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1、 行業深度報告 三類新型技術搶棒 PERC,N 型高效時代開啟 行業深度報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。行業報告 電力設備及新能源 2022 年 07 月 15 日 強于大市(維持強于大市(維持)行情走勢圖行情走勢圖 證券分析師證券分析師 皮秀皮秀 投資咨詢資格編號 S1060517070004 010-56800184 PIXIU 吳文成吳文成 投資咨詢資格編號 S1060519100002 WUWENCHENG 平安觀點:PERC 迫近迫近理論理論效率極限,效率極限,N型技術拐點已至。型技術拐點已至。在行
2、業“降本增效”主題驅動下光伏電池歷經技術迭代,當前主流產品 P 型 PERC 電池效率迫近理論極限且降本趨緩,具備轉換效率高、溫度系數低、光致衰減低等優勢的 N 型電池是下一步迭代發展的方向。目前,N 型 TOPCon 電池經濟性提升明顯,HJT 電池中長期提效降本空間較大,IBC 電池技術延伸空間廣闊,未來較長一段時間多種技術路線將競相發展。TOPCon 經濟性凸顯,引領經濟性凸顯,引領 N型技術產業化元年。型技術產業化元年。TOPCon 為隧穿氧化層鈍化接觸電池,產線可與 PERC 產線兼容,經濟性和性價比凸顯支撐其率先占據 N 型產品擴產高點。目前一體化龍頭如晶科、天合、晶澳等推動TOP
3、Con 向規?;l展,中來、鈞達、一道新能也有較大規模布局,協鑫和正泰開發提速。2022 年 TOPCon 電池產能規模有望超過50GW,2023年或達 80GW。TOPCon 在終端應用已具備與 PERC 競爭的實力,預計中短期內率先布局的企業有望獲得超額收益。設備、材料端齊推“降本增效”,設備、材料端齊推“降本增效”,HJT 加速產業化。加速產業化。HJT 是具有本征非晶層的異質結電池,可通過雙面微晶、半棒薄片、銀包銅、SMBB 高精度串焊、靶材無銦化等工藝進一步降本增效。產能布局方面,新進者如華晟新能源、金剛玻璃、明陽智能等和下游央國企運營商如華潤電力、國電投等加速擴產布局。到 2022
4、 年底,國內 HJT 產能規模(含在建)或超過 15GW,待其經濟性優化后,技術迭代紅利將加速兌現并有望爭奪市場主導地位。IBC 兼容性優越,技術延伸空間廣闊兼容性優越,技術延伸空間廣闊。IBC 交指式背接觸電池,PN 結及正負極金屬柵線位于電池背面,適于中高端分布式市場及 BIPV 商業化應用。目前,隆基綠能主推 P 型 IBC 電池(HPBC),愛旭股份在 6 月底發布了名為“黑洞”的 N 型 ABC 組件新產品。IBC 兼容性優越,未來可結合 TOPCon、HJT 等技術優勢進一步拓展應用空間。投資建議。投資建議。布局 N 型技術將成為光伏廠商差異化競爭和盈利提升的重要因素,建議關注三大
5、主線:關注短期性價比較優的 TOPCon 電池組件廠商如天合光能、晶澳科技、鈞達股份等,以及聚焦分布式領域HPBC 技術應用的隆基綠能;N 型技術產業化發展需要設備環節持續助力降本增效,建議關注設備企業邁為股份、捷佳偉創、高測股份、金博股份、帝爾激光等;原材料及輔材的國產化與提質降本將提升 N 型技術性價比,建議關注帝科股份、福斯特等企業。風險提示。風險提示。光伏下游裝機需求受貿易政策及疫情等因素影響不及預期;N型電池組件效率提升水平不及預期;國產化設備及材料降本力度不足,N型技術產業化速度不及預期。證券研究報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并
