電新環保行業：電池技術引領下一階段光伏提效、降本-220511（41頁）.pdf

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1、證券研究報告證券研究報告 電池技術：引領下一階段光伏提效、降本電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 2022年5月 光大證券電新環保行業首席分析師 殷中樞 光大證券電新環保行業分析師 郝騫 目目 錄錄 電池技術：引領下一階段光伏提效、降本電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 HJTHJT ：設備、生產工藝提升、降本進行中：設備、生產工藝提升、降本進行中 1 TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 IBCIBC：組合應用潛力大，：組合應用潛力大，HPBCHPBC有望成黑馬有望成黑馬 投資建議及風險分析投資建議及風險分析 wVdYlXgZhUiYiUsV

2、lX7NcMbRnPnNtRpNlOmMsPeRnMsQaQrRvMuOqRzQxNnPsM請務必參閱正文之后的重要聲明 2 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 資料來源：中環股份公司公告、光大證券研究所；截至2022.4 （1）“提效提效、降本降本”是光伏產業發展的核心是光伏產業發展的核心，規?；c技術進步相互促進規?；c技術進步相互促進。我國已在光伏規?；矫嫒蝾I先，技術方面如何“提效”則是下一階段的重點。在投資中，我們需要重點判斷是我們需要重點判斷是“某項技術保持超額收益的持續時間某項技術保持超額收益的持續時間” 。 （2）硅料：硅料：在電

3、池新技術的引領下，p型料到n型料的發展是大趨勢，對提純的要求更高；顆粒硅雖然在降本上體現了一定優勢，但品質也需要進一步提升。硅片：硅片：大尺寸、薄片化是重要的發展趨勢，連續拉晶則是提效的重要手段。電池：電池： TOPCon、HJT、IBC等技術將開啟對PERC的逐步替代，不同廠商基于自身策略進行選擇，呈現各家爭鳴的態勢；材料及工藝的選擇將持續推動電池技術進步。組件：組件：疊瓦、MBB技術以及適配更多應用場景的組件產品將持續推出。 工藝關鍵詞過去現在未來金屬硅多晶硅料單晶硅棒單晶硅片單晶電池片單晶組件制料拉棒切片電池封裝低成本高品質連續拉棒大尺寸減損更薄P型高效N型高效高功率、高可靠性高電費西部

4、低電費P型料型料N型料型料西門子法西門子法流化床法流化床法CZRCZCCZ砂漿切割金剛線切割更細更細金剛線金剛線200m160170m100mP-常規P-PERCHPBCN-TOPConN-HJTTBC、HBC常規雙面、疊瓦、半片、MBB156.75158.75/166182/210疊層電池疊層電池適配場景、電池/BIPV圖：光伏產業各環節技術進步路徑圖：光伏產業各環節技術進步路徑 請務必參閱正文之后的重要聲明 3 資料來源：上海交通大學預測、光大證券研究所整理；截至2022.4 （1 1）TOPConTOPCon、HJTHJT、IBCIBC電池有望接力電池有望接力PERCPERC，每項技術因

5、供需錯配而獲得超額收益每項技術因供需錯配而獲得超額收益，進而形成投資最佳時間段進而形成投資最佳時間段。根據CPIA，2021年，PERC （發射極鈍化和背面接觸）電池片市占率達到91.2%，平均效率達23.1%， n型電池，主要包括HJT（本征非晶層的異質結）電池和 TOPCon （隧穿氧化層鈍化接觸電池）市占率約為 3%，TOPCon 電池平均轉換效率達到 24%，異質結電池平均轉換效率達到 24.2%，IBC （交指式背接觸）電池平均轉換效率達到 24.1%，未來， TBC（隧穿氧化層鈍化背接觸）、HBC （異質結背接觸）等電池技術也會不斷取得進步。 （2 2）20222022年年，TOP

6、ConTOPCon、HPBCHPBC、HJTHJT 電池量產效率有望達電池量產效率有望達2424. .5 5%。TOPConTOPCon（晶科晶科）與與HPBCHPBC（隆基隆基）有望率先突有望率先突圍圍，當前降本較快當前降本較快，良率和成組率是需要突破目標良率和成組率是需要突破目標，HPBCHPBC更適合分布式市場；而更適合分布式市場；而HJTHJT（通威通威、邁為邁為）待設備待設備、薄片化薄片化、銀漿及靶材進一步降本后銀漿及靶材進一步降本后，則會形成相對優勢則會形成相對優勢。 圖：光伏不同技術的轉化效率及未來前景圖：光伏不同技術的轉化效率及未來前景 TOPConTOPConHJTHJT類型

