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1、 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。1 證券研究報告 工業工業 光伏激光設備在發電新技術中的應用光伏激光設備在發電新技術中的應用 華泰研究華泰研究 機械設備機械設備 增持增持 (維持維持)專用設備專用設備 增持增持 (維持維持)研究員 倪正洋倪正洋 SAC No.S0570522100004 SFC No.BTM566 +(86)21 2897 2228 聯系人 楊云逍楊云逍 SAC No.S0570123010007 +(86)21 2897 2228 行業行業走勢圖走勢圖 資料來源:Wind,華泰研究 2023 年 7 月 02 日中國內地 專題研究專題研究 光伏
2、設備后續成長性主要源于技術迭代,光伏激光設備大有可為光伏設備后續成長性主要源于技術迭代,光伏激光設備大有可為 我們預計 2023 年全球光伏新增裝機滲透率達 28%,此后設備“二階導”表現將日益顯著。光伏追求降本增效的內生動力推動 TOPCon、HJT、XBC、鈣鈦礦等高效電池技術發展迅速,具備技術迭代邏輯的公司有望受益于設備存量替換和單 GW 投資價值量增加影響,迎來更廣闊市場空間。光伏激光設備作為高效電池技術路徑下重要的提效降本工藝設備,在高效電池技術路徑下有望迎來更廣闊的市場空間,推薦技術領先的光伏激光設備及關注發電新技術進展。光伏技術迭代底層邏輯在于提升轉化效率,高效技術進展迅速光伏技
3、術迭代底層邏輯在于提升轉化效率,高效技術進展迅速 光伏技術迭代的底層邏輯源于更高的光電轉化效率可攤薄光伏發電度電成本,根據 CPIA 的統計,電池轉換效率每提升 1%,成本可下降 5%-7%。N型光伏電池及鈣鈦礦電池具備更高的光電轉化效率,目前 N 型 TOCPon 快速迭代 PERC 產能,HJT、XBC、鈣鈦礦蓄勢待發。根據 CPIA 統計,通過23 年部分央國企的集采情況可以看出,每家均有 N 型產品的采購,在部分集采中 N 型產品占比已經突破 50%,顯示出 N 型電池產品的創新和產業化進程正在加速,CPIA 預計 2023 年 N 型組件市場占比將超過 20%。高效電池技術進展迅速。
4、光伏激光設備在高效電池技術路徑下市場空間提升光伏激光設備在高效電池技術路徑下市場空間提升 在硅料價格 75 元/kg 背景下,我們測算硅片、電池、組件設備合計折舊占組件成本 3.8%,低于硅料、銀漿等材料成本占比。光伏激光設備在提效和降本方面的應用使得其在高效電池技術路徑下單 GW 價值量提升。PERC 末期光伏激光設備(SE+消融)單 GW 投資額為 900-1000 萬元/GW,電鍍銅圖形化、鈣鈦礦開槽、XBC 激光開槽、激光轉印、激光誘導沉積、TOPCon SE 等設備單 GW 投資額平均價值量預計超 2500 萬/GW(幾種設備投資額算術平均),且其中金屬化、串焊等環節具備通用性,多個
5、激光技術有望同時應用于一種電池,進一步提升光伏激光設備市場空間。投資建議:投資建議:光伏技術迭代加速,關注光伏激光設備環節光伏技術迭代加速,關注光伏激光設備環節 技術迭代是光伏設備后續成長主要動力,面對 P 型電池轉化效率接近極限,N型電池、鈣鈦礦電池等技術發展迅速,帶動光伏新技術層出不窮。光伏激光設備在高效電池技術路徑下具備更高的設備投資額或者對其他工藝設備具有替代邏輯。隨著 TOPCon、HJT、XBC、鈣鈦礦等高效電池技術路徑產業化加速,光伏激光設備市場空間有望進一步增大,相關設備商有望深度受益。風險提示:光伏技術迭代不及預期風險,行業競爭加劇風險,下游擴產不及預期風險。(22)(13)
6、(5)413Jul-22Oct-22Feb-23Jun-23(%)機械設備專用設備滬深300 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。2 工業工業 正文目錄正文目錄 技術迭代是光伏設備后續主要成長邏輯,激光是重點迭代環節技術迭代是光伏設備后續主要成長邏輯,激光是重點迭代環節.3 為什么我們認為技術迭代是光伏設備后續成長的主要邏輯.3 電池光電轉化效率提升是光伏技術升級的核心主題.6 激光在 N 型電池、鈣鈦礦電池等高效電池技術中大有可為.8 高效電池技術中的激光應用場景高效電池技術中的激光應用場景.9 激光 SE:從 PERC 到 TOPCon,同質結電池重要的提效手段.9
7、 激光 SE 的發展歷程與主要作用.9 TOPCon 激光 SE 較 PERC 激光 SE 難度更大,多家企業已獲得訂單.10 電鍍銅圖形化:方案百家爭鳴,激光方案是未來重要方向之一.11 激光 LDI 和激光開槽是電鍍銅圖形化重要組成部分.11 電鍍銅圖形化價值量有望逐漸降低,布局設備廠眾多.12 XBC 激光開槽:當前量產的高效技術中彈性較大的激光環節.13 激光開槽是 XBC 路徑中最具有特色的工藝環節.13 XBC 激光開槽價值量較高,帝爾激光獲得頭部客戶 XBC 批量訂單.14 鈣鈦礦激光開槽:從 P0-P4 涉及多環節激光應用.15 激光開槽是鈣鈦礦電池中可預見性相對較強的工藝環節
8、.15 我們預計鈣鈦礦激光價值量為 1200 萬/GW,布局企業眾多.15 激光轉?。航饘倩点y與薄片化趨勢的重要承接者.16 激光轉印作為非接觸印刷方案,可配合銀漿消耗降低與薄片趨勢.16 我們預計激光轉印價值量不低于 3000 萬元/GW,帝爾激光布局領先.17 激光誘導沉積:TOPCon 雙面 Poly 的潛在實現方法之一.18 激光誘導沉積區域選擇性好,可用于 TOPCon Poly Finger 路線.18 激光誘導沉積廣泛用于泛半導體行業,但在光伏中仍處于早期階段.18 投資建議投資建議.19 風險提示.19 OZtVlZcZjZUVqUbWkW7NdNbRnPpPmOmPkPpP
9、oRfQoOpM6MnMrRuOpNtNMYnMuN 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。3 工業工業 技術迭代是光伏設備后續主要成長邏輯,激光是重點迭代環節技術迭代是光伏設備后續主要成長邏輯,激光是重點迭代環節 為什么我們認為技術迭代是光伏設備后續成為什么我們認為技術迭代是光伏設備后續成長的主要邏輯長的主要邏輯 假設假設2050年全球光伏發電占比年全球光伏發電占比39%,截至,截至2022年底,年底,全球全球光伏存量裝機光伏存量裝機滲透率滲透率約約為為10%。根據中電聯及 BP 數據,2021 年我國光伏發電占全社會發電結構比重為 3.89%,全球比重為 3.67%。
10、根據 CPIA 統計,2022 年全球光伏新增裝機達 230GW,創歷史新高,我們估計 2022 年全球光伏發電占比有望進一步提升至約 4%或更多。根據發改委中國 2050 年光伏發展展望(2019),2050 年我國光伏發電占比將達 39%,假設 2050 年全球光伏發電占比同步提升至約 39%,同時假設轉化效率與日照時間相對穩定的情況下,截至 2022 年底,全球光伏存量裝機滲透率為 10%左右。預計預計 2023 年光伏年光伏新增新增裝機滲透率達裝機滲透率達 28%,設備企業面臨“二階導”壓力變大。,設備企業面臨“二階導”壓力變大。光伏新增裝機相比存量裝機更接近峰值。根據上文數據,我們假
11、設 2022 年底全球光伏發電占比 4%,2050 年光伏發電占比 39%,結合 2023 年 5 月 28 日華泰電新、機械團隊聯合研報2023SNEC 光伏展專題量利向好,新技術亮眼對 2023 年光伏裝機的預計,假設2023 年全球新增裝機 350GW,并對未來光伏新增裝機進行預測,預計全球新增裝機峰值將在 2035 年前后到來,有望超 1200GW/年,預計 2023 年光伏新增裝機滲透率將達 28%??紤]設備的二階導屬性,在下游滲透率達到一定程度時,新增裝機增速將逐漸下降,下游成長性對設備的成長性影響逐漸變弱,但由于光伏環節技術迭代頻繁,存量設備置換將成為光伏設備后續訂單能維持高增速
12、的主要動力,因此我們認為光伏設備后續成長性主要源于技術迭代。圖表圖表1:預計預計 2023 年底光伏新增裝機已達未來高峰值的年底光伏新增裝機已達未來高峰值的 28%圖表圖表2:2021 年全球太陽能發電占總發電量約年全球太陽能發電占總發電量約 3.67%資料來源:CPIA,中電聯,BP,華泰研究 資料來源:BP,華泰研究 技術技術迭代將帶來迭代將帶來設備設備存量置換和“漲價存量置換和“漲價”雙重邏輯。雙重邏輯。光伏發展過程中,產能一直處于“相對過?!彪A段,但從上市光伏設備公司訂單或收入等指標表現可以看出,下游擴產一直保持相對較高的增速,主要系技術迭代帶來的紅利,這部分紅利分為存量置換和“漲價”