6、注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 2/22 股票名稱股票名稱 股票代碼股票代碼 股票價格股票價格 EPS P/E 評級評級 2022-07-14 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 隆基綠能 601012.SH 61.91 1.20 2.50 3.07 3.84 51.7 24.8 20.2 16.1 推薦 通威股份 600438.SH 60.06 1.82 5.43 4.70 3.68 32.9 11.1 12.8 16.3 推薦 邁為股份 300751.SZ 491.45 3.72 4.94 7.56
7、10.39 132.3 99.5 65.0 47.3 推薦 天合光能 688599.SH 75.09 0.83 1.67 2.41 3.07 90.2 44.9 31.2 24.5 未評級 晶澳科技 002459.SZ 77.34 0.87 1.83 2.47 3.17 89.1 42.3 31.3 24.4 未評級 捷佳偉創 300724.SZ 124.20 2.06 2.72 3.48 4.33 60.3 45.6 35.7 28.7 未評級 帝爾激光 300776.SZ 178.66 2.24 2.99 4.32 6.13 79.7 59.7 41.3 29.2 未評級 資料來源:Win
8、d,平安證券研究所,未評級公司參照Wind一致預測 uZaXuWcVhZhZjWoY8ZpO7N9RbRnPpPtRsQlOqQrOkPrQwO7NmNqQvPmNnMvPrQpP 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 3/22 正文目錄正文目錄 一、一、PERC 迫近理論效率極限,迫近理論效率極限,N 型技術拐點已至型技術拐點已至.5 1.1“降本增效”推進技術迭代,PERC 電池仍為行業主流.5 1.2 N 型技術拐點已至,多種技術路線競相發展.6 二、二、TOPCon 經濟性凸顯,引領
9、經濟性凸顯,引領 N 型技術產業化元年型技術產業化元年.9 2.1 兼容 PERC 產線,TOPCon 強化鈍化接觸工藝.9 2.2 效率與成本優勢支撐,一體化廠商力推 TOPCon 量產.13 2.3 TOPCon 經濟性提升,技術迭代紅利將兌現.15 三、三、設備、材料端齊推設備、材料端齊推“降本增效降本增效”,HJT加速產業化加速產業化.16 3.1 HJT工藝步驟相對簡化,但工藝精度要求嚴苛.16 3.2 HJT經濟性仍待提升,設備、材料端助推降本增效.17 3.3 新進者與央國企運營商布局發力,HJT加速產業化.18 四、四、IBC 兼容性優越,技術延伸空間廣闊兼容性優越,技術延伸空
10、間廣闊.19 4.1 IBC 工藝相對復雜,兼容性優越.19 4.2 隆基愛旭規?;季?,搶占分布式光伏市場.20 五、五、投資建議投資建議.20 六、六、風險提示風險提示.21 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 4/22 圖表圖表目錄目錄 圖表 1 太陽能晶硅電池發電原理.5 圖表 2 2021-2030 年國內不同類型硅片市場占比趨勢.5 圖表 3 太陽能電池分類.5 圖表 4 光伏電池技術路線演進.6 圖表 5 光伏電池各技術路線對比.7 圖表 6 主要光伏廠商 N 型電池組件產品
11、梳理.8 圖表 7 2021-2030 年各種電池技術平均轉換效率趨勢.9 圖表 8 2021-2030 年國內電池技術市場占比趨勢.9 圖表 9 常規鋁背場電池與 PERC 電池結構對比.9 圖表 10 TOPCon 電池結構示意圖.10 圖表 11 超薄隧穿氧化層示意圖.10 圖表 12 TOPCon 電池提效方案示意圖.10 圖表 13 PERC 與 TOPCon 電池工藝流程及主要設備廠商.11 圖表 14 TOPCon 電池四種鈍化技術比較.12 圖表 15 晶科 TOPCon 電池效率刷新紀錄.13 圖表 16 雙面率提升影響發電增益對比.13 圖表 17 TOPCon 技術發展路