7、類型 分類分類 20212021 2022E2022E 2023E2023E 2025E2025E 2027E2027E 2030E2030E p型多晶 BSF p型多晶黑硅電池 19.5% 19.5% 19.7% - - - PERC p型多晶黑硅電池 21.0% 21.1% 21.3% 21.5% 21.7% 21.9% PERC p型鑄錠單晶電池 22.4% 22.6% 22.8% 23.0% 23.3% 23.6% p型單晶 PERC p型單晶電池 23.1% 23.3% 23.5% 23.7% 23.9% 24.1% n型單晶 TOPCon電池 24.0% 24.3% 24.6% 2

8、4.9% 25.2% 25.6% 異質結電池 24.2% 24.6% 25.0% 25.3% 25.6% 26.0% IBC電池 24.1% 24.5% 24.8% 25.3% 25.7% 26.2% 資料來源：CPIA,中國光伏產業發展路線圖（2021年版），注：1.背接觸n型單晶電池目前處于中試階段，2. 均只記正面效率 圖：圖：20212021- -20302030年各種電池平均轉化效率變化趨勢年各種電池平均轉化效率變化趨勢 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 請務必參閱正文之后的重要聲明 4 資料來源：TaiyangNews 2021，光大

9、證券研究所整理 表：各電池技術的關鍵特性表：各電池技術的關鍵特性 （1 1）晶硅電池技術的最大區別在于鈍化機理和金屬化方案。）晶硅電池技術的最大區別在于鈍化機理和金屬化方案。大多數光伏電池結構中，與金屬接觸區域會形成高度活躍的載流子復合中心，鈍化是使硅材料的表面形成缺陷而失活，進而減少載流子的表面復合1）場效應鈍化：場效應鈍化：在近表面創建電場，以相同極性排斥載流子；2）化學鈍化：化學鈍化：通過形成飽和懸空鍵來弱化介面電子態。 （2）PERC是通過背面氧化鋁覆蓋層實現了化學及場效應鈍化，鈍化接觸除滿足表面鈍化外，通過插入更寬的帶隙層解決金屬接觸區域高度活躍的復合中心而造成的損失；TOPConT

10、OPCon是在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層是在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構。摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構。此外，鈍化接觸也廣泛應用于HJT、IBC等其他光伏電池技術。 電池技術電池技術 關鍵工藝關鍵工藝 主流硅片主流硅片 鈍化鈍化 金屬化金屬化 額外步驟額外步驟 硅片的側位硅片的側位 電介質電介質 應用方法應用方法 PERC鈍化發射極背場點接觸電池 背表面鈍化技術代替表面場 單晶/多晶 前 氮化硅 PECVD 背表面場鋁漿，背電極銀漿，正面低溫銀漿 激光接觸開孔，背面拋光 單晶/多晶 背 氧化鋁/氮化硅（覆蓋層） PE

11、CVD, ALD/PECVD 單晶 氮氧化硅/氮化硅（覆蓋層） PECVD 鈍化接觸（如隧穿氧化層鈍化接觸即TOPCon） 生長的超薄氧化鋁能使載流子隧穿通過；多晶硅的沉積和摻雜 n型 前 氧化鋁，氧化硅，硼硅玻璃/氮化硅（覆蓋層） PECVD, ALD, 擴散/PECVD, 熱氧化，濕化學法 前表面鋁摻雜的銀漿，特殊的背面接觸銀漿，所有電極能承受低溫燒結工藝 硼擴散，前表面鈍化，基于濕化學法的清洗步驟 背 氧化硅（?。?熱生長，化學法，沉積 多晶硅 LPCVD, PECVD, APCVD, PEALD, PVD HJT異質結電池 在摻雜的晶硅襯底和具有反向導電率的非晶硅層形成異質結 n型 前

12、/背 非晶硅 PECVD 需要低溫固化漿料，電鍍也是一種潛在替代方法 特殊的濕化學清洗工藝，透明導電氧化物沉積 IBC插指式背接觸 被表面交替進行n+和p+摻雜 n型 前 氧化鋁，氧化硅，硼硅玻璃/氮化硅 PECVD 正負電極均位于背表面 掩膜和清洗工藝 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 請務必參閱正文之后的重要聲明 5 （1）根據德國ISFH 2018年的理論結果，PERC的理論極限效率24.5%，這意味著當前量產PERC技術提效已經接近極限。 （2）基于不同電子、空穴選擇性接觸材料結合組成的電池最高理論極限是28.7%（ISFH 2018 ）

13、，以非晶氧化層作為接觸材料電池（經典HJT）的極限效率為27.5% （ISFH 2018 ），隆基在Solar Energy Materials and Solar Cells 231（2021）111291 認為HJT極限效率為28.5%；而雙面多晶硅鈍化的經典TOPCon電池的極限效率為28.7% （ISFH 2018 ） 。 資料來源：Jan Schmidt；Surface passivation of crystalline silicon solar cells: present and future 表：各電池技術的關鍵特性表：各電池技術的關鍵特性 一、電池技術：引領下一階段光伏提