13、。首先,新技術往往需要新的設備和材料承載,造成老舊設備的淘汰更迭,因此帶來行業名義產能高于實際產能的現象,其次,設備折舊在光伏組件成本中占比較低,我們測算在硅料價格為 75 元/kg 的基礎下,硅片、電池、組件設備折舊合計僅占組件成本的 3.8%,低于銀漿、硅料等成本占比。此外,根據中國光伏行業協會的統計,電池轉換效率每提升 1%,成本可下降 5%-7%,因此若新設備可帶來更低的材料消耗或更高的轉化效率,新設備的單 GW 投資額有較高的提升空間,帶來設備市場空間的提升,是一種變相的“漲價”表現。面對趨勢確立的新技術,下游企業往往不吝惜資本開支更換投資額更高的設備。02004006008001,
14、0001,2001,4002012201420162018202020222024E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044E2046E2048E2050E(GW)全球年新增裝機石油2%天然氣23%煤炭36%核能10%水電15%風電6%太陽能4%其他可再生能源3%其他1%免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。4 工業工業 圖表圖表3:2023 年年 6 月月光伏硅料生產中設備折舊約占成本光伏硅料生產中設備折舊約占成本 13%圖表圖表4:2023 年年 6 月月光伏硅片生產中設備折舊約占成本光伏硅片生產中設備折舊約占
15、成本 5%注:假設硅料價格 75 元/kg 下的雙面 PERC 成本 資料來源:solarzoom,華泰研究 注:假設硅料價格 75 元/kg 下的雙面 PERC 成本 資料來源:solarzoom,華泰研究 圖表圖表5:2023 年年 6 月月光伏電池生產中設備折舊約占成本光伏電池生產中設備折舊約占成本 3%圖表圖表6:2023 年年 6 月月光伏組件生產中設備折舊約占成本不足光伏組件生產中設備折舊約占成本不足 1%注:假設硅料價格 75 元/kg 下的雙面 PERC 成本 資料來源:solarzoom,華泰研究 注:假設硅料價格 75 元/kg 下的雙面 PERC 成本 資料來源:sola
16、rzoom,華泰研究 硅料環節環節電力34%金屬硅37%蒸汽2%硅芯5%硅料環節人工4%硅料環節其他制造費用5%設備折舊13%硅料56%坩堝16%石墨熱場2%拉棒環節電力4%氬氣1%拉棒環節其他制造費用2%金剛線5%冷卻液5%切片環節人工1%設備折舊5%硅片72%正銀8%背銀2%電池片環節電力5%設備折舊3%電池片環節輔助設施及其他6%電池片56.64%雙面玻璃11.78%EVA5.89%鋁邊框12.27%焊帶3.64%接線盒2.05%設備折舊0.56%組件環節其他制造費用4.33%免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。5 工業工業 圖表圖表7:光伏硅片、電池、組件設備合
17、計占組件成本光伏硅片、電池、組件設備合計占組件成本 3.8%(不考慮硅料設備)(不考慮硅料設備)項目項目 單單 W 成本(元)成本(元)占比占比 鋁邊框 0.15650 17.18%雙面玻璃 0.15024 16.50%硅料 0.09000 9.88%EVA 0.07512 8.25%組件環節其他制造費用 0.05526 6.07%焊帶 0.04643 5.10%坩堝 0.04386 4.82%正銀 0.03945 4.33%設備折舊合計設備折舊合計 0.03458 3.80%電池片環節輔助設施及其他 0.03199 3.51%接線盒 0.02608 2.86%電池片環節電力 0.02478
18、2.72%冷卻液 0.01522 1.67%組件環節人工 0.01367 1.50%金剛線 0.01345 1.48%硅膠 0.01206 1.32%拉棒環節電力 0.01103 1.21%包裝 0.01056 1.16%電池片環節人工 0.00977 1.07%化學試劑 0.00944 1.04%背銀 0.00937 1.03%拉棒環節其他制造費用 0.00623 0.68%石墨熱場 0.00574 0.63%方棒環節其他制造費用 0.00429 0.47%氬氣 0.00384 0.42%雙面鋁 0.00312 0.34%開方線 0.00257 0.28%TMA 0.00223 0.24%切
19、片環節電力 0.00222 0.24%切片環節人工 0.00163 0.18%拉棒環節人工 0.00005 0.01%合計 0.91 100.00%注:假設硅料價格 75 元/kg 下的雙面 PERC 成本 資料來源:solarzoom,華泰研究 圖表圖表8:轉化效率提升對于降低光伏成本更為關鍵轉化效率提升對于降低光伏成本更為關鍵 注:電池轉換效率每提升 1%,成本可下降 5%-7%,此處取平均值 資料來源:CPIA,帝爾激光公告,solarzoom,華泰研究 0%1%2%3%4%5%6%7%轉化效率硅料硅片電池組件轉化效率提升1%or產業鏈成本降低1%對最終組件成本下降的影響 免責聲明和披露
20、以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。6 工業工業 電池光電轉化效率提升是光伏技術升級的核心主題電池光電轉化效率提升是光伏技術升級的核心主題 技術迭代的底層邏輯源于更高的光電轉化效率可攤薄光伏發電度電成本。技術迭代的底層邏輯源于更高的光電轉化效率可攤薄光伏發電度電成本。光伏電池的迭代自 2016 年以來開始加速,一方面源于各國對清潔能源的重視,哺育了早期的光伏產業,另一方面源于光伏平價發電的內生動力以及去補貼等事件倒逼光伏追求更高效的發電技術。光伏技術迭代主要取決于四個條件:1、新技術的效率遠遠超過上一代技術,通常新技術比上一代技術產業化光電轉化效率要高 1.5%左右;2、新技術要有更
21、低的平準化度電成本LCOE;3、新技術要具備良好的產業鏈生態環境,設備初始投資、材料成本以及工藝過程成本要有較大的降本空間;4、新一代技術要有足夠的穩定性,能穩定發電 30 年以上,并且在地殼中要具有足夠的豐度、環境友好、能夠滿足 TW 級以上發電對材料的需求。其中第一點更高的光電轉化效率是光伏電池技術迭代的重要底層邏輯,因為更高的轉化效率可以帶來更高的輸出功率和發電量,從而降低光伏發電的度電成本。圖表圖表9:光伏光伏技術迭代的技術迭代的首要矛盾是新技術能否帶來更高的光電轉化效率首要矛盾是新技術能否帶來更高的光電轉化效率 資料來源:一道新能,華泰研究 N 型電池相比型電池相比 P 型電池具備更
22、高的光電轉化效率型電池具備更高的光電轉化效率,包括,包括 HJT、TOPCon、IBC 電池電池。據 CPIA統計,2021/2022 年 PERC 電池出貨占比分別為 91%/88%,仍是最主流電池技術路線,但由于 PERC 電池轉化效率接近理論極限,具有更高轉化效率的 TOPCon、HJT 等 N 型電池技術近年來滲透率快速提升。N 型電池是在 N 型硅襯底上注入 V 族雜質(硼)形成 P/N 型結構的太陽電池。由于 N 型硅采用磷(P)作為施主雜體,杜絕了硼氧復合體形成導致的晶體硅太陽能電池 LID 現象(光致誘導衰減),并且 N 型硅較 P 型硅具有更高的少子壽命、對一般金屬雜質(如鐵
23、等)容忍度較高,因此 N 型電池片的轉換效率天然高于 P 型。從技術上 N 型電池可細分為 TOPCon、HJT、IBC 等,各類電池采用不同的鈍化接觸原理或電極結構。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。7 工業工業 圖表圖表10:N 型電池具有更高的轉化效率型電池具有更高的轉化效率 資料來源:solarzoom,CPIA,IEA PVPS,華泰研究 鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池可進一步提升光伏電池轉化效率。鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池可進一步提升光伏電池轉化效率。對比晶硅材料,鈣鈦礦材料具有更高的光吸收系數。較高的光捕獲效率使鈣鈦礦厚度僅為百納米時可就實現對光的全吸收;另一方面,