12、徑與效率預測.13 圖表 18 TOPCon 電池進一步降本增效發展路徑.13 圖表 19 TOPCon 電池開啟產業化元年.14 圖表 20 國內主要 N 型高效電池產能預測(GW).14 圖表 21 TOPCon 電池組件主要廠商擴產布局情況.14 圖表 22 PERC 與 TOPCon 電池組件價格對比.15 圖表 23 TOPCon 實證案例情況.15 圖表 24 HJT電池結構示意圖.16 圖表 25 22 年 6 月隆基刷新 HJT效率世界紀錄 26.5%.16 圖表 26 HJT電池工藝流程及重點設備.17 圖表 27 全產業鏈助力 HJT降本增效.18 圖表 28 PERC 與
13、 HJT電池組件價格對比.19 圖表 29 HJT電池組件主要廠商擴產布局情況.19 圖表 30 IBC 電池結構.20 圖表 31 IBC 電池簡版工藝流程.20 圖表 32 N 型電池主要設備廠商梳理.21 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 5/22 一、一、PERC 迫近迫近理論理論效率效率極限,極限,N型技術拐點已至型技術拐點已至 1.1“降本增效”推進技術迭代,PERC 電池仍為行業主流 光伏發電是利用半導體材料的光生伏特效應,把太陽能轉化為電能的過程。其發電原理是太陽光照在半
14、導體 P-N 結上,形成新的空穴-電子對,在 P-N結內建電場的作用下,光生空穴(正電荷)由 N區流向 P區,光生電子(負電荷)由 P區流向N 區,形成從 N到 P的光生電動勢,從而使 P端電勢升高,N端電勢降低,接通電路后就形成 P到 N的外部電流。太陽能電池是實現光電轉換最為核心的環節。圖表圖表1 太陽能太陽能晶硅晶硅電池電池發電原理發電原理 圖表圖表2 2021-2030 年年國內國內不同不同類型類型硅片硅片市場占比趨勢市場占比趨勢 資料來源:潤陽股份招股說明書,平安證券研究所 資料來源:CPIA,平安證券研究所 太陽能電池根據半導體材料的不同分為晶硅太陽能電池和薄膜太陽能電池,晶硅太陽
15、能電池在太陽能電池中份額占比超 95%,是目前產業化水平與可靠性最高的光伏電池類型。晶硅電池根據用料的不同可分為單晶硅電池和多晶硅電池,單晶硅片因具有完美的晶體結構,易制備高品質的 PN結從而獲得更高的光電轉換效率,且通過改進單晶爐、金剛線切片等環節大幅降本,已成為行業的主流選擇。單晶電池根據硅片摻雜元素不同,又分為 P型電池和 N型電池。傳統 P型電池硅片基底摻硼,通過擴散磷形成 N+/P 結構,雖然擴散工藝簡單但轉換效率上限較低;新型 N型電池硅片基底摻磷,通過擴散硼形成 P+/N結構,擴散工藝難度大,但少子壽命長,且沒有硼氧復合和硼鐵復合,從而避免了形成復合中心的光致衰減損失,是未來的技
16、術迭代方向。圖表圖表3 太陽能電池分類太陽能電池分類 資料來源:智匯光伏,SOLARZOOM,平安證券研究所 歷經兩代技術變革,N 型電池技術拐點已至,單晶 P型 PERC 電池最具經濟性仍為行業主流。0%25%50%75%100%20212022E2023E2025E2027E2030E多晶硅片鑄錠單晶硅片P型單晶硅片N型單晶硅片 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 6/22 第一代電池技術(2016年之前)為常規 Al-BSF鋁背場電池(Aluminium Back Surface F
