂布設備占比將維持在 50%和 30%左右。(3)激光設備)激光設備:由于激光
105、設備存在眾多廠商,競爭激烈。預計 2024-2026 年激光設備價值量占比會下降到 8%左右。對應單 GW 價值量分別約為 7680 萬、7200 萬和6400 萬元。(4)封裝封裝設備設備:封裝技術對鈣鈦礦組件穩定性起到關鍵影響,因此我們假設組件設備價值占比將上升到 12%左右。2024 年-2026 年單 GW 價值量分別約為 1.15 億元、1.08 億元和 0.96 億元。根據測算,2026 年新增鈣鈦礦設備市場空間約為新增鈣鈦礦設備市場空間約為 117 億元億元,對應存量設備市場空間約為 234 億元,其中真空鍍膜設備市場規模約 117.27 億元、涂布設備約 70.34 億元、激光
106、設備約 18.76 億元和組件設備 28.13 億元。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 40/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 58:鈣鈦礦設備市場空間:鈣鈦礦設備市場空間 項目項目 20222022 2023E2023E 2024E 2025E 2026E 存量產能(存量產能(GW)0.96 1.11 5.65 12.40 27.00 新增產能(新增產能(GW)0.15 4.54 6.75 14.60 單單 GW 設備價值量(億元)設備價值量(億元)12.00 12.00 9.60 9.00 8.00 新增鈣鈦礦設備市場空間(億新增鈣鈦礦設備市場空間(億
107、元)元)1.80 43.58 60.75 116.80 存量鈣鈦礦設備市場空間(億存量鈣鈦礦設備市場空間(億元)元)11.52 13.32 56.90 117.65 234.45 鍍膜設備鍍膜設備 鍍膜設備占比(鍍膜設備占比(%)50%50%50%50%50%單單 G GW W 價值量(億元)價值量(億元)6.00 6.00 4.80 4.50 4.00 鍍膜設備市場空間(億元)鍍膜設備市場空間(億元)5.76 6.66 28.452 58.827 117.227 涂布設備涂布設備 涂布設備占比(涂布設備占比(%)30%30%30%30%30%單單 G GW W 價值量(億元)價值量(億元)3
108、.6 3.6 2.88 2.7 2.4 涂布設備市場空間(億元)涂布設備市場空間(億元)3.46 4.00 17.07 35.30 70.34 激光設備激光設備 激光設備占比(激光設備占比(%)10%10%8%8%8%單單 G GW W 價值量(億元)價值量(億元)1.2 1.2 0.768 0.72 0.64 激光設備市場空間(億元)激光設備市場空間(億元)1.15 1.33 4.55 9.41 18.76 封裝設備封裝設備 封裝設備占比(封裝設備占比(%)10%10%12%12%12%單單 G GW W 價值量(億元)價值量(億元)1.2 1.2 1.152 1.08 0.96 封裝設備市
109、場空間(億元)封裝設備市場空間(億元)1.15 1.33 6.83 14.12 28.13 數據來源:北極星太陽能光伏網,東北證券(注 23 年及之后產能為預測產能)請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 41/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 5.相關標的相關標的 5.1.捷佳偉創捷佳偉創:持續出貨核心蒸鍍設備,積極打造鈣鈦礦整線出貨能力:持續出貨核心蒸鍍設備,積極打造鈣鈦礦整線出貨能力 圖圖 59:捷佳偉創營收及同比增速:捷佳偉創營收及同比增速 圖圖 60:捷佳偉創歸母凈利潤及同比增速:捷佳偉創歸母凈利潤及同比增速 數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)數
110、據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)光伏設備龍頭,核心布局清洗制絨和電池工藝設備。光伏設備龍頭,核心布局清洗制絨和電池工藝設備。公司作為光伏設備龍頭,在清洗和沉積摻雜工藝優勢明顯。TOPCon 領域公司重點布局 PE-Poly 三合一設備以及MAD 二合一設備。PE-Poly 核心設備產線年產能累計達 100GW,PE-Poly 方案市占率超過 50%,充分受益此次 TOPCon 擴產潮。同時 MAD 設備替代原有氧化鋁沉積設備,目前累計訂單超 20GW。鈣鈦礦在手訂單超鈣鈦礦在手訂單超 2 億,完善鈣鈦礦整線設備供應能力。億,完善鈣鈦礦整線設備供應能力。自 2022 年下半年以來,公