24、對于幾乎沒有晶界的鈣鈦礦單晶材料,電子和空穴的擴散長度大于百微米,其擴散長度遠遠大于鈣鈦礦材料對光子的吸收深度,有利于自由電子和空穴的輸運,可被陰陽電極完全收集,進而實現高效的光電轉化效率。目前晶硅電池越來越接近 29.4%的理論極限,根據極電光能數據,鈣鈦礦電池擁有更高的 33%理論轉換效率上限,并可與 N 型電池疊層,理論效率超 43%,量產效率有望超 35%。圖表圖表11:鈣鈦礦相比晶硅電池轉化效率更高鈣鈦礦相比晶硅電池轉化效率更高 圖表圖表12:鈣鈦礦電池發展歷程鈣鈦礦電池發展歷程 資料來源:鈣鈦礦光伏商業化之路與進展(極電光能 鄭策 20221210),華泰研究 資料來源:鈣鈦礦光伏
25、商業化之路與進展(極電光能 鄭策 20221210),華泰研究 N 型電池技術升級是目前最重要的技術迭代方向之一,目前型電池技術升級是目前最重要的技術迭代方向之一,目前 TOPCon 電池占據優勢。電池占據優勢。根據CPIA 數據,2022 年我國企業和研究機構 14 次刷新了晶硅電池實驗室效率記錄,其中 10次為 N 型電池技術。通過 23 年部分央國企的集采情況可以看出,每家均有 N 型產品的采購,在部分集采中 N 型產品占比已經突破 50%,顯示出 N 型電池產品的創新和產業化進程正在加速,CPIA 預計 2023 年 N 型組件市場占比將超過 20%。在 N 型電池市場中,TOPCon
26、電池與 PERC 電池在產線設置、技術人才、生產工藝等環節有較高的重合度,并憑借相比HJT、XBC 等技術更低的投資成本迅速成為主流擴產路線。目前包括通威、隆基、晶科、晶澳等頭部企業紛紛加碼 TOPCon 產能。此外,隆基、愛旭等頭部廠家同步布局 XBC 等差異化技術路線,而布局 HJT、鈣鈦礦等技術路線的公司主要是華晟新能源、光勢能、金剛光伏、協鑫光電、杭州纖納、極電光能等新勢力企業。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。8 工業工業 激光在激光在 N N 型電池、鈣鈦礦電池等高效電池技術中大有可為型電池、鈣鈦礦電池等高效電池技術中大有可為 高效高效電池電池技術技術仍處
27、于發展階段,眾多制造環節仍有繼續迭代空間。仍處于發展階段,眾多制造環節仍有繼續迭代空間。以 HJT(異質結)為例,HJT 是將兩種不同的材料形成 P-N 結,目前主流異質結電池是非晶硅/晶硅異質結技術,并在兩邊摻雜的非晶硅薄膜上沉積 TCO 膜。優質的非晶硅薄膜沉積是 HJT 發電效率提升的關鍵。目前非晶硅沉積包含板式鏈式 CVD、板式團簇式 CVD、Cat-CVD(熱絲 CVD)、管式 CVD 等多種技術,而 TCO 膜沉積也包含 PVD、RPD、PAR 等多種技術。目前產業化進度最快的 TOPCon 技術也涉及 LPCVD 和 PE-Poly 路徑之爭。在電極制備的金屬化環節,絲網印刷、電
28、鍍銅、激光轉印等路線存在競爭與迭代關系。鈣鈦礦則根據材料和工藝不同分為旋涂法、噴涂法、狹縫涂布法等十余種路線。因此在 N 型技術及鈣鈦礦電池發展過程中有眾多制造環節仍有繼續迭代空間。圖表圖表13:高效電池、組件中仍有較多爭議性或迭代環節高效電池、組件中仍有較多爭議性或迭代環節 仍處于爭議或迭代中的環節仍處于爭議或迭代中的環節 涉及技術路線涉及技術路線 TOPCon 隧穿氧化層制備 LPCVD、PE-poly 等 HJT 非晶硅沉積 板式鏈式 CVD、板式團簇式 CVD、Cat-CVD(熱絲 CVD)等 HJT TCO 沉積 PVD、RPD、PAR 等 金屬化 激光轉印、絲網印刷、銅電鍍 銅電鍍
29、圖形化 接近式掩膜光刻、投影式掩膜光刻、LDI 激光直寫、激光開槽等 銅電鍍鍍銅環節 槽式掛具、水平電鍍、垂直連續電鍍等 鈣鈦礦 旋涂法、噴涂法、狹縫涂布法等 電池互聯 紅外串焊、激光串焊、電磁焊、0BB 資料來源:基于大面積全無機鈣鈦礦太陽電池研究進展,(趙航等,20230329),捷佳偉創、帝爾激光、太陽井等公司公告,華泰研究 激光在激光在 N型電池型電池、鈣鈦礦電池生產、鈣鈦礦電池生產過程過程中扮演著重要的提效降本角色。中扮演著重要的提效降本角色。在 PERC 電池時代,激光主要用于電池背面開槽(消融)和正面 SE(選擇性摻雜),在 TOPCon、HJT、XBC、鈣鈦礦生產過程中,激光起
30、到的作用在逐步放大,具體來說,激光設備作用分為兩類,一類是作為工藝制成設備完成必要的圖形化作用,例如鈣鈦礦電極制備時使用的激光開槽,XBC 背接觸工藝中的激光開槽,以及與絲網印刷和紅外焊接形成競爭的激光轉印與激光串焊;另一類是起到輔助提效作用,在現有的成熟制程基礎上進一步提高光電轉化效率,例如 TOPCon 電池的 SE 環節,HJT 電池中的激光 LIA/R 工藝。N 型電池與鈣鈦礦電池技術“百家爭鳴”拓寬了激光在光伏電池組件生產過程中的應用場景。接下來我們將逐個分析 激光在高效電池、組件技術中的應用。圖表圖表14:激光在高效電池技術路徑中的應用廣泛激光在高效電池技術路徑中的應用廣泛 激光應
31、用激光應用 PERC 開槽(消融)、SE(磷摻雜)TOPCon SE(硼摻雜)、激光誘導沉積 HJT LIA/LIR 激光修復 鈣鈦礦 電極制備開槽等多道工藝 XBC 激光開槽 金屬化 激光轉印、電鍍銅圖形化 組件電池互聯 激光串焊、激光無損劃片 資料來源:帝爾激光公告,華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。9 工業工業 高效電池技術中的激光應用場景高效電池技術中的激光應用場景 如前文所說,光伏設備后續成長性主要體現在技術迭代環節,而技術迭代核心在于 TOPCon、HJT、鈣鈦礦等技術可以提供更高的轉化效率,從而提升組件輸出功率。激光技術在高效電池中有著廣泛應用
32、,其單 GW 設備投資額較 PERC 階段價值量更高,且部分環節存在對原有工藝設備的迭代邏輯,帶來更大的市場空間。接下來我們分環節分析激光在不同高效電池技術中的作用、價值量及競爭格局。激光激光 S SE E:從從 P PERCERC 到到 T TOPCOPConon,同質結電池重要的提效手段,同質結電池重要的提效手段 激光激光 S SE E 的發展歷程與主要作用的發展歷程與主要作用 激光激光 SE 可提高光電轉化效率可提高光電轉化效率 0.2%以上。以上。SE(Selective-emittter,選擇性發射極技術)是指通過晶硅太陽能電池電極柵線與硅片接觸部位區域進行高濃度磷摻雜或硼摻雜,降低
33、電極和硅片之間的接觸電阻;電極以外區域進行低濃度淺摻雜,降低表面復合速率,有效實現電池開壓、電流和填充因子的改善,提高光電轉換效率。根據帝爾激光公告顯示,預計SE 可提高電池光電轉化效率 0.2%以上。圖表圖表15:SE 電池技術工作原理電池技術工作原理 資料來源:帝爾激光向不特定對象發行可轉換公司債券募集說明書(20210803),華泰研究 激光摻雜法是實現激光摻雜法是實現 SE 的的主流主流路徑。路徑。實現選擇性發射極電池制備的主要工藝方法有絲網印刷摻雜源高溫擴散法,離子注入法和激光摻雜法等。激光摻雜法以擴散產生的磷硅玻璃層為摻雜源,利用激光可選擇性加熱特性,在光伏電池正表面電極區域形成選
34、擇性重摻雜的 n+重摻雜區域,提高電極接觸區域的摻雜濃度,降低接觸電阻,有效提高電池轉換效率。激光摻雜具有提效明顯、工藝流程簡單、投入成本低、設備緊湊、占地面積小、無污染等特點,逐漸成為行業主流的選擇性發射極制備方式。圖表圖表16:帝爾激光帝爾激光 TOPCon SE 激光摻雜設備激光摻雜設備性能優越性能優越 資料來源:帝爾激光官網,華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。10 工業工業 SE 主要用于主要用于 PERC、TOPCon 等等同質結電池同質結電池,“,“531”之后逐漸走進行業視野。之后逐漸走進行業視野。SE 主要用于同質結電池,常規的晶體硅太陽能電
35、池都是在同一種硅材料上通過摻雜的方法,形成兩種不同帶電類型 P-N 結,這種電池就是同質結(homojunction)電池,例如 PERC 和 TOPCon電池均為同質結電池。由于 SE 本身不是工藝必備設備,其產業化主要依賴于 SE 本身的經濟性。2018 年“531”新政后,光伏行業面臨補貼退坡的情況,此時 SE 憑借提效的經濟性逐漸走入行業視野,滲透率快速提升,并在 TOPCon 電池技術迭代 PERC 時繼續扮演降本提效的角色。T TOPConOPCon 激光激光 S SE E 較較 P PERCERC 激光激光 S SE E 難度更大,難度更大,多家企業已獲得訂單多家企業已獲得訂單