17、ield),在電池 P-N結制備完成后,于硅片的背光面沉積一層鋁膜,無介電膜。鋁背場電池效率損失來自于背面全金屬的復合,背鈍化電池結構 PERC 應運而生。2021 年 BSF 電池市場占比下降至 5%,基本面臨淘汰。第二代電池技術(2017至今)為單晶 P型 PERC及 PERC+電池,PERC 發射極鈍化和背面接觸電池(Passivated Emitter and Rear Contact),在電池片背面形成氧化鋁鈍化層作為背反射器,增加長波光的吸收,同時降低背表面電子復合,增大P-N 極間的電勢差,提高轉換效率。2017-2020 年 PERC電池加速迭代,市占率從 15%上升至 86%
18、,4年間滲透率提升近6 倍。隨著近兩年大尺寸 PERC電池新產能的釋放,2021年其市場占比進一步提升至 91.2%。目前,PERC+利用提效工藝如激光 SE、堿拋、光注入/電注入等,延長了技術生命周期,2022 年平均轉換效率約為 23.3%,是目前最具經濟性的主流電池產品。但 PERC效率迫近理論極限 24.5%,大尺寸 PERC的降本路徑也臨近擴產瓶頸,下一場競賽將是高效率的比拼。第三代電池技術(開啟產業化元年)為 N 型高效電池技術,其鈍化接觸技術大幅減少金屬電極和電池的接觸復合,從而實現比 PERC 電池更高的轉換效率。具體包括 TOPCon隧穿氧化層鈍化接觸電池(Tunnel Ox
19、ide Passivated Contact)、HJT具有本征非晶層的異質結電池(Hetero-Junction with Intrinsic Thin-layer)、IBC 交指式背接觸電池(Interdigitated Back Contact)等。N型電池相對成本較高,2021年市場占比約為 3%,2022年產業化元年正式啟動。隨著國內外需求開始轉向高效產品以及“降本增效”提速,N 型電池是下一步迭代發展的方向。圖表圖表4 光伏電池技術路線演進光伏電池技術路線演進 資料來源:一道新能,平安證券研究所 1.2 N 型技術拐點已至,多種技術路線競相發展 降本增效是光伏行業永恒主題,降低度電成
20、本降本增效是光伏行業永恒主題,降低度電成本 LCOE 的終端目標驅動市場向高功率高效率組件轉換。的終端目標驅動市場向高功率高效率組件轉換。高效晶硅電池迭代迅速,根據晶硅太陽能電池的工作原理,要實現高轉換效率(=FF*Voc*Jsc/Pin)需要高的填充因子(FF)、開路電壓(VOC)和短路電流密度(JSC)。相應地,電池技術演進的邏輯是:用更低成本的規?;に囀侄?,減少電池載流子的復合,提高開路電壓、短路電流和轉換效率,最終降低度電成本 LCOE,實現全行業降本增效。早期第一代 Al-BSF鋁背場電池,背面沉積一層鋁膜,金屬復合嚴重。第二代 PERC 電池利用背面氧化鋁鈍化層沉積,增強光線的內
21、背反射、降低了復合。而 N型電池的鈍化接觸技術,大幅減少金屬電極和電池的接觸復合,其中 TOPCon 通過背面隧穿氧化層和摻雜多晶硅層形成鈍化接觸結構,形成了良好的界面鈍化,降低金屬接觸區域的復合;HJT綜合了晶體硅電池優異的光吸收性能與薄膜電池的鈍化性能優勢,利用本征非晶硅層將 N 型襯底與兩側的摻雜非晶硅層完全隔開,實現了晶硅/非晶硅界面態的有效鈍化,獲得更高的開路電壓;IBC電池將 P+摻雜區域和 N+摻雜區域均放置在電池背面,受光面無任何金屬電極遮擋,從而有效增加電池的短路電流,使電池的能量轉化效率得到提高。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用
22、并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 7/22 圖表圖表5 光伏電池各技術路線對比光伏電池各技術路線對比 內容 PERC TOPCon HJT IBC 名稱釋義 發射極鈍化和背面接觸:背面形成鈍化層作為背反射器,增加長波光的吸收,同時增大 p-n 極間的電勢差,降低電子復合,提高效率。隧穿氧化層鈍化接觸: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。具有本征非晶層的異質結:在電池片里同時存在晶體和非晶體級別的硅,非晶硅的出現能更好地實現鈍化效果。交指式背接觸:把正負電極都置于電池背面,減少置于正面的電極反射一部分入射光帶來的陰影損