111、司鈣鈦礦設備及服務訂單超過 2 億元,多次中標某領先企業的 RPD 鍍膜設備。除此之外,公司在 HJT/TOPCon 疊層鈣鈦礦領域設備銷售持續放量,布局了 RPD、PVD、PAR、CVD、蒸法鍍膜及精密狹縫涂布等多環節設備。圖圖 61:捷佳偉創銷售毛利率和凈利率(:捷佳偉創銷售毛利率和凈利率(%)圖圖 62:捷佳偉創合同負債:捷佳偉創合同負債(億元)(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券 數據來源:同花順 iFinD,東北證券 14.9325.2740.4450.4742.5620.1169.3060.0324.8013.650.0010.0020.0030.0040.0050.00
112、60.0070.0080.000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0020182019202020212022Q3營業總收入YOY(%)3.063.825.237.178.2120.5324.7336.9537.1636.910.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.000.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0020182019202020212022Q3歸屬母公司股東的凈利潤YOY(%)40.0832.0626.4324.6025.4620.5114.8212.6514.1419.240
113、.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0020182019202020212022Q3銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)33.2537.4946.160.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00202020212022Q3 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 42/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 1515:公司核心設備布局情況公司核心設備布局情況 領域領域 設備設備 產品圖產品圖 簡介簡介 T TOPCOPConon P PE E 三合一三合一
114、TOPCon 的 PE-Poly 整線設備,在 PERC 電池設備的基礎上,主要增加了 Tunnel oxide、Poly-Si、正面膜設備,該技術核心方案完美實現了隧穿層、Poly 層、原位摻雜層的“三合一”制備,不僅解決了傳統 TOPCon電池生產過程中繞鍍、能耗高、石英件高損耗的固有難點,而且新型 PE-poly 路線的原位摻雜時間僅為傳統 LP 路線的五分之一。M MADAD MAD 裝備(復合氣相氧化鋁淀積爐),MAD 裝備是基于捷佳偉創獨創技術開發的復合氣相氧化鋁淀積爐,用于 TOPCon PE-poly 路線正面氧化鋁的制備,具有優秀的量產表現和寬廣的工藝研發空間,該設備將進一步
115、提升 TOPCon 電池的競爭優勢。H HJTJT 板式板式 P PECVDECVD 公司板式PECVD采用鏈式I-IN-P結構組合并搭配自動化整體解決方案,同時采用大面積載板設計,可實現單面或雙面微晶工藝,助力 HJT 電池 25%+量產平均轉化效率目標的實現 清洗制絨清洗制絨 對高效太陽能電池異質結電池片進行制絨、清洗。兼容 MES、UPS 和 RFID 功能。采用最新全塑低溫烘干技術,保證槽內潔凈度和溫度控制精度,提高制絨后少子壽命。鈣鈦礦鈣鈦礦 立式立式 R RPDPD “立式反應式等離子體鍍膜設備”設備是由公司引進臺灣的博士團隊在原有日本住友(Sumitomo Heavy Indus
116、try,SHI)技術平臺上進行授權設計并持續研發、制造、銷售的一款面向鈣鈦礦電池的大面積量產型生產設備;數據來源:捷佳偉創官方公眾號,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 43/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 5.2.京山輕機京山輕機:組件自動化設備優勢明顯,并向電池及工藝等設備延伸:組件自動化設備優勢明顯,并向電池及工藝等設備延伸 圖圖 63:京山輕機營收及同比增速:京山輕機營收及同比增速 圖圖 64:京山輕機歸母凈利潤及同比增速:京山輕機歸母凈利潤及同比增速 數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)