14、效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 PERCPERC的理論最高效率的理論最高效率24.5%24.5% 經典經典HJTHJT的理論最高效率的理論最高效率27.5% (27.5% (隆基隆基28.5%)28.5%) 經典經典TOPConTOPCon最高效率最高效率28.7%28.7% 請務必參閱正文之后的重要聲明 6 科目科目 P P- -PERCPERC（基準）（基準） TOPConTOPCon HJTHJT IBCIBC 經典經典IBCIBC TBCTBC 經典經典HBCHBC 實驗室效率 22.8%-23.2% 23.5%-24.5%（Fraunhofer） 26.3%（隆基）

15、 25.2%（SunPower） 26.1%（Fraunhofer） 26.63%（Kaneka） 量產效率 22.8%-23.2% 23.5%-24.5% 23.5%-24.5% 23.5%-24.5% 24.5%-25.5% 25%-26.5% 量產難度 工序中等，難度低 工序多，難度中低 工序少，難度中高 工序度，難度中高 工序多，難度中高 工序多，難度高 生產成本 約0.6-0.8元/W 約0.7-0.9元/W 約1.0-2.0元/W 約1.0-2.0元/W 約1.0-2.0元/W 約1.2-2.2元/W 銀漿耗量 80mg/片 100-120mg/片 200-220mg/片 低于雙面

16、PERC 低于雙面TOPCon 低于HJT 薄片化 160-180m 150-160m 90-140m 130-150m 130-150m 90-140m 產業兼容性 目前主流產線 可升級PERC產線 完全不兼容PERC 兼容部分PERC 兼容TOPCon 兼容HJT 設備投資 1.5億元/GW 2-2.5億元/GW 3.5-4億元/GW 3億元/GW 3億元/GW 5億元/GW 量產成熟度 已成熟 已成熟 即將成熟 已成熟 即將成熟 即將成熟 資料來源： 普樂科技POPSOLAR，光大證券研究所 表：不同光伏電池性能、成本比較分析表：不同光伏電池性能、成本比較分析 一、電池技術：引領下一階段

17、光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 （1）PERC電池目前最為成熟，設備投資約1.5億元/GW為最低，非硅成本約0.17-0.18元/W，雖然效率有極限，但其他電池工藝若想對PERC形成替代，需要至少在效率、非硅成本、設備投資這三個指標有所突破； （2）TOPCon工藝可在PERC舊有設備進行改造，追加投資約6000萬元/GW；新建產線則約2-2.5億元/GW，目前非硅成本依然要比PERC增加0.04-0.1元/W，在效率上目前可以增加約1%，因此，現階段TOPCon具有一定性價比，在此基礎上，設備投資和非硅成本可進一步降低，所以產業內當前TOPCon擴產較為激進。 （3）

18、隆基股份擬推出HPBC技術路線，該路線可以更好的利用p型硅片的技術優勢，效率比PERC也可高出1%，成本與PERC持平，在應用場景方面，由于其為背面金屬化，更適用于分布式，當前需要關注良率和產能落地情況。 （4）HJT目前設備投資依然較高，非硅成本也高出PERC約0.2元/W，需要薄片化、銀漿、靶材技術推動進一步降本，產業化才能更具優勢。 請務必參閱正文之后的重要聲明 7 工藝工藝 PERCPERC TOPConTOPCon HJTHJT IBCIBC 經典經典IBCIBC TBCTBC 經典經典HBCHBC 1 清洗制絨 清洗制絨 清洗制絨 清洗制絨 清洗制絨 清洗制絨 2 磷擴散 硼擴散硼

19、擴散 本征氫化非晶硅（正面）本征氫化非晶硅（正面） 背面磷擴散 隧穿+磷摻雜非晶硅 本征氫化非晶硅（正面） 3 激光SE 激光SE 硼摻雜非晶硅（正面）硼摻雜非晶硅（正面） 去PSG 掩膜 減反膜（正面） 4 熱氧 去BSG 本征氫化非晶硅（背面）本征氫化非晶硅（背面） 掩膜掩膜 激光開槽 本征氫化非晶硅（背面） 5 去PSG 隧穿隧穿+ +本征非晶硅本征非晶硅 磷摻雜非晶硅（背面）磷摻雜非晶硅（背面） 激光開槽激光開槽 硼摻雜非晶硅 硼摻雜非晶硅（背面） 6 堿拋 磷擴散磷擴散 透明導電膜（背面）透明導電膜（背面） 刻蝕 刻蝕 掩膜 7 退火 去去PSG&PSG&去繞鍍去繞鍍 透明導電膜（正