23、失。其中,TBC 電池在 IBC 基礎上疊加鈍化接觸技術;HBC 異質結背接觸電池將非晶硅鈍化技術應用于IBC,結合了 IBC 電池高的短路電流與 HJT 電池高的開路電壓的優勢,能獲得更高的電池效率。核心工藝 背鈍化等 硼擴及LPCVD/PECVD 等 非晶硅/微晶薄膜沉積 TCO 制備,低溫漿料 交叉排列 p+區和 n+區 金屬電極設計等 平均效率 23%以上 24%以上 24.3%以上 25%以上 雙面率 75%85%95%單面為主 衰減 首年 2.5%,此后 0.5%首年 1%,此后 0.4%零 PID、零 LID 零 PID、零 LID 代表企業 目前主流廠商 晶科、中來、天合等 華
24、晟、日升等 隆基、愛旭等 優勢 成本低、技術成熟度高 設備可接軌、成本與效率性價比高 工序少、效率較高 效率高 2021 產能 390GW 10GW 7GW 量產情況 成熟 已量產 經濟性待提高 難度較大 設備投資 1.5 億元/GW 1.5-2 億/GW 3.5-4 億/GW 約 3 億元/GW 發展難點 迫近效率極限,降本空間小 工序較多,良率偏低 成本高、銀耗大 成本高,技術難度大 資料來源:CPIA,SOLARZOOM,北極星電力,平安證券研究所 N 型單晶硅雜質少、純度高、少子壽命長,N 型電池具備轉換效率高、溫度系數低、光致衰減低、弱光響應好、雙面率高、降本空間大等綜合優勢,全生命
25、周期內的發電量高于 P型電池,是下一步迭代發展的方向。根據權威測試機構德國哈梅林太陽能研究所測算,PERC、HJT、TOPCon三種類型電池技術理論極限效率分別為 24.5%,28.5%,28.7%(雙面)。隨著 P型 PERC電池效率迫近理論極限,且降本趨緩步入薄利時代,光伏企業圍繞“降本增效”爭先布局 N型高效新型技術路線。預計 2022年 N型電池市場滲透率將超過 8%,2023年有望超過 20%。其中,能兼容能兼容 PERC生產線的生產線的 TOPCon電池量產領電池量產領先一步,先一步,N型新技術拐點已至。型新技術拐點已至。當前,多樣化的終端應用市場推進著多種 N 型電池路線并存發展
26、,已有部分光伏廠商發布了 N 型新產品。TOPCon 短期量產經濟性顯著,HJT中長期提效降本空間較大,P型 IBC受一體化龍頭力推,三類電池處于發展導入期;此外,IBC有望與TOPCon 和 HJT結合成下一代 TBC及 HBC技術,鈣鈦礦疊層電池極具遠期發展潛力,技術前沿方案不斷優化。未來較長未來較長一段時間,多種一段時間,多種 N型型技術路線將競相發展。技術路線將競相發展。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 8/22 圖表圖表6 主要光伏廠商主要光伏廠商 N型電池組件產品梳理型電池組
27、件產品梳理 主要廠商 重點產品 技術路線 產品特性 晶科能源 Tiger Neo 系列組件 TOPCon 電池量產效率已達 24.75%,良率接近 PERC 量產水平,兼具高功率、高效率、高可靠性和低衰減等特點。2022 年型 TOPCon 組件出貨量預計達到 10GW。晶澳科技 DeepBlue4.0X 組件 Bycium+TOPCon 技術 由 182 PERC 產線技改量產,組件單瓦發電量比 p 型組件高 3.9%左右,最高功率可達 625W,量產電池效率可達 24.8%以上,組件最高轉換效率可達 22.4%,BOS 成本最大可降低 2.1%左右,LCOE 成本最大可降低約 4.6%中來