117、組件層壓機設備龍頭,后續訂單值得期待。組件層壓機設備龍頭,后續訂單值得期待。公司 2022 年層壓機出貨量及市占率均處于第一位。2023 年 1 月 8 日,晟成光伏北方基地新廠區竣工,進一步提升公司層壓機設備供應能力。在 HJT 領域,公司與福建金石達成戰略合作,供應異質結的清洗制絨及自動化設備。鈣鈦礦多技術路線布局,目標打造鈣鈦礦整線設備廠。鈣鈦礦多技術路線布局,目標打造鈣鈦礦整線設備廠。公司 2021 年 5 月就與協鑫光電達成鈣鈦礦疊層電池技術合作開發協議。公司在鈣鈦礦鍍膜設備布局了三個技術方向,主要是濺射式設備、蒸鍍設備、ALD 設備,其中 ALD 設備是和華中科技大學一起合作研發。
118、圖圖 65:京山輕機銷售毛利率和凈利率(:京山輕機銷售毛利率和凈利率(%)圖圖 66:京山輕機合同負債(億元):京山輕機合同負債(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券 數據來源:同花順 iFinD,東北證券 30.6040.8631.080.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.000.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.00202020212022Q3營業總收入YOY(%)0.541.462.010.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.001
119、80.000.000.501.001.502.002.50202020212022Q3歸屬母公司股東的凈利潤YOY(%)20.0519.6321.191.162.917.040.005.0010.0015.0020.0025.00202020212022Q3銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)9.2913.2918.420.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.00202020212022Q3 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 44/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 67:組件自動化線組件自動化線示意圖示意
120、圖 數據來源:京山輕機,東北證券 頭部客戶持續滲透,頭部客戶持續滲透,設備出設備出海海值得期待值得期待。公司業務擴張至 25+國家和地區,目前客戶主要有晶科、晶澳、天合光能、隆基、通威等等。目前國內頭部光伏企業有海外建廠意愿,如隆基計劃今年 4 月開工在美國俄亥俄州建設 5GW 的光伏組件廠,為公司打造全新增長極、圖圖 68:公司光伏設備布局:公司光伏設備布局 數據來源:京山輕機,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 45/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 5.3.大族激光:鈣鈦礦激光刻劃設備研發完成,后續訂單值得期待大族激光:鈣鈦礦激光刻劃設備研發完成,
121、后續訂單值得期待 圖圖 69:大族激光營收及同比增速:大族激光營收及同比增速 圖圖 70:大族激光歸母凈利潤及同比增速:大族激光歸母凈利潤及同比增速 數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)加大新能源產業投入,激光設備實現交付。加大新能源產業投入,激光設備實現交付。公司 2007 年進入薄膜電池行業并進行了相關的研發生產,公司自主研發了鈣鈦礦激光刻劃設備,在該領域市占率處于市場前列,在前沿研究機構及部分鈣鈦礦龍頭企業均取得激光設備銷售交付,并實現了大尺寸激光加工設備的整線交付。圖圖 71:大族激光銷售毛利率和凈利率(:大族激光銷售毛利率和凈利
122、率(%)圖圖 72:大族激光合同負債(億元):大族激光合同負債(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券 數據來源:同花順 iFinD,東北證券 110.2995.63119.42163.32105.62-20.00-10.000.0010.0020.0030.0040.000.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.00180.0020182019202020212022Q3營業總收入YOY(%)17.196.429.7919.9410.14-100.00-50.000.0050.00100.00150.000.005.0010.0015.