20、面）透明導電膜（正面） 背面硼擴 SiOx鈍化 激光開槽 8 AlOx鈍化 AlOx鈍化 絲網印刷 去BSG 減反膜（正面） 刻蝕 9 減反膜（背面） 減反膜（正面） 銀漿固化 雙面熱氧 減反膜（背面 本征氫化非晶硅（背面） 10 減反膜（正面） 減反膜（背面） 光注入 減反膜（正面） 激光開槽（PN隔離） 磷摻雜非晶硅（背面） 11 絲網印刷 絲網印刷 測試分選 減反膜（背面 絲網印刷 刻蝕 12 燒結 燒結 絲網印刷 燒結 透明導電膜（背面） 13 光注入 光注入 燒結 光注入 激光開槽（PN隔離） 14 測試分選 測試分選 光注入 測試分選 絲網印刷 15 測試分選 銀漿固化 16 光注

21、入 17 測試分選 資料來源：普樂科技POPSOLAR，光大證券研究所 表：不同光伏生產工藝比較表：不同光伏生產工藝比較 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 （1）與p型PERC路線不同，如果是基于n型的TOPCon路線需將磷擴散改成硼擴散、增加隧穿氧化層和非晶硅層工藝，但總體上改進或增加步驟較少，同時核心設備和技術都有進一步集成空間，PERC產能較大的龍頭廠商，支持該路線的較多； （2）HJT路線則采用全新的工藝路線，核心在于非晶硅膜和透明導電膜工藝，這些核心設備均需要重新購置，所以新進入者更青睞該路線； （3）IBC路線的核心是在電池背面制備出

22、質量較好、呈叉指狀間隔排列的p區和n區，需在電池背面印刷一層叉指狀擴散掩蔽層。 請務必參閱正文之后的重要聲明 8 資料來源：CPIA,中國光伏產業發展路線圖（2021年版） 圖：圖：不同電池技術產量占比不同電池技術產量占比 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 20222022年年n n型電池出貨量市占率有望達型電池出貨量市占率有望達1111%，主要以主要以TOPConTOPCon產品放量為主產品放量為主。觀察已投產n型技術的企業，布局HJT的新進企業多數為中試線水平，HJT中試線生產良率達到98%-99%，大規模量產的良率波動在80%-90%之間，

23、生產良率、稼動率仍有待改善；而TOPCon進入者多為一體化企業，預計后續擴產計劃也都為TOPCon預留升級空間，且擴產的GW級產線相對較多，中短期來看TOPCon產能的實際放量將高于HJT的產能。根據CPIA預測2025年TOPCon+HJT產能將達到35%的比重。 n n型硅片技術對比型硅片技術對比p p型硅片更傾向于半導體化型硅片更傾向于半導體化，n n型電池片可以實現更高的理論轉化效率型電池片可以實現更高的理論轉化效率，且具有壽命高且具有壽命高、溫度系數低溫度系數低、光光衰減系數低衰減系數低、弱光響應等綜合優勢弱光響應等綜合優勢，不僅不僅BOSBOS成本更低成本更低，n n型電池在全生命

24、周期內的發電量也高于型電池在全生命周期內的發電量也高于p p型型。n型硅片制備更貼近于半導體材料，一方面它具有更高的少子壽命、更低的氧碳含量、還有更加集中的電阻率分布，對材料提出了更高的要求，一般要達到電子級一般要達到電子級2 2級要求級要求。在制作n型技術電池上，大家更多采用差異化的產品設計，材料端、電池端、組件端的產業鏈相互配合，標準和要求才能進一步提高，所以當前更需要建成n型的產品生態。 標準標準 GB/T 12963GB/T 12963- -20142014電子級多晶硅電子級多晶硅 GB/T 25074GB/T 25074- -20172017太陽能級多晶硅太陽能級多晶硅 電子及電子及

25、1 1級級 電子級電子級2 2級級 電子級電子級3 3級級 太陽能特級太陽能特級 太陽能太陽能1 1級級 太陽能太陽能2 2級級 施主雜質濃度，10-9 0.15 0.25 0.30 0.68 1.40 2.61 受主雜質濃度，10-9 0.05 0.08 0.10 0.26 0.54 0.88 少數載流子壽命us 1000 1000 500 300 200 100 碳濃度 4.0*1015 1.0*1016 1.5*1016 2.0*1016 2.5*1016 3.0*1016 氧濃度 1*1016 - - 0.2*1017 0.5*1017 1.0*1017 基體金屬雜質濃度，10-9 F