28、股份 J-TOPCon 2.0 電池 JW-HD144N 組件 TOPCon 采用 M10 大尺寸硅片,電池量產效率 24.5%,功率可以達到 570W,溫度系數為-0.32%/,首年衰減 1%,年度衰減 0.4%。TOPCon 組件較 PERC 高出 2-3%發電量。一道新能 DAON 組件 TOPCon 電池效率 24.6%,實驗室電池效率 25.5%,采用 182 尺寸,有 54 片、72 片、78 片三種版型,滿足戶用分布式屋頂、工商業屋頂、集中式電站場景需求,30 年功率質保,首年衰減不超過 1%,此后每年衰減不超過 0.4%。東方日升“伏曦”系列組件 HJT 電池效率突破 25.5
29、%,組件功率達 700W,組件效率達到 22.53%。阿特斯 HiHero 屋頂組件 HJT 針對戶用電站,采用 54 片 182 尺寸 HJT 電池,組件功率最高達到440W,組件效率最高達到 22.5%。華晟新能源 喜馬拉雅 G12 系列組件 HJT 210 大尺寸 HJT 結合單面微晶技術,雙面雙玻半片,可實現高達85%的雙面率以及更優的 LCOE 成本。G12 組件由公司宣城二期電池、組件產線生產,平均組件功率為 680-700W,最高可達 710W,高于同版型的 PERC 組件 50W 左右。HJT 二期項目電池批次平均轉換效率24.73%,冠軍電池片效率 25.1%,組件全面積轉化
30、效率超過 23%。愛旭股份 All Back Contact“黑洞”ABC 組件 N 型 IBC 采用了全新的背接觸結構,正面無電極柵線遮擋,電池量產平均效率高達 25.5%,組件量產效率最高達23.5%,最大功率 720 瓦。ABC 組件全生命周期發電量提高 11.6%,系統成本降低超 3%,同時采用了非銀技術,材料成本大幅降低。正泰 ASTRO N 系列組件 TOPCon ASTRO N6(700W+)、ASTRO N5(570W+)、ASTRO N5s,對應地面電站、大型分布式電站、海外戶用場景等,其中 ASTRO N5s 系列中,全黑設計的組件功率可達 420W,常規設計可達 430W
31、。新品涵蓋M10 和 G12 兩種 N 型大硅片,目前電池的正面效率 24.6%,背面做到 20%21%效率,整體雙面率折算為 85%。國電投 黃河公司 Andromeda 仙女座系列組件 IBC IBC 電池平均量產轉換效率 24.2%,組件量產轉換效率 22.1%。資料來源:北極星電力,公司公眾號,平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 9/22 圖表圖表7 2021-2030 年各種電池技術平均轉換效率趨勢年各種電池技術平均轉換效率趨勢 圖表圖表8 2021-2030 年
32、國內電池技術市場占比趨勢年國內電池技術市場占比趨勢 資料來源:CPIA,平安證券研究所 資料來源:CPIA,平安證券研究所 二、二、TOPCon 經濟性凸顯,引領經濟性凸顯,引領 N型技術產業化元年型技術產業化元年 2.1 兼容 PERC 產線,TOPCon 強化鈍化接觸工藝 PERC電池結構方面,電池結構方面,與常規鋁背場電池相比,PERC電池背面增加了氧化鋁 AlOx,氧化硅 SiOx和氮化硅 SiNx等鈍化疊層,在工藝制程上主要增加了背面拋光、背面 ALD/PECVD鈍化及鍍膜、激光開槽等三道工藝,在背面鈍化和局部鋁背場的共同效應下,PERC 電池效率得到有效提升。圖表圖表9 常規鋁背場
33、電池與常規鋁背場電池與 PERCPERC 電池結構對比電池結構對比 資料來源:全球新能源網,平安證券研究所 TOPCon電池電池結構方面,結構方面,該技術利用量子隧穿效應,在電池背表面制備一層超薄隧穿氧化層(1.5-2nm氧化硅 SiO2),形成良好的化學鈍化性能,允許多數載流子(電子)通過,阻止少數載流子(空穴)通過,降低多少子表面復合。同時,隧穿氧化層與高摻雜的 n型多晶硅薄層 Poly-Si共同形成了鈍化接觸結構,使電極不接觸硅片就完成電流傳輸,降低背面金屬復合,提升電池的開路電壓和轉換效率。TOPCon產線與 PERC產線兼容,工藝流程在 PERC基礎上增加了硼擴、隧穿氧化層和摻雜多晶