36、PERC 電池激光電池激光 SE 價值量已低于價值量已低于 500 萬萬/GW,TOPCon 電池電池 SE 難度更高,單難度更高,單 GW 價值價值量預計在量預計在 500-700 萬元。萬元。PERC 電池 SE 主要作用于正表面的磷(P)元素,SE 采用的 ns綠光,而 N 型 TOPCon 電池 SE 作用于表面的硼(B)元素,由于 B 擴散表面濃度低,結較深,且 B 在 BSG 中溶解度大于硅,需要更大的能量才能向硅片擴散,但 ns 綠光能量過大會造成硅片損傷,因此 TOPCon 的 SE 難度更大。根據帝爾激光 2021 年投資者關系記錄活動公告顯示,PERC 消融與 SE 兩款設
37、備價值量為 1000 萬/GW,我們預計兩款設備分別各占投資額的一半??紤]設備價值量年降,我們預計 2023 年 PERC 電池 SE 價值量已下降至 500 萬/GW 以下,由于 TOPCon SE 相比 PERC SE 難度更大,我們預計 TOPCon SE價值量將大于 PERC SE 價值量。根據晶澳科技的敏感性測算分析,若 TOPCon 激光摻雜技術增益 0.40%的轉化效率,且對應設備投資額僅需 2000 萬/GW 的情況下,單瓦成本下降 0.01 元/W,即 1000 萬/GW 降本空間。但由于當前 TOPCon SE 實際效率提升幅度暫不滿足 0.4%的提效情況,且行業競爭加劇,
38、我們預計 TOPCon SE 當前價值量為 500-700 萬元/GW。圖表圖表17:激光激光 SE 定價取決于其提效能力和行業競爭情況定價取決于其提效能力和行業競爭情況 資料來源:n 型技術產業化挑戰及進展分析(何大娟,晶澳科技,20211208),華泰研究 SE 激光摻雜競爭加劇,帝爾激光、海目星、英諾激光等企業領銜行業發展。激光摻雜競爭加劇,帝爾激光、海目星、英諾激光等企業領銜行業發展。在 PERC 階段,根據帝爾激光招股說明書,截至 2018 年底,帝爾激光 PERC SE 市占率超過 80%,2018-2022 年帝爾激光凈利率保持在 30%以上。帝爾激光對 PERC SE 的壟斷地
39、位一方面源于自身對光伏與激光工藝行業的認知較深,另一方面源于其綁定了國外先進激光器供應商。由于帝爾激光在 PERC 激光領域的成功,以及 TOPCon SE 價值量的潛在提升空間,在 TOPCon 時代,海目星、英諾激光、先導智能、捷佳偉創等眾多公司均開發出用于 TOPCon的 SE 設備,加劇了該環節競爭壓力,但從帝爾激光年報披露 SE 訂單體量約 300GW 來看,帝爾激光仍為行業龍頭。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。11 工業工業 圖表圖表18:多家企業競爭多家企業競爭 TOPCon SE 市場市場 公司公司 TOPCon SE 設備進度設備進度 帝爾激光 截
40、至 2022 年年報發布日,累計獲得約 300GW SE 設備訂單 海目星 2023 年一季度 TOPConSE 設備訂單已超過 4 億元,二季度增速明顯 英諾激光 2023 年 1 月公司首批 TOPCon 激光 SE 直摻設備訂單落地 捷佳偉創 2022 年 10 月捷佳偉創 TOPCon SE 激光及專用高溫設備開始交貨 先導智能 先導智能旗下子公司無錫光導科技在 2023 年開年獲得 10GW TOPCon SE 設備批量訂單。資料來源:各公司公告,華泰研究 電鍍銅圖形化:方案百家爭鳴,激光方案是未來重要方向之一電鍍銅圖形化:方案百家爭鳴,激光方案是未來重要方向之一 激光激光 L LD
41、IDI 和激光開槽是電鍍銅圖形化重要組成部分和激光開槽是電鍍銅圖形化重要組成部分 銅電鍍是利用電鍍的方式在透明導電薄膜上沉積金屬銅的電極制備工藝。銅電鍍是利用電鍍的方式在透明導電薄膜上沉積金屬銅的電極制備工藝。以電鍍銅柵線代替絲網印刷銀柵線,其工藝分種子層制備、圖形化、金屬化、后處理四步。在透明導電膜上鍍一層銅種子層,而后進行快速燒結,為后續電鍍銅柵線做準備,提高銅柵線和 TCO 的黏附性。設備主要采用 PVD,主要技術路線包括制備整面種子層、局部種子層和無種子層。圖形化是決定柵線寬度的核心環節,直接影響電鍍電池轉換效率。主要技術路線根據感光材料不同分為干膜和濕膜,又可進一步細分為掩膜光刻(投
42、影式、接近式、接觸式)、LDI激光直寫、激光開槽等方式。金屬化是使用電鍍機把電池片放入硫酸銅溶液里電解,還原銅離子,去除掩膜并蝕刻種子層,雙面電鍍錫作為抗氧化層。主流路徑為水平電鍍和垂直電鍍,柵線均勻性和良品率是該環節的關注點。后處理是去除感光膠層和種子層等。通過堿性溶液,去除硅片正、背面的感光膠層,通過金屬蝕刻溶液,去除硅片正、背面的銅柵線區域外的銅種子層。此外,可能會鍍一層金屬錫以起到保護銅柵線的作用。圖表圖表19:電鍍銅包括種子層、圖形化、電鍍、保護層等工藝電鍍銅包括種子層、圖形化、電鍍、保護層等工藝 資料來源:太陽井新能源融資推介會,華泰研究 圖表圖表20:光伏裝機達到光伏裝機達到 T
43、W 時代時,全球銀漿供應量將限制光伏發展時代時,全球銀漿供應量將限制光伏發展 每每 W 銀耗量(銀耗量(mg/W)1TW 光伏電池所消耗的銀占全球銀總供應量的百分比光伏電池所消耗的銀占全球銀總供應量的百分比 PERC 8.9 30%TOPCon 13.5 45%HJT 17.6 59%資料來源:太陽井新能源融資推介會,華泰研究 激光激光 LDI 解析能力更高,激光開槽適合解析能力更高,激光開槽適合 XBC 等技術路線。等技術路線。LDI(Laser Direct Imaging)屬于直接成像的一種,其光是由紫外激光器發出,成像質量比傳統曝光技術更清晰,在中高端 PCB 制造中具有明顯優勢。隨著
44、光伏電鍍銅技術發展,LDI 逐漸引入光伏領域。目前使用 LDI 技術進行圖形化的廠家包括蘇州源卓、芯碁微裝等企業,其中芯碁微裝進展較快。根據芯碁微裝公告,截至 2022 年 12 月底,芯碁微裝已實現了在實驗室條件下滿足 5m以下線寬的銅柵線曝光需求的直寫光刻設備產業化;同時提供量產線實現最小 15m 的銅柵線直寫曝光方案,產能達到 6,000 片/小時、對位精度10m。激光開槽相比 LDI、掩膜曝光等方式更為簡單,由于 XBC 等單面電池技術柵線均位于電池背面,對精度要求相比雙面電池更低,因此激光開槽與 LDI、掩膜曝光一起成為部分 XBC 電池廠家圖形化路線之一。免責聲明和披露以及分析師聲
45、明是報告的一部分,請務必一起閱讀。12 工業工業 圖表圖表21:太陽井電鍍銅設備工藝流程太陽井電鍍銅設備工藝流程 資料來源:太陽井新能源融資推介會,華泰研究 圖表圖表22:激光直寫技術具備更高的解析精度激光直寫技術具備更高的解析精度 對比方面對比方面 傳統曝光技術傳統曝光技術 直接成像技術直接成像技術 光刻精度 傳統曝光解析受限于底片的圖形解析能力,且光線經過底片透射后發生角度變化、底片與基板貼合的平整度等因素均會影響線寬解析能力;目前使用傳統曝光底片(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。直接成像無需底片,其解析能力由微鏡尺寸及成像鏡頭縮放倍率決定,避免了底片的限制與
46、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。對位精度 傳統的曝光工藝中,底片雖有較好的尺寸準確度,但在使用過程中吸收光致熱,引起黑色區域尺寸變化,造成底片膨脹,影響對位精度。直接成像技術不需要使用底片,能夠根據基板的標記點直接測量實際變形量,實時修改曝光圖形,避免了底片膨脹等問題,能夠有效提升對位精度。良品率 傳統曝光機由于使用底片,導致光刻精度和對位精度較低,從而影響產品的良率。直接成像采用數據驅動直接成像裝置,避免了傳統曝光機采用底片使用過程中帶來的缺陷,有效提升了對位精度等品質指標,從而提升了產品生產的合格率。環保性 傳統曝光工藝中需要大量使用底片,而