26、e、Cr、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：1.0 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：1.5 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：2.0 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn總金屬雜質量：15 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn總金屬雜質量：50 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn總金屬雜質量：100 表面金屬雜質濃度，10-9 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Al、K、Na總金屬雜質量：5.5 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Al、K、Na總金屬雜質量：10.5 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Al、K、Na總金屬雜質量：15 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：30 Fe、C

27、r、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：100 Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na總金屬雜質量：100 資料來源：GB/T 12963-2014電子級多晶硅、GB/T 25074-2017太陽能級多晶硅 圖：不同等級多晶硅要求圖：不同等級多晶硅要求 資料來源：晶科能源n型TOPCon組件產品白皮書 圖：圖：n n型硅片全生命周期發電量更高型硅片全生命周期發電量更高 請務必參閱正文之后的重要聲明 9 一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本一、電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 n n型硅片成本和售價一般比型硅片成本和售價一般比p p型硅片高出約型硅片高出約6 6- -10%10%。成本高的原

28、因：摻雜磷且均勻性要求提高（分凝系數磷0.35硼0.8-1）、純度要求提高、客戶要求各異、工藝難度在增加、硅棒也短一些增加成本。 根據中環股份業績匯報材料：根據中環股份業績匯報材料： （一）少子壽命影響因素及改善目標：（一）少子壽命影響因素及改善目標： （1）從原料方面：1）原生多晶：體表金屬含量控制；2）回收料：清洗質量控制。 （2）單晶工藝方面：1）拉晶棒長設定；2）拉晶顆次設定。 （3）熱場、工裝影響：熱場、工裝夾具純度以及材質的優化都可以降低拉晶過程中對于微量雜質的引入。熱場、工裝夾具純度以及材質的優化都可以降低拉晶過程中對于微量雜質的引入。 （4）電阻率范圍差異化：摻雜劑濃度越高電阻

29、率越低，少子壽命呈降低趨勢，不同電阻率范圍少子壽命差異巨大。 （二）氧含量的控制：（二）氧含量的控制： 反映出材料的純度，同時在越低的氧含量，越有利于獲得更高的光電轉換效率，可以通過基礎研究、加快氧揮發速率和降低單晶制備中硅溶液與坩堝的反應速率來改善。 硅料端：硅料端：n n型料前期以海外進口為主，后期以國內產品為主，差距不大，目前改良西門子法可實現，顆粒硅方法需要提升品型料前期以海外進口為主，后期以國內產品為主，差距不大，目前改良西門子法可實現，顆粒硅方法需要提升品質。硅片端：拉棒：質。硅片端：拉棒：n n型硅棒更短、少子壽命更高、氧含量降低，品質要求高；切片：型硅棒更短、少子壽命更高、氧含

30、量降低，品質要求高；切片：薄片化，金剛線更細，熱場及石英坩薄片化，金剛線更細，熱場及石英坩堝純度提升，耗量增加。堝純度提升，耗量增加。 圖：硅片厚度及金剛線線徑圖：硅片厚度及金剛線線徑 資料來源：高測股份官網 圖：不同品質硅料比較圖：不同品質硅料比較 資料來源：中環股份業績匯報材料 圖：中環硅片薄片化進程及拉棒控制圖：中環硅片薄片化進程及拉棒控制 資料來源：中環股份業績匯報材料 目目 錄錄 電池技術：引領下一階段光伏提效、降本電池技術：引領下一階段光伏提效、降本 HJTHJT ：設備、生產工藝提升、降本進行中：設備、生產工藝提升、降本進行中 10 TOPConTOPCon：2222年量產提速，

31、產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 IBCIBC：組合應用潛力大，：組合應用潛力大，HPBCHPBC有望成黑馬有望成黑馬 投資建議及風險分析投資建議及風險分析 請務必參閱正文之后的重要聲明 11 （1）TOPCon即隧穿氧化層鈍化接觸電池，是2013年在第28屆歐洲 PVSEC 光伏大會上德國 Fraunhofer太陽能研究所首次提出的一種新型鈍化接觸太陽能電池。 （2）大多數TOPCon是基于n型硅，正面采用氧化鋁和氮化硅電解質層來鈍化p+硼擴散發射極，在背面擁有在背面擁有 1 1nmnm隧穿氧化層隧穿氧化層“氧化硅氧化硅”是其核心特點是其核心特點 ，而后分別鍍n+多晶硅層和氮化硅層，最后

32、在電池正反面刷上銀電極。 （3）氧化硅提供極好的化學鈍化作用，重摻雜的多晶硅截面排斥“少子”，隧穿氧化層可以使“多子”在非常低的結電阻下隧穿通過，由于載流子選擇性，在摻雜層之間，載流子形成快速輸運能力，使得電阻損失減少、載流子復合率降低，而達到提升效率的目的。 （4）TOPCon電池具有全新的表面鈍化體系、全新的金屬接觸體系（金屬/半導體之間隔離/半隔離狀態、多晶硅高摻雜濃度表面形成較好的歐姆接觸）、完美的光學匹配（多晶硅膜位于背面，最大化光吸收利用能力）、較好的體材料匹配（n型料）。 資料來源：晶科能源n型TOPCon組件產品白皮書 資料來源：晶科能源n型TOPCon組件產品白皮書 圖：圖：