123、0020.0025.002018201920202021 2022Q3歸屬母公司股東的凈利潤YOY(%)37.4834.0240.1137.5536.5115.646.448.3212.7410.320.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0020182019202020212022Q3銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)7.959.6213.490.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.00202020212022Q3 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 46/51 電力設備電力設備/行業
124、深度行業深度 5.4.帝爾激光帝爾激光:光伏激光設備龍頭,多領域布局強者恒強:光伏激光設備龍頭,多領域布局強者恒強 圖圖 73:帝爾激光營收及同比增速:帝爾激光營收及同比增速 圖圖 74:帝爾激光歸母凈利潤及同比增速:帝爾激光歸母凈利潤及同比增速 數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)光伏激光設備龍頭,鈣鈦礦量產訂單交付。光伏激光設備龍頭,鈣鈦礦量產訂單交付。公司作為光伏激光設備龍頭,2022 年 BC電池線路的激光設備訂單接近 40GW;PERC 電池近 100GW 訂單;TOPCon 的激光SE 設備訂單持續落地,在頭部客戶獲得 0.2
125、5%以上穩定效率提升,部分可提效至 0.3%以上。鈣鈦礦領域;鈣鈦礦領域;2022 年公司已有鈣鈦礦工藝設備訂單的交付,并對鈣鈦礦激光技術進行儲備。圖圖 75:帝爾激光銷售毛利率和凈利率(:帝爾激光銷售毛利率和凈利率(%)圖圖 76:帝爾激光合同負債(億元):帝爾激光合同負債(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券 數據來源:同花順 iFinD,東北證券 3.657.0010.7212.5710.530.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.000.002.004.006.008.0010.0012.0014.002018201920202021 2
126、022Q3營業總收入YOY(%)1.683.053.733.813.360.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00140.00160.000.000.501.001.502.002.503.003.504.004.5020182019202020212022Q3歸屬母公司股東的凈利潤YOY(%)62.0755.8646.5445.4246.9246.0243.6034.8030.3231.950.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0020182019202020212022Q3銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)5.644.485.
127、270.001.002.003.004.005.006.00202020212022Q3 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 47/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 1616:公司激光產品布局公司激光產品布局 產品產品 示意圖示意圖 簡介簡介 激光轉印激光轉印 公司在全球首創的激光轉印技術,適配于 PERC、TOPCon、HJT、IBC 等各種類型的高效太陽能電池生產,前期已有多臺/套設備參與不同技術路線中試驗證,不僅可以大幅節約銀漿耗量、提升印刷一致性,還可以降低柵線遮光面積、破片率以及其他潛在損耗,降本增效顯著、應用前景廣闊。激光轉印在 HJT工藝上有
128、30-40%漿料的節約,0.3%以上效率的提升 T TOPCOPCononSESE 摻雜摻雜 TOPCon SE 一次激光摻雜設備主要是利用激光能量推動硼原子在硅片內擴散,實現選擇性發射極 SE 結構。這種技術通過在金屬柵線與硅片接觸區域進行重摻雜、在正面其他區域保持輕摻雜,不僅可以在電極和發射極之間形成良好的歐姆接觸,還可以減少發射極表面少子的復合,從而獲得更高的短路電流、開路電壓和填充因子,提高太陽能電池的光電轉化效率。激光激光打孔設備打孔設備 全自動卷對片激光加工系統,對比傳統設備可節省50%人力成本;薄膜自動對刀切割,對成品加工做到了零浪費;上料放卷可根據卷徑大小自動調節放卷速度,保證