47、底片的制作工序中會產生化學廢液和底片廢棄物,從而對環境造成污染。直接成像技術無需使用底片,實現曝光工藝中的綠色化生產,具有良好的環保效應。生產周期 傳統曝光工藝需要底片,拉長了工藝流程,生產周期較長。直接成像技術從 CAM 文件開始直接成像,免除傳統曝光所需的底片制作的工藝流程及返工流程,能夠縮短生產周期。生產成本 傳統曝光工藝中所需的底片使用壽命約為數千次,底片的制造會有一定的物料和人工成本。直接成像技術不需要使用底片,節約了底片的物料成本和相關人力成本。柔性化生產 傳統曝光工藝流程復雜,需要先架設底片做首件確認,且過程中需要頻繁更換清潔底片。此外,傳統曝光設備的臺面會限制 PCB 產品尺寸
48、及產出。直接成像技術可以簡化曝光工藝流程,實現生產過程中便捷高效地切換產品型號,從而滿足客戶柔性化生產需求。此外,直接成像設備基于高對位能力及智能軟件,可實現雙拼/多拼(小尺寸)以及拼接(大尺寸)。自動化水平 傳統的曝光工藝具有較多的人工環節,人工成本較高。直寫光刻工藝簡化了操作程序,有效減少了人工環節,從而減少了人為因素帶來的生產質量問題。另外,直接成像聯機自動化系統可以幫助客戶實現無人化、智能化生產。資料來源:芯碁微裝招股說明書,華泰研究 電鍍銅圖形化電鍍銅圖形化價值量有望逐漸降低,布局設備廠眾多價值量有望逐漸降低,布局設備廠眾多 電鍍銅圖形化價值量預計在電鍍銅圖形化價值量預計在 3000
49、-6000 萬萬/GW,未來有望下降至未來有望下降至 3000 萬萬/GW 以下以下。目前電鍍銅整線設備投資額較高,設備成本高是制約電鍍銅行業發展的重要原因之一,其中圖形化設備投資額大約在 3000-6000 萬/GW。隨著產業推進以及設備商降本推進,我們預計未來圖形化環節單 GW 設備投資額有望控制在 3000 萬/GW 以下。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。13 工業工業 圖表圖表23:太陽能電鍍圖形化方案對比太陽能電鍍圖形化方案對比 項目項目 接近式接近式 投影式投影式 傳統傳統 LDI 蘇州源卓蘇州源卓 One-Scan 專利專利 LDI 光學方案 10um
50、 解析 LD 投影照明+玻璃掩膜版接近(典型50um 間隙),成本低 LD 投影照明+玻璃掩膜版 1 倍投影鏡頭,成本高 多套LD投影照明+DMD投影鏡頭,成本高 LD 投影照明+DMD One-Scan投成本高影鏡頭,成本中 曝光面積 10um 解析 210mm x 210mm 210mm x 105mm 210mm 掃描寬度 x2Scan5 激光頭 210mm 掃描寬度 x1Scan 工作距離 20100um 25mm 以上 25mm 以上 25mm 以上 對位方式 10um 精度 UVW 平臺對位 成本高 UVW 平臺對位 成本高 CCD 視覺+數碼補償 成本低 CCD 視覺+數碼補償
51、成本低 運行耗材及壽命 玻璃掩膜版 MASK MASK 污染及產品損傷 故障率高,稼動率低 玻璃掩膜版 MASK 無 MASK 污染及產品損傷 故障率低,稼動率高 無 MASK 故障率中,稼動率中 無 MASK 故障率低,稼動率高 可靠性分析 圖形不用拼接 間隙幾十微米,精加工部件及運控成本高,可靠性 低異物刮傷電池或 MASK 表面 圖形不用拼接 工作距大,不存在刮傷風險 運控成本低,可靠性高 圖形多條帶曝光拼接 工作距大,不存在刮傷風險 運控成本低,多鏡頭拼接,可靠性中 圖形不用拼接 工作距大,不存在刮傷 運控成本低,單激光頭一次掃描,可靠性高 產能 單曝光 0.8S/面 兩 210mm
52、半片同時曝光 單曝光 0.6S/面 僅 210mm 半片單片曝光 雙條帶掃描曝光 1-1.2S/面 多激光頭可加工多片 單曝光 0.45S/面 僅 210mm 半片單片曝光 設備成本 30003500 萬/GW 55006000 萬/GW 45005000 萬/GW 30003500 萬/GW 資料來源:圖形化在太陽能領域的應用以及拓展(張雷,20230419),華泰研究 電鍍銅圖形化環節“群雄逐鹿”,預計電鍍銅圖形化環節“群雄逐鹿”,預計 2023 年為行業中試大年。年為行業中試大年。雖然電鍍銅距離產業化仍有一定距離,但各家電池廠家和設備商均有布局。目前電鍍銅環節布局廠家眾多,就圖形化環節來
53、說,掩膜曝光路線布局廠家包括邁為股份、蘇大維格等,LDI 路線布局企業包括芯碁微裝、蘇州源卓等,激光開槽布局企業包括帝爾激光等,此外諸如太陽井、昇印光電等公司均在圖形化環節有所布局。隨著各家中試線陸續發貨,2024 年行業技術路線與格局將更加清晰。XBC 激光開槽:當前量產的高效技術中彈性激光開槽:當前量產的高效技術中彈性較大較大的激光環節的激光環節 激光開槽是激光開槽是 XBC 路徑中最具有特色的工藝環節路徑中最具有特色的工藝環節 IBC 電池,即背接觸型太陽能電池,將 P/N 結、基底與發射區的接觸電極以交叉指形狀做在電池背面,可與 HJT、TOPCon、鈣鈦礦等多種不同電池技術疊加,形成
54、不同工藝路線。IBC 電池的結構性優勢有:正面遮光面積為零;正面沒有柵線,沒有接觸復合和絨面結構大小的限制,表面陷光效應和鈍化效果可以達到優化;增加電池在組件中的排列密度。從結構上打破傳統晶硅電池的結構限制,為提高電池效率提供較大空間。XBC 電池即在 TOPCon、HJT等技術基礎上實現IBC結構。目前激光開槽技術在XBC電池上的應用主要為刻蝕掩膜、制備 PN 區交叉指結構;PN 區隔離及鈍化膜開槽。圖表圖表24:IBC 太陽電池結構示意圖太陽電池結構示意圖 資料來源:n 型背結背接觸太陽電池的產業化研究(黎曉璇,大連理工大學,2021 年 8 月),華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是
55、報告的一部分,請務必一起閱讀。14 工業工業 激光開槽工藝可以低成本地制備激光開槽工藝可以低成本地制備 XBC 電池電池 PN 區結構。區結構。IBC 電池工藝的關鍵問題在于制備呈叉指狀間隔排列的 P 區和 N 區、制備更好的表面鈍化層和金屬化,對應的是目前 IBC 的劣勢,如需要多步打掩膜的步驟,制程更加復雜,PN 電極之間有漏電風險。通過激光刻蝕,可以繞過掩膜,更低成本地制備 PN 區;更靈活準確地去除鈍化膜形成金屬化的接觸區。其原理是利用激光的高能量,采用極短脈沖,使物質瞬間被汽化,可精確地控制作用深度。無論是間接刻蝕掩膜,還是直接刻蝕,激光的方法都可以得到比絲網印刷更加細小的電池單位結
56、構,更小的金屬接觸開孔和更靈活的設計。工藝的劣勢是激光加工帶來的硅片損傷,以及對接觸電阻的影響;另外,精準對位是激光設備的必要條件,因此其加工時間往往較長。激光開槽也可以應用于激光開槽也可以應用于 XBC 電池電池 PN 區分離。區分離。為防止短路,XBC 電池背面的 P 區和 N 區之間往往需要隔離,PN 區隔離有多種方式,可以利用未進行摻雜的非晶硅避免 P 型摻雜區和 N 型摻雜區直接相通,也可以在 P 型摻雜區和 N 型摻雜區進行激光開槽進行隔離。激光開槽可以同時保證較低的接觸電阻、較高的電池效率與較好的鈍化效果。由于通過激光消融方式開槽,漿料可以利用低溫燒結即可實現柵線與 P 型/N
57、型摻雜多晶硅良好的歐姆接觸,在保證較低接觸電阻的同時,減少柵線區域的金屬誘導復合,提高電池效率,且避免了高溫燒結漿料對 P 型/N 型摻雜多晶硅具有破壞性而導致柵線區域金屬誘導復合隨溫度升高而降低電池效率的問題;同時,也避免高溫燒結漿料對隧穿氧化層產生破壞,確保電池的鈍化效果。XBC 激光開槽價值量激光開槽價值量較高,帝爾激光獲得頭部客戶較高,帝爾激光獲得頭部客戶 XBC 批量訂單批量訂單 XBC 激光開槽價值量預計激光開槽價值量預計約約 2000 萬萬/GW。由于 XBC 單面發電量高、美觀等特點,適合分布式等高端使用場景,產品溢價較高,XBC 技術已有隆基綠能、愛旭股份等眾多龍頭企業布局
58、10GW 及以上的產能。隆基在 2023 年 1 月發布公告,將西咸樂葉 15GW 高效電池項目變更為 29GW 高效 HPBC 電池,由于設備采購往往先于產能投產和廠房建設(因為設備本身有生產周期,這樣可以實現更快的投產效率),結合帝爾激光 2022 年 5 月公告的 6.7億訂單(其中 6 億元簽訂于 2022 年),考慮到 N 型高效電池對 PERC 產能的替代導致 PERC擴產收縮,我們預計 2022 年帝爾簽訂的隆基訂單可能主要供給于 HPBC,則隆基 HPBC激光開槽設備單 GW 投資額約 2000 萬/GW,是目前大規模量產的高效電池技術中投資額較高的激光設備(激光轉印、激光誘導