33、TOPConTOPCon電池基本結構電池基本結構 圖：圖：TOPConTOPCon電池提效原理電池提效原理 圖：圖：TOPConTOPCon電池基底及膜層拆分電池基底及膜層拆分 資料來源：中來股份官網 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 請務必參閱正文之后的重要聲明 12 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 資料來源：晶科能源官網，光大證券研究所整理 24.0%24.4%24.8%25.2%25.6%26.0%26.4%圖：圖：TOPConTOPCon電池提效原理電池提效原理 圖：晶

34、科能源圖：晶科能源n n型型TOPConTOPCon電池效率記錄電池效率記錄 資料來源：晶科能源官網 （1）晶科能源在2022.4.27宣布，其研發團隊率先開發出硅片吸雜、高激活摻雜發射極以及金屬電極光反射等多項適用于大尺寸的先進技術，以及自主開發的成套HOT高效電池工藝技術等多項創新及材料優化，實現實現25.7%25.7%的效率，再次突的效率，再次突破去年破去年1010月創造的月創造的25.4%25.4%的世界紀錄。的世界紀錄。 （2）基于p型硅片亦可以完成TOPCon電池制備。2021.7，隆基電池研發中心單晶p型TOPCon電池研發實現高達25.19%轉換效率，是目前商業化尺寸p型電池世

35、界最高效率，也體現了隆基股份在體現了隆基股份在p p型硅片及新型電池強大實力。型硅片及新型電池強大實力。 （3）n n型型TOPConTOPCon鈍化機理和提升方案相對鈍化機理和提升方案相對清晰，清晰，2525- -26%26%的量產效率可期待。的量產效率可期待。根據晶科能源年報：根據晶科能源年報：VocVoc- -開路電壓提升開路電壓提升路線路線：1）B擴發射極優化、正接觸復合損失降低（面積、復合濃度）；2）鈍化接觸復合進一步降低、背接觸新型金屬漿料體系；3）切割技術、清洗工藝升級；JscJsc- -短路電流提升路線：短路電流提升路線：1）減少金屬電極正面遮光損失：超細柵技術、提升電池電流；

36、2）提升電流收集：基礎結構、正面工藝優化；3）光學損失：設計優化、新材料。 （4）隆基股份對于TOPCon效率優化也集中于柵線優化、 SE、光學損失優化、增透膜、高質量硅片等，以減少遮光、復合等問題。 請務必參閱正文之后的重要聲明 13 表：表：TOPConTOPCon電池電池已建、待建及規劃產能已建、待建及規劃產能 資料來源：公司公告，光大證券研究所整理；單位：MW 企業企業 產地產地 項目狀態項目狀態 已建已建 2222年在建待建年在建待建 規劃規劃 詳細詳細 國電投 西安 投產 400 韓華 韓國 投產 600 2500 鴻禧 - 募資 2000 嘉悅 安徽金寨 募資 5000 晶澳 河

37、北寧晉 投產 100 晶科 浙江海寧 量產 900 安徽合肥 量產 8000 8000 8000 計劃合肥二期 浙江海寧尖山 設備定標 8000 8000 2022年3月下線 正泰 規劃 2000 2022年5月設備入場 鈞達 安徽滁州 開工 8000 8000 2022年5月設備入場 隆基 江蘇泰州 投產 100 尚德 江蘇 簽約 2000 調試中 一道 浙江衢州 投產 1000 5000 預計2022年5月投產 蘇州潞能 江蘇張家港 開工 1000 天合 江蘇常州 投產 500 江蘇宿遷 規劃 8000 8000 2022年8月 東方日升 安徽滁州 投產 500 浙江義烏 規劃 2500

38、2500 Q2設備進場 江蘇常州 規劃 4000 通威 四川眉山 規劃 1000 同翎新能源 江蘇高郵 簽約 5000 中節能 江蘇 規劃 5000 中來 江蘇泰州 投產 3600 安徽滁州 簽約 10000 中來華陽 山西太原 開工 8000 8000 協鑫集成 四川樂山 募資 10000 中清 - 規劃 5000 LGE 韓國 投產 1500 REC 新加坡 投產 300 合計合計 1750017500 5150051500 9300093000 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 （1）根據各公司公告，我們預計到2022年底TOPC