129、加工節拍;可自動調節因收卷導致的放卷偏差;激光劃片設備激光劃片設備 無損切割,又稱激光熱應力切割(Thermal Laser Separation),利用激光局部照射產生不均勻的熱效應,在受熱區產生一個不均勻的溫度場,材料表面產生的溫度梯度,誘發熱應力產生。其中,激光光斑處溫度高,為壓應力狀態,激光光斑前后處于拉應力狀態。由于脆性材料抗壓剛度遠大于抗拉強度,當拉應力達到材料的斷裂強度時,就會使材料發生斷裂,裂紋會隨著激光的移動軌跡穩定擴展。激光修復設備激光修復設備 該激光系統用于電池片抗光衰工藝,使太陽能電池具備抗光照衰減的能力,降低太陽能電池在使用過程中由于光照引起的功率損失;能夠在極短的時
130、間內完成 HJT 電池的 LIA 過程,為 HJT 電池的效率提升提供了新的方案;較傳統的 LED 抗光衰工藝的設備,本設備結構緊湊,集成度高,占地面積小 數據來源:帝爾激光,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 48/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 5.5.杰普特杰普特:領先布局鈣鈦礦膜切設備,激光產品快速迭代:領先布局鈣鈦礦膜切設備,激光產品快速迭代 圖圖 77:杰普特營收及同比增速:杰普特營收及同比增速 圖圖 78:杰普特歸母凈利潤及同比增速:杰普特歸母凈利潤及同比增速 數據來源:同花順 iFinD,東北證券(億元)數據來源:同花順 iFinD,東
131、北證券(億元)首臺鈣鈦礦激光模切機,激光光源優勢顯現。首臺鈣鈦礦激光模切機,激光光源優勢顯現。2021 年 8 月公司為大正微納定制的首套柔性鈣鈦礦膜切設備,通過驗收并正式投入生產使用。經客戶測試驗證,石油優化的超短激光脈沖工藝可以有選擇性的除掉吸收層,劃掉背電極層且不會損壞基地,可以實現高效高精度刻蝕,極大地降低了鈣鈦礦薄膜電池死區寬度。產品持續迭代優化,增強競爭力。產品持續迭代優化,增強競爭力。目前公司針對鈣鈦礦激光膜切設備推出了第二代產品,覆蓋 P1-P3 薄膜劃切工藝段及 P4 清邊工藝四臺設備及前后小型自動化設備,更新后的方案在線寬可調區間以及加工效率方面相比之前都有較大的提升。圖圖
132、 79:杰普特銷售毛利率和凈利率(:杰普特銷售毛利率和凈利率(%)圖圖 80:杰普特合同負債(億元):杰普特合同負債(億元)數據來源:同花順 iFinD,東北證券 數據來源:同花順 iFinD,東北證券 6.665.688.5411.998.06-20.00-10.000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000.002.004.006.008.0010.0012.0014.0020182019202020212022Q3營業總收入YOY(%)0.930.650.440.910.51-40.00-20.000.0020.0040.0060.0080.00100.001
133、20.000.000.200.400.600.801.0020182019202020212022Q3歸屬母公司股東的凈利潤YOY(%)34.2036.2530.8934.8933.4214.0111.395.167.576.270.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0020182019202020212022Q3銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)0.410.510.710.000.100.200.300.400.500.600.700.80202020212022Q3 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 49/51 電力設備電力
134、設備/行業深度行業深度 圖圖 81:柔性鈣鈦礦膜切設備柔性鈣鈦礦膜切設備 數據來源:杰普特,東北證券 激光工藝需求明顯激光工藝需求明顯,設備廠商競爭激烈,設備廠商競爭激烈。目前頭部激光廠商均實現鈣鈦礦激光設備交付。杰普特布局時間較早,產品已迭至第二代;德龍激光從 P0 激光打標至 P4 激光清邊均已實現交付,目前客戶為百兆瓦級別;大族和帝爾為老牌光伏激光設備廠,在鈣鈦礦領域均有技術儲備和前瞻布局。眾能光電具備較強的裝備和生產線設計制造能力客戶覆蓋中國華能、國家電投和寧德時代等大型企業。表表 1717:鈣鈦礦激光設備企業布局鈣鈦礦激光設備企業布局 公司公司 設備設備 進展進展 杰普特杰普特 激光
135、膜切設備激光膜切設備 2021 年 8 月公司為大正微納定制的首套柔性鈣鈦礦膜切設備,通過驗收并正式投入生產使用。目前推出了第二代產品方案,正在廣泛與下游客戶進行業務拓展。德龍激光德龍激光 激光打標激光打標+劃線清邊劃線清邊 首套鈣鈦礦薄膜太陽能電池生產整段設備(包括 P0 激光打標設備,P1、P2、P3激光劃線設備及 P4 激光清邊設備)2022 年已交付客戶并投入使用 帝爾激光帝爾激光 激光設備激光設備 2022 年公司已有鈣鈦礦工藝設備訂單的交付,并對鈣鈦礦激光技術進行儲備。大族激光大族激光 激光刻劃設備激光刻劃設備 公司 2007 年進入薄膜電池行業,自主研發了鈣鈦礦激光刻劃設備,并在