59、沉積等技術尚未大規模產業化)。預計此投資額將根據實際 XBC 底層技術(如在 TOPCon 或者 HJT 基礎上疊加 BC 結構)不同而相應波動。帝爾激光為帝爾激光為 XBC 激光開槽設備龍頭。激光開槽設備龍頭。帝爾激光作為 PERC 時代光伏激光設備龍頭,在激光開槽工藝與光伏電池工藝結合等領域有較深經驗。根據帝爾激光公告,2022-2023 年,帝爾激光連續獲得隆基綠能、A 客戶批量訂單,深度綁定 XBC 電池龍頭公司。預計未來若XBC 技術在分布式市場逐漸放量,激光設備有望獲得更大的市場空間。圖表圖表25:愛旭愛旭 N 型型 ABC 組件單面無柵線遮擋組件單面無柵線遮擋 圖表圖表26:隆基
60、綠能隆基綠能 HPBC 組件發布組件發布 資料來源:愛旭股份官方微信公眾號,華泰研究 資料來源:隆基綠能官方微信公眾號,華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。15 工業工業 鈣鈦礦激光開槽:從鈣鈦礦激光開槽:從 P0-P4 涉及多環節激光應用涉及多環節激光應用 激光開槽是鈣鈦礦激光開槽是鈣鈦礦電池電池中中可預見性可預見性相對較強的工藝環節相對較強的工藝環節 鈣鈦礦用激光設備包含鈣鈦礦用激光設備包含 P0-P4 五道工序五道工序。鈣鈦礦用激光設備主要使用納秒/皮秒/飛秒脈寬等波段的綠光激光或紅外光纖光源進行多道激光刻蝕劃線,構建鈣鈦礦電池中的電路結構,把多個鈣鈦礦
61、電池串聯成組件。3 次平行的激光刻蝕,分別稱 P1、P2 和 P3。P1 激光刻蝕:在透明導電電極 TCO 沉積后,電子傳輸層 ETL 沉積前,進行激光刻蝕,形成彼此獨立的條形導電電極。P2 激光刻蝕:在空穴傳輸層 HTL 沉積后,對電極沉積之前,進行激光刻蝕,去除 HTL/鈣鈦礦層/ETL,留下 TCO 層,形成一個空縫。進行底電極層沉積,金屬會填滿這個空縫,從而將一個電池的底電極與下一個電池的透明導電玻璃電極相連。P3 激光刻蝕:去除相鄰電池的底電極層/HTL/鈣鈦礦層/ETL,留下 TCO 層,將每個鈣鈦礦電池分離開來。至此,每個電池相互獨立,前一個電池的頂電極連接著下一個電池的底電極,
62、形成的串聯的電路結構。通過三次激光刻蝕,實現了從鈣鈦礦電池到組件的串聯電路結構設計。此外,封裝時還需要第四次激光刻蝕。P4 層則主要利用激光設備實現激光清邊,對電池的邊緣進行絕緣處理,去除無效區域。除激光工藝設備以外,還包括前段 P0 激光打標設備。P1-P3 為鈣鈦為鈣鈦礦電池礦電池激光激光最重要的工藝環節。最重要的工藝環節。在 P1-P3 的刻蝕環節,激光實現切割效果,使材料表面快速被加熱到汽化并形成槽線,從而可以形成阻斷電流導通的單獨模塊,起分片效果,以實現增大電壓和串聯電池的目標。高質量薄膜的加工是鈣鈦礦電池的重要特性,激光刻蝕激光的工藝精度、對薄膜材料的損傷、缺陷控制、刻劃斷面的粗糙
63、度均對電池效率、壽命具有重大影響。P1 線最外側到 P3 線最外側這個區域是不能發電的,俗稱死區。死區越大,子電池將光能轉化為電能的效率就越低。因此,衡量薄膜太陽能激光劃線工藝最重要的技術指標就是如何將死區做到最小。子電池寬度是設定好的,死區越小,有效發電面積就越大,將太陽能轉化成電能的效率就越高。圖表圖表27:P1-P3 為鈣鈦礦電池激光最重要的工藝環節為鈣鈦礦電池激光最重要的工藝環節 資料來源:Scalable fabrication and coating methods for perovskite solar cells and solar modules(Nam-Gyu Park,
64、202005),華泰研究 我們預計我們預計鈣鈦礦激光價值量鈣鈦礦激光價值量為為 1200 萬萬/GW,布局企業眾多布局企業眾多 鈣鈦礦激光設備投資額預計為鈣鈦礦激光設備投資額預計為 1200 萬元萬元/GW,國內布局企業眾多國內布局企業眾多。根據華泰電新組 2023年 2 月 9 日報告光伏新技術系列|鈣鈦礦:2024 或成量產元年顯示,目前 100MW 線設備投資額 1.2 億元左右,即單 GW 投資額 12億,主要由于目前鈣鈦礦設備仍處于探索期,以定制化需求、試驗性需求為主,設備產能也較小。單 GW 設備投資額約 12 億中涂布設備/PVD/RPD 占大頭,激光設備投資額約為 10%,即
65、1200 萬元/GW。隨著鈣鈦礦產業化推進,未來鈣鈦礦激光設備單 GW 投資額有望進一步降低。目前國內設備廠商積極布局鈣鈦礦激光設備領域。鈣鈦礦激光設備布局企業眾多,包括邁為股份、帝爾激光、杰普特、大族激光、德龍激光、眾能光電、樂普科等企業,格局相對分散。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。16 工業工業 激光轉?。航饘倩点y與薄片化趨勢的重要承接者激光轉?。航饘倩点y與薄片化趨勢的重要承接者 激光轉印作為非接觸印刷方案,可配合銀漿消耗降低與薄片趨勢激光轉印作為非接觸印刷方案,可配合銀漿消耗降低與薄片趨勢 激光轉印作為非接觸印刷方案,主要分為兩個步驟。激光轉印作為非接觸
66、印刷方案,主要分為兩個步驟。激光圖形轉印技術通過高功率激光束高速圖形化掃描,將漿料從柔性透光材料上轉移至電池表面,形成柵線。激光轉印分為兩個步驟。1)漿料填充:通過金屬刮刀將漿料填充至柔性透光材料構成的基板的凹槽中。2)漿料轉移:將基板反轉,通過激光照射透明基板,熱能使貼合在基板上的漿料氣化成高壓蒸汽,最終漿料在壓力下脫落至硅片表面,形成柵線。不同激光功率下轉印效果不同,在匹配功率下構成最佳轉移:a)功率過低無法轉??;b)匹配功率下構成最佳轉移;c)功率過高,形成大量飛濺,柵線過寬。圖表圖表28:激光轉印分為漿料填充與漿料轉移兩個步驟激光轉印分為漿料填充與漿料轉移兩個步驟 資料來源:Inves
67、tigation of Thick-Film-Paste Rheology and Film Material for Pattern Transfer Printing(PTP)Technology(Adrian,202111),華泰研究 激光激光轉印轉印優勢主要集中于銀漿節約與配合減少碎片率,配合薄片趨勢。優勢主要集中于銀漿節約與配合減少碎片率,配合薄片趨勢。根據帝爾激光公告顯示,激光轉印的主要優勢在于:1)激光轉印的柵線更細,可以做到 18 微米以下,節省漿料 30%,在 PERC 上已經得到論證,在 TOPCon、HJT 等路線上的節省量會更高。2)印刷高度一致性、均勻性優良,誤差在
68、2m,低溫銀漿也同樣適用。3)可以改變柔性膜的槽型,根據不同的電池結構,來實現即定的柵線形狀,改善電性能。4)激光轉印為非接觸式印刷,可以避免擠壓式印刷存在的隱裂、破片、污染、劃傷等問題。同時,未來硅片薄片化趨勢,薄片化會帶來更多隱裂問題,激光轉印由于非接觸式印刷,可以有效解決這個問題。5)激光轉印技術在 PERC、TOPCon、IBC 和 HJT 電池上都可以應用;對于銀包銅、低溫銀漿等不同的漿料類型也可以使用。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。17 工業工業 圖表圖表29:不同功率下轉印效果不同不同功率下轉印效果不同 資料來源:Investigation of T
69、hick-Film-Paste Rheology and Film Material for Pattern Transfer Printing(PTP)Technology(Adrian,202111),華泰研究 我們預計我們預計激光轉印價值量激光轉印價值量不低于不低于 3000 萬元萬元/GW,帝爾激光布局領先帝爾激光布局領先 預計激光轉印單預計激光轉印單 GW 價值量將不低于價值量將不低于 3000 萬萬/GW。當前光伏電池金屬化主要路線為絲網印刷路線,參考邁為股份招股說明書的產品價格和產能,我們預計絲網印刷整線單 GW 價值量約為 3000 萬元/GW。激光轉印整線是在絲網印刷整線基礎
70、上,將副柵的絲印設備更換為激光轉印設備,其他環節基本不變。激光轉印相比絲網印刷具備更高的銀漿節約效果,而銀漿成本在光伏成本結構中高于設備折舊,因此預計激光轉印在定價上將不低于絲網印刷 3000 萬元/GW 價值量。帝爾激光帝爾激光全球首創全球首創激光轉印技術,已實現單機產品出貨。激光轉印技術,已實現單機產品出貨。2022 年 9 月,帝爾激光轉印訂單首臺設備正式出貨,標志著公司的激光轉印技術開發再次取得關鍵進展,應用于高效太陽能電池的激光轉印設備正式由中試驗證進入量產階段。作為全球首創激光轉印技術的企業,帝爾激光在激光轉印領域擁有較高的話語權,未來激光轉印與絲網印刷、電鍍銅等工藝路線的經濟性對