39、on落地的產能有望達到40-50GW，其中晶科能源合肥、海寧項目達16GW16GW，日前又公布了合肥二期，日前又公布了合肥二期8GW8GW計劃。鈞達股份、天合光能各8GW有望在2022年年內落地。 （2）隆基股份在隆基股份在TOPConTOPCon技術儲備充足，但堅持“不領先、不擴產”原則，目前并未公布激進的技術儲備充足，但堅持“不領先、不擴產”原則，目前并未公布激進的TOPConTOPCon電池擴產計電池擴產計劃劃。 請務必參閱正文之后的重要聲明 14 PERCPERC 制絨清洗 磷擴散 激光SE 背面AlOx SiNx 正面SiNx 絲印與燒結 測試分選 去PSG和背結 TOPConTOP

40、Con 制絨清洗 硼擴散 激光SE 去BSG和背結 LPCVD：氧化層+本征非晶硅 磷擴散 去PSG 繞鍍多晶硅刻蝕 磷離子注入 高溫激活及修復 繞鍍多晶硅刻蝕 正面AlOx SiNx 背面SiNx 絲印與燒結 測試分選 邊緣多晶硅刻蝕 PECVD非晶硅 退火 TOPConTOPCon增加增加 工序及設備工序及設備 UV-氧化層 TOPConTOPCon設備名稱設備名稱 較較PERCPERC 改動改動 重點國內廠家重點國內廠家 制絨清洗設備 現有設備 捷佳偉創 擴散爐 現有擴散爐改造（一次or二次硼擴） 拉普拉斯、捷佳偉創 激光摻雜設備 帝爾激光、海目星、大族激光 刻蝕設備 現有設備 捷佳偉創

41、 (1)LPCVD：本征+磷擴+刻蝕 (2)PECVD+退火+刻蝕 新增LPCVD或PECVD 、改造擴散爐 LPCVD：拉普拉斯（成熟）、普樂、捷佳、北京科銳 PECVD：捷佳偉創（待成熟）、金辰、北方華創 PECVD設備 現有設備改造 捷佳偉創 絲印燒結設備 現有設備改造 絲?。哼~為股份、捷佳偉創、科隆威 激光轉?。旱蹱柤す?測試分選設備 現有設備 邁為股份、捷佳偉創、科隆威 資料來源：TaiyangNews 2021，各公司公告，光大證券研究所整理 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 （1）TOPCon需要在PERC增加約3-4個工

42、藝步驟，硼擴和沉積工藝是核心： 1）硼發射極制備；2）隧穿氧化層生長；3）多晶硅沉積及摻雜；4）附加的擴散工藝或清洗。TOPCon的設備投資約2-2.5億元/GW ，較PERC的1.5億元/GW依然略高，規?；蛟O備集成后有望實現進一步降本。 （2）目前沉積工藝中LPCVD設備較為成熟，量產中采用較多，但存在繞鍍問題；PECVD集成性提升后有望實現設備降本，技術仍在開發中。激光設備在激光開槽、激光摻雜中廣泛應用，前者相對成熟，后者技術需要持續提升。 資料來源：TaiyangNews 2021，光大證券研究所繪制 表：表：TOPConTOPCon電池電池設備及重點國內廠家設備及重點國內廠家 圖：

43、圖：TOPConTOPCon與與PERCPERC電池工藝流程比較電池工藝流程比較 請務必參閱正文之后的重要聲明 15 資料來源：中科院寧波材料所 資料來源：拉普拉斯公司官網 （1）氧化硅制備采用濕化學氧化法與氣相氧化法，非晶硅薄膜采用化學沉積法（LPCVD、PECVD、PVD、PEALD、APCVD等） （2）LPCVD優勢：技術較為成熟，兼容現有產線；同時集成度較高，氧化硅與非晶硅可以單管集成；無脫膜現象；設備產能大、成本不高、占地面積??；電池效率高。 （3）LPCVD不足：非晶硅成膜速率低，且厚度均勻度控制難度大；通常需要結合二次磷擴散；非晶硅繞鍍嚴重，部分解決方案會降低產能，刻蝕繞鍍需要

44、增加設備且控制難度大；石英舟目前需要2個月換一次，石英管需要3-6個月更換，備件成本比PERC高。 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 技術難點一：隧穿氧化層制備及非晶硅膜沉積技術難點一：隧穿氧化層制備及非晶硅膜沉積 氣氣體體通通入入 氣氣體體對對流流 氣氣體體擴擴散散 表表面面反反應應 表表面面吸吸附附 表面表面脫附脫附 薄膜薄膜成核成核生長生長 圖：圖：LPCVDLPCVD繞鍍問題原理及圖片繞鍍問題原理及圖片 圖：圖：LPCVDLPCVD設備原理及工藝流程圖設備原理及工藝流程圖 請務必參閱正文之后的重要聲明 16 公司公司 拉普拉斯拉