34、硅層沉積等步驟,需要擴散爐和沉積設備等。22%24%26%28%20212022E2023E2025E2027E2030EPERCTOPConHJTIBC0%25%50%75%100%20212022E2023E2025E2027E2030EIBCMWTHJTTOPConPERCBSF 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 10/22 圖表圖表10 TOPCon 電池結構示意圖電池結構示意圖 圖表圖表11 超薄隧穿氧化層示意圖超薄隧穿氧化層示意圖 資料來源:一道新能,平安證券研究所 資料來源
35、:中來股份,平安證券研究所 圖表圖表12 TOPCon 電池提效方案示意圖電池提效方案示意圖 資料來源:英利能源,平安證券研究所 TOPCon 技術的核心工藝包括隧穿層氧化物生長、本征多晶硅沉積及多晶硅摻雜。技術的核心工藝包括隧穿層氧化物生長、本征多晶硅沉積及多晶硅摻雜。在硼擴環節中,盡管硼擴與磷擴工藝及設備高度相似,但是因為硼在硅中的固溶度較低,導致硼擴相較常規的磷擴較難。在隧穿氧化層及多晶硅沉積鈍化接觸結構制備環節中,主要有 LP+擴散/離子注入、LP+原位摻雜、PE+原位摻雜、PVD+原位摻雜等幾種方式。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意
36、閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 11/22 圖表圖表13 PERC 與與 TOPCon電池工藝流程及主要設備廠商電池工藝流程及主要設備廠商 資料來源:PV InfoLink,一道新能,北極星電力,平安證券研究所 按照隧穿氧化層和多晶硅層的不同制備方式,薄膜沉積主要包括按照隧穿氧化層和多晶硅層的不同制備方式,薄膜沉積主要包括 LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作為核心設備的制作等作為核心設備的制作流程。流程。當前主流的工藝為通過熱氧法生長約 1.5-2nm的隧穿氧化層,同時通過 LPCVD方法沉積 150-200nm的薄多晶硅層,再輔之磷擴進行摻雜,但是該技術
37、路線鍍膜速度較慢,或伴隨繞鍍、石英件沉積和良率偏低等問題。目前,晶科等企業采用LPCVD 路線為主,已實現成熟量產,可用良率基本與 PERC 持平。也有設備廠商逐步應用新的技術路線,如PECVD/PEALD/PVD。PECVD配合原位摻雜,可以實現同一臺設備一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉積并摻雜,工藝流程簡化,效率與 LPCVD 基本持平或略低,且具有沉積速率快、繞度易去除、無石英耗材、設備與運維成本較低等優勢,單GW 設備投資較 LP 低約 2000 萬元,但仍需解決成膜不穩定、良率較低等問題,待客戶端數據驗證后有望逐漸打開市場空間。目前 TOPCon 主要任務尚需簡化工藝、降本提效,現各工
38、藝路線并行存在,新技術路線的設備需量產能力和市場應用進一步驗證。當前捷佳偉創布局 LPCVD 和 PECVD 兩條技術路線,其中核心專用設備 PECVD-Poly 實現了隧穿層、Poly層、原位摻雜層的“三合一”制備。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 12/22 圖表圖表14 TOPCon 電池四種鈍化技術比較電池四種鈍化技術比較 內容 LPCVD 路線 PECVD 路線 PEALD 路線 PVD 路線 工作原理 低壓化學氣相沉積法 將一種或數種氣態物質,在較低壓力下,用熱能激活,使其發