71、比成為其產業化發展的主要考驗因素。圖表圖表30:帝爾激光轉印單機產品帝爾激光轉印單機產品 資料來源:帝爾激光官方微信公眾號,華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。18 工業工業 激光誘導沉積:激光誘導沉積:TOPCon 雙面雙面 Poly 的潛在實現方法之一的潛在實現方法之一 激光誘導沉積區域選擇性好,可用于激光誘導沉積區域選擇性好,可用于 TOPCon Poly Finger 路線路線 激光誘導激光誘導沉積沉積來有望助力來有望助力 TOPCon 雙面雙面 Poly。TOPCon 理論轉化效率為 28.7%,但該效率需要在現有的背面隧穿氧化層鈍化的基礎上增加正面
72、隧穿氧化層鈍化,也就是常說的雙面 Poly。但由于正面 Poly 對光的遮擋,正面局部 Poly 可能更具有量產意義,也就是常說的 Poly Finger。局部 Poly 需要對電池表面區域進行選擇性摻雜,除了進行類似電鍍銅的圖形化工藝以外,激光誘導沉積也成為可能性路線之一。圖表圖表31:TOPCon 雙面雙面 Poly可實現可實現 28.7%光電轉化效率光電轉化效率 資料來源:德國 ISFH,華泰研究 激光誘導沉積區域選擇性較好。激光誘導沉積區域選擇性較好。激光誘導沉積技術原理是用聚焦激光束輻照氣體固體或液體固體物質的分界面,使受光照區發生激光誘發(或增強)的表面化學反應,引起氣體(液體)物
73、質的光分解或熱分解,并在固體表面上沉積出反應生成物。激光誘導沉積技術包括脈沖激光沉積法、激光誘導前置轉移、激光誘導液相沉積、激光誘導固態膜分解沉積、激光誘導等離子體沉積等。圖表圖表32:激光誘導沉積區域選擇性較好激光誘導沉積區域選擇性較好,無需掩膜,工藝簡單,無需掩膜,工藝簡單 優勢優勢 具體解釋具體解釋 區域選擇性好 可以微區局域鍍覆金屬,同時無需掩模,金屬線條寬度可以達到微米甚至亞微米量級,精度高 廣泛適應性 不僅可以在絕緣體基體上進行沉積,還可以在半導體基體、金屬基體上沉積金屬、金屬氧化物等 工藝簡單 流程少,材料利用率高,減少了貴金屬的浪費,對環境污染小,沉積的速度得到很大提高 可以實
74、現智能制造 與計算機技術、數控機床技術等結合,可以形成集光、機、電于一體的操作方便、控制精確、高度智能化的激光加工設備,能夠方便實現薄膜轉印、電路修復、微型器件制備等 資料來源:激光誘導沉積技術及其應用(王昆林,清華大學,199306),華泰研究 激光誘導沉積激光誘導沉積廣泛用于泛半導體行業,廣泛用于泛半導體行業,但但在光伏中仍處于早期在光伏中仍處于早期階段階段 激光誘導沉積在光伏領域仍處于摸索狀態。激光誘導沉積在光伏領域仍處于摸索狀態。由于激光誘導沉積在半導體等行業應用早于光伏行業,未來格局相對模糊,且目前很難有有效的定價參考標準。根據樂晴智庫數據,TOPCon 電池產線相比 PERC 電池
75、產線增加的投資額約為 5000-7000 萬/GW,其增加部分主要為背面隧穿氧化層制備設備,并為 TOPCon 帶來超過 1%的轉化效率優勢(相比 PERC電池)。隨著 TOPCon 的快速產業化以及行業競爭加劇,雙面 Poly 結構成為大家關注熱點。我們預計若未來激光誘導沉積在雙面 Poly上應用后,可帶來1%以上的轉化效率提升的話,其合理定價區間有望與背面隧穿氧化層制備設備保持同樣價值量,即 5000-7000 萬/GW。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。19 工業工業 投資建議投資建議 光伏技術迭代加速,關注光伏激光設備環節。光伏技術迭代加速,關注光伏激光設備環
76、節。技術迭代是光伏設備后續成長主要動力,面對 P 型電池轉化效率接近極限,N 型電池、鈣鈦礦電池等技術發展迅速,帶動光伏新技術層出不窮。光伏激光設備在高效電池技術路徑下具備更高的設備投資額或者對其他工藝設備具有替代邏輯。隨著 TOPCon、HJT、XBC、鈣鈦礦等高效電池技術路徑產業化加速,光伏激光設備市場空間有望進一步增大,相關設備商有望深度受益。圖表圖表33:報告涉及公司及代碼報告涉及公司及代碼 公司名稱公司名稱 代碼代碼 帝爾激光 688981 CH 通威股份 600438 CH 隆基綠能 601012 CH 晶科能源 688223 CH 晶澳科技 002459 CH 愛旭股份 6007
77、32 CH 金剛光伏 300093 CH 海目星 688559 CH 英諾激光 301021 CH 先導智能 300450 CH 捷佳偉創 300724 CH 芯碁微裝 688630 CH 邁為股份 300751 CH 蘇大維格 300331 CH 杰普特 688025 CH 大族激光 002008 CH 德龍激光 688170 CH 杭州纖納-眾能光電-樂普科-一道新能-極電光能-華晟新能源-光勢能-協鑫光電-太陽井-蘇州源卓-昇印光電-資料來源:Wind,華泰研究預測 風險提示風險提示 光伏技術迭代不及預期風險光伏技術迭代不及預期風險。光伏技術迭代是設備商訂單持續增長的重要邏輯,若行業技術
78、迭代放緩,可能導致設備存量更新進度不及預期,進而影響相關設備商訂單及利潤的釋放。行業競爭加劇風險行業競爭加劇風險。當前光伏下游特別是電池領域擴產迅速,TOCPon 等技術快速產業化,若行業后續發生產能過剩,供大于求的風險,可能將引起下游廠商盈利收縮,影響設備商訂單向收入的轉化或訂單簽訂的價格。同時,光伏激光設備本身市場變大也將吸引更多競爭者參與行業競爭,從而可能加劇光伏激光設備本身的競爭。下游擴產不及預期風險下游擴產不及預期風險。設備商利潤驅動因素主要源于下游擴產或老舊產能置換,若下游擴產不及預期可能造成設備商訂單增速放緩或下滑。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。20
79、 工業工業 免責免責聲明聲明 分析師聲明分析師聲明 本人,倪正洋,茲證明本報告所表達的觀點準確地反映了分析師對標的證券或發行人的個人意見;彼以往、現在或未來并無就其研究報告所提供的具體建議或所表迖的意見直接或間接收取任何報酬。一般聲明及披露一般聲明及披露 本報告由華泰證券股份有限公司(已具備中國證監會批準的證券投資咨詢業務資格,以下簡稱“本公司”)制作。本報告所載資料是僅供接收人的嚴格保密資料。本報告僅供本公司及其客戶和其關聯機構使用。本公司不因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司認為可靠的、已公開的信息編制,但本公司及其關聯機構(以下統稱為“華泰”)對該等信息的準確性及完整性不作任
80、何保證。本報告所載的意見、評估及預測僅反映報告發布當日的觀點和判斷。在不同時期,華泰可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。同時,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。以往表現并不能指引未來,未來回報并不能得到保證,并存在損失本金的可能。華泰不保證本報告所含信息保持在最新狀態。華泰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。本公司不是 FINRA 的注冊會員,其研究分析師亦沒有注冊為 FINRA 的研究分析師/不具有 FINRA 分析師的注冊資格。華泰力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的觀點、結論和建議僅供參考,不
81、構成購買或出售所述證券的要約或招攬。該等觀點、建議并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對客戶私人投資建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,華泰及作者均不承擔任何法律責任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。除非另行說明,本報告中所引用的關于業績的數據代表過往表現,過往的業績表現不應作為日后回報的預示。華泰不承諾也不保證任何預示的回報會得以實現,分析中所做的預測可能是基于相應的假設,任何假設的變化可能會顯著影響所預測的