45、普拉斯 捷佳偉創捷佳偉創 普樂科技普樂科技 CentrothermCentrotherm SEMCOSEMCO 型號 - LD-420 c.DEPO X HORTUS LPCVD 技術 LPCVD LPCVD LPCVD LPCVD LPCVD 工藝 隧穿氧化物+本征多晶硅附著+原位摻雜 隧穿氧化物，多晶硅附著，原位摻雜 隧穿氧化物+多晶硅附著 隧穿氧化物+本征多晶硅附著+原位摻雜 隧穿氧化物，多晶硅附著，原位摻雜 晶圓方向 水平 - 水平 設備配置 5層管 4-6層管 10層管 6層管 環繞式處理 最小化 最小化 原位摻雜 可選 是 否 是 每管硅片數量（片/管） 2000 1600 160

46、0-半節距；800-全節距 1400 氧化層厚度（nm） 1.4-2.2 1-1.5 多晶硅層厚度（nm） 80-200 100 100-150 160 產量（每小時） G12:1600 M10:3300 3000 3600 6000 G12:5700 M10:6000 機械成品率（%） 0.96 薄膜均勻性 批次控制3%以內，同一批次4%以內 商業化情況 可商業化 可商業化 可商業化 可商業化 規模投產準備 是 是 完成測試 是 資料來源：TaiyangNews 2021 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 （1 1）本征多晶硅沉積需要

47、）本征多晶硅沉積需要80min80min，再加上原位摻雜達到，再加上原位摻雜達到3h3h。SEMCO 6層管配置，每批次可處理10800片，C12產量5700片/h，M10產量6000片/h；拉普拉斯對尺寸在190mm硅片每批次裝載10000片，G12產量1600片/h，M10產量3300片/h。 （2）拉普拉斯是中國領先的LPCVD供應商，是TOPCon熱加工一站式供應商，包括硼與磷擴散爐、LPCVD、PEALD（硼發射極生長鈍化層）、激活摻雜源的退火爐；采用水平方向加工硅片目的是減少繞鍍、減少大硅片碎片。 表：表：LPCVDLPCVD設備廠家及產品主要參數設備廠家及產品主要參數 請務必參閱

48、正文之后的重要聲明 17 項目項目 LPCVDLPCVD PECVDPECVD 原理差異 利用熱效應分解反應氣體 （1）受限于熱力學平衡，無法顯著提升沉積速率 （2）受限于不同反應氣體熱力學分解條件差異，難以靈活調控摻雜類型和濃度 利用等離子體場分解反應氣體 （1）在平衡態下實現提升沉積速率； （2）可靈活引入不同摻雜原子、控制沉積區域 優勢 技術和設備成熟，可大規模生產，與熱氧化技術集成度高，成膜質量好，電池效率高24.5% 沉積速率快、無繞鍍、可定期清洗石英舟，無石英管耗材，可制備p-TOPCon 劣勢 成膜速率低、無法避免非晶硅繞鍍，定期停機維護，更換石英爐管和載具 易出現脫膜，熱氧化技

49、術無法和PECVD集成，核心設備較貴，工藝制程，關鍵輔材未配套到位 工藝工藝 供應商數量供應商數量 商業可用性商業可用性 大規模生產大規模生產 避免繞鍍避免繞鍍 原位摻雜原位摻雜 鈍化性能鈍化性能 產量產量 代表企業代表企業 LPCVD 拉普拉斯、捷佳偉創、樂普、Centrotherm、SEMCO PECVD 捷佳偉創、金辰股份、北方華創、梅耶博格、Centrotherm PVD 新格拉斯、北京科銳、樂普、江蘇杰太 PEALD 微導、艾華 APCVD SCHMID 二、二、TOPConTOPCon：2222年量產提速，產品實現溢價年量產提速，產品實現溢價 資料來源：中科院寧波材料所 資料來源：

50、中科院寧波材料所 資料來源：TaiyangNews 2021，公司公告，光大證券研究所整理 圖：圖：LPCVDLPCVD與與PECVDPECVD工作原理工作原理 表：表：LPCVDLPCVD與與PECVDPECVD原理差異及優劣勢原理差異及優劣勢 表：表：LPCVDLPCVD與與PECVDPECVD原理差異及優劣勢原理差異及優劣勢 （1）目前，正在開發PECVD技術用于非晶硅沉積，分為板式、管式，板式爐較為成熟、繞鍍較??；管式爐設備結構簡單、成本低、產量大。PECVD可以把沉積速度控制在35min，有效提升生產效率；同時繞鍍現象不會特別顯著，易于去除；沉積僅在石英舟上可清理、不損耗石英管。 （