136、前沿研究機構及部分鈣鈦礦龍頭企業均取得激光設備銷售交付 眾能光電眾能光電 激光劃線刻蝕設備激光劃線刻蝕設備 至 2021 年底已出貨鈣鈦礦激光劃線刻蝕設備 50 臺套 數據來源:各公司官網,東北證券 6.風險提示風險提示 鈣鈦礦擴產不及預期;鈣鈦礦穩定性不及預期鈣鈦礦擴產不及預期;鈣鈦礦穩定性不及預期 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 50/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 研究研究團隊團隊簡介:簡介:Table_Introduction 劉軍:華中科技大學動力機械/會計學專業畢業,現任東北證券機械行業首席分析師。有多年的工程機械與重卡行業相關實業經驗,曾任長江
137、證券研究所行業研究員,2010 年以來具有 10 年證券研究從業經歷。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,并在中國證券業協會注冊登記為證券分析師。本報告遵循合規、客觀、專業、審慎的制作原則,所采用數據、資料的來源合法合規,文字闡述反映了作者的真實觀點,報告結論未受任何第三方的授意或影響,特此聲明。投資投資評級說明評級說明 股票 投資 評級 說明 買入 未來 6 個月內,股價漲幅超越市場基準 15%以上。投資評級中所涉及的市場基準:A 股市場以滬深 300 指數為市場基準,新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為市場基準;香
138、港市場以摩根士丹利中國指數為市場基準;美國市場以納斯達克綜合指數或標普 500 指數為市場基準。增持 未來 6 個月內,股價漲幅超越市場基準 5%至 15%之間。中性 未來 6 個月內,股價漲幅介于市場基準-5%至 5%之間。減持 未來 6 個月內,股價漲幅落后市場基準 5%至 15%之間。賣出 未來 6 個月內,股價漲幅落后市場基準 15%以上。行業 投資 評級 說明 優于大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益超越市場基準。同步大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益與市場基準持平。落后大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益落后于市場基準。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說
139、明 51/51 電力設備電力設備/行業深度行業深度 重要聲明重要聲明 本報告由東北證券股份有限公司(以下稱“本公司”)制作并僅向本公司客戶發布,本公司不會因任何機構或個人接收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本公司具有中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料,本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。報告中的內容和意見僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,不保證所包含的內容和意見不發生變化。本報告僅供參考,并不構成對所述證券買賣的出價或征價。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證券買賣建議。本公司及其雇員不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享
140、投資收益,在任何情況下,我公司及其雇員對任何人使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或其關聯機構可能會持有本報告中涉及到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,并在法律許可的情況下不進行披露;可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務、財務顧問等相關服務。本報告版權歸本公司所有。未經本公司書面許可,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,須在本公司允許的范圍內使用,并注明本報告的發布人和發布日期,提示使用本報告的風險。若本公司客戶(以下稱“該客戶”)向第三方發送本報告,則由該客戶獨自為此發送行為負責。提醒通過此途徑獲得本報告的投資者注
141、意,本公司不對通過此種途徑獲得本報告所引起的任何損失承擔任何責任。Table_Sales 東北證券股份有限公司東北證券股份有限公司 網址:網址:http:/ 電話:電話:95360,400-600-0686 研究所公眾號:研究所公眾號:dbzqyanjiusuo 地址地址 郵編郵編 中國吉林省長春市生態大街 6666 號 130119 中國北京市西城區錦什坊街 28 號恒奧中心 D 座 100033 中國上海市浦東新區楊高南路 799 號陸家嘴世紀金融廣場 3 號樓 10 層 200127 中國深圳市福田區福中三路 1006 號諾德中心 34D 518038 中國廣東省廣州市天河區冼村街道黃埔大道西 122 號之二星輝中心 15 樓 510630