82、回報。華泰及作者在自身所知情的范圍內,與本報告所指的證券或投資標的不存在法律禁止的利害關系。在法律許可的情況下,華泰可能會持有報告中提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,為該公司提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務或向該公司招攬業務。華泰的銷售人員、交易人員或其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。華泰沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。華泰的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。投資者應當考慮到華泰及/或其相關人員可能存在影響本報告觀
83、點客觀性的潛在利益沖突。投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一信賴依據。有關該方面的具體披露請參照本報告尾部。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布的機構或人員,也并非意圖發送、發布給因可得到、使用本報告的行為而使華泰違反或受制于當地法律或監管規則的機構或人員。本報告版權僅為本公司所有。未經本公司書面許可,任何機構或個人不得以翻版、復制、發表、引用或再次分發他人(無論整份或部分)等任何形式侵犯本公司版權。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,并需在使用前獲取獨立的法律意見,以確定該引用、刊發符合當地適用法規的要求,同時注明出處為“華泰證券研究
84、所”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。本公司保留追究相關責任的權利。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。中國香港中國香港 本報告由華泰證券股份有限公司制作,在香港由華泰金融控股(香港)有限公司向符合證券及期貨條例及其附屬法律規定的機構投資者和專業投資者的客戶進行分發。華泰金融控股(香港)有限公司受香港證券及期貨事務監察委員會監管,是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司,后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。在香港獲得本報告的人員若有任何有關本報告的問題,請與華泰金融控股(香港)有限公司聯系。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務
85、必一起閱讀。21 工業工業 香港香港-重要監管披露重要監管披露 華泰金融控股(香港)有限公司的雇員或其關聯人士沒有擔任本報告中提及的公司或發行人的高級人員。有關重要的披露信息,請參華泰金融控股(香港)有限公司的網頁 https:/.hk/stock_disclosure 其他信息請參見下方“美國“美國-重要監管披露”重要監管披露”。美國美國 在美國本報告由華泰證券(美國)有限公司向符合美國監管規定的機構投資者進行發表與分發。華泰證券(美國)有限公司是美國注冊經紀商和美國金融業監管局(FINRA)的注冊會員。對于其在美國分發的研究報告,華泰證券(美國)有限公司根據1934 年證券交易法(修訂版)
86、第 15a-6 條規定以及美國證券交易委員會人員解釋,對本研究報告內容負責。華泰證券(美國)有限公司聯營公司的分析師不具有美國金融監管(FINRA)分析師的注冊資格,可能不屬于華泰證券(美國)有限公司的關聯人員,因此可能不受 FINRA 關于分析師與標的公司溝通、公開露面和所持交易證券的限制。華泰證券(美國)有限公司是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司,后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。任何直接從華泰證券(美國)有限公司收到此報告并希望就本報告所述任何證券進行交易的人士,應通過華泰證券(美國)有限公司進行交易。美國美國-重要監管披露重要監管披露 分析師倪正洋本人及相關人士并不擔任本報告
87、所提及的標的證券或發行人的高級人員、董事或顧問。分析師及相關人士與本報告所提及的標的證券或發行人并無任何相關財務利益。本披露中所提及的“相關人士”包括 FINRA 定義下分析師的家庭成員。分析師根據華泰證券的整體收入和盈利能力獲得薪酬,包括源自公司投資銀行業務的收入。華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司,及/或不時會以自身或代理形式向客戶出售及購買華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具,包括股票及債券(包括衍生品)華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具,包括股票及債券(包括衍生品)。華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司,及/或其高級管理層、董事和雇員可能會持有本報告中所提到
88、的任何證券(或任何相關投資)頭寸,并可能不時進行增持或減持該證券(或投資)。因此,投資者應該意識到可能存在利益沖突。評級說明評級說明 投資評級基于分析師對報告發布日后 6 至 12 個月內行業或公司回報潛力(含此期間的股息回報)相對基準表現的預期(A 股市場基準為滬深 300 指數,香港市場基準為恒生指數,美國市場基準為標普 500 指數),具體如下:行業評級行業評級 增持:增持:預計行業股票指數超越基準 中性:中性:預計行業股票指數基本與基準持平 減持:減持:預計行業股票指數明顯弱于基準 公司評級公司評級 買入:買入:預計股價超越基準 15%以上 增持:增持:預計股價超越基準 5%15%持有
89、:持有:預計股價相對基準波動在-15%5%之間 賣出:賣出:預計股價弱于基準 15%以上 暫停評級:暫停評級:已暫停評級、目標價及預測,以遵守適用法規及/或公司政策 無評級:無評級:股票不在常規研究覆蓋范圍內。投資者不應期待華泰提供該等證券及/或公司相關的持續或補充信息 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。22 工業工業 法律實體法律實體披露披露 中國中國:華泰證券股份有限公司具有中國證監會核準的“證券投資咨詢”業務資格,經營許可證編號為:91320000704041011J 香港香港:華泰金融控股(香港)有限公司具有香港證監會核準的“就證券提供意見”業務資格,經營許可
90、證編號為:AOK809 美國美國:華泰證券(美國)有限公司為美國金融業監管局(FINRA)成員,具有在美國開展經紀交易商業務的資格,經營業務許可編號為:CRD#:298809/SEC#:8-70231 華泰證券股份有限公司華泰證券股份有限公司 南京南京 北京北京 南京市建鄴區江東中路228號華泰證券廣場1號樓/郵政編碼:210019 北京市西城區太平橋大街豐盛胡同28號太平洋保險大廈A座18層/郵政編碼:100032 電話:86 25 83389999/傳真:86 25 83387521 電話:86 10 63211166/傳真:86 10 63211275 電子郵件:ht- 電子郵件:ht-
91、 深圳深圳 上海上海 深圳市福田區益田路5999號基金大廈10樓/郵政編碼:518017 上海市浦東新區東方路18號保利廣場E棟23樓/郵政編碼:200120 電話:86 755 82493932/傳真:86 755 82492062 電話:86 21 28972098/傳真:86 21 28972068 電子郵件:ht- 電子郵件:ht- 華泰金融控股(香港)有限公司華泰金融控股(香港)有限公司 香港中環皇后大道中 99 號中環中心 58 樓 5808-12 室 電話:+852-3658-6000/傳真:+852-2169-0770 電子郵件: http:/.hk 華泰證券華泰證券(美國美國)有限公司有限公司 美國紐約公園大道 280 號 21 樓東(紐約 10017)電話:+212-763-8160/傳真:+917-725-9702 電子郵件:Huataihtsc- http:/www.htsc- 版權所有2023年華泰證券股份有限公司