39、生熱分解或化學反應,沉積在襯底表面形成所需的薄膜 等離子體增強化學氣相沉積法 借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體,在局部形成等離子體,而等離子體化學活性很強易發生反應,在基片上沉積出薄膜 等離子增強原子層沉積:結合了 ALD和等離子體輔助沉積的優勢 等離子氧化及等離子輔助原位摻雜技術物理氣相沉積:在真空條件下,用物理的方法(真空濺射鍍膜)使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制備技術 摻雜方式 二次摻雜磷擴散 or 離子注入結合退火 原位摻雜 原位摻雜 原位摻雜 薄膜繞鍍 繞鍍,需增加額外刻蝕,且刻蝕控制較為復雜 原則上可實現無繞鍍沉積,輕微繞鍍易清洗 繞鍍10 nm/min(in-situ do
40、ping 原位摻雜)10 nm/min(in-situ doping 原位摻雜)工藝時間 本征多晶硅沉積(120min)磷擴散/離子注入結合退火 摻雜非晶硅沉積(20-40min)晶化退火(30min)NA 產品良率 90-95%較 LPCVD 高,待驗證 97%(中來)設備需求 擴散爐 或 離子注入機/退火爐、刻蝕機 晶化處理需退火爐等 取決于技術方案的配套設備 隧穿氧化層需 PECVD 制備,晶華處理需退火爐等 常見問題 繞鍍,石英器件沉積嚴重 氣泡、掉粉 方阻均勻性 設備廠商 普樂、捷佳偉創、北方華創 LAPLACE、SEMCO 捷佳偉創、金辰股份 MB、微導 微導、艾華 江蘇杰太、科銳
41、、普樂 電池廠商 晶科、鈞達、天合、隆基等 通威、晶澳、潤陽等 通威、尚德 中來 資料來源:PV InfoLink,SOLARZOOM,平安證券研究所 效率與成本優勢顯著,支撐著效率與成本優勢顯著,支撐著 TOPCon 電池在后電池在后 PERC 時代率先占據擴產高點時代率先占據擴產高點。TOPCon 可基于 PERC 技術積累、人才儲備和成熟設備的積淀進一步發展,同時投資成本相較于其他 N型電池技術更具有經濟性,單 GW 設備投資低于 HJT和 IBC電池,且可通過改造升級 PERC 產線(費用約 0.5 億元/GW)拉長原有設備生命周期。此外,TOPCon 具有可觀的發展潛力,目前平均量產
42、效率約 24.5%+,晶科創造的實驗室效率紀錄為 25.7%,理論效率可達 28.7%(雙面)。TOPCon 技術擁有完整的可持續發展的技術路線支撐,可應用選擇性發射極/激光硼摻雜技術降低發射級鈍化區域的復合損失和載流子傳輸損失,同時通過大尺寸薄片化、銀鋁漿替代、設備降價等途徑進一步降本。后續,TOPCon 可與 IBC 技術結合形成 TBC(POLO-IBC)技術,量產效率達26%-28%,還可實現與鈣鈦礦結合的疊層電池,迭代升級空間廣闊。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 13/22
43、圖表圖表15 晶科晶科 TOPCon電池效率刷新紀錄電池效率刷新紀錄 圖表圖表16 雙面率提升影響發電增益對比雙面率提升影響發電增益對比 資料來源:晶科能源,平安證券研究所 資料來源:晶科能源,平安證券研究所 圖表圖表17 TOPConTOPCon 技術發展路徑與效率預測技術發展路徑與效率預測 資料來源:中來股份,平安證券研究所 圖表圖表18 TOPCon 電池進一步降本增效發展路徑電池進一步降本增效發展路徑 事項 目前情況 降本增效路徑與目標 硅片薄片化 140-150m 持續減?。?30m 及以下 銀漿替代-降銀耗 100mg/片 15-20mg/w 銀漿國產化、背面銀鋁漿替代 細線化+多
44、主柵降低銀漿耗量:超細柵+SMBB+高精度串焊 90mg/片以下 降低設備投資 1.5-2 億元/GW 持續降本:設備價格及折舊成本下降 選擇性發射極/激光硼摻雜 效率 24.5%通過選擇性發射極/激光摻雜設備提效 0.2-0.4 個百分點 POLO 結構 IBC 即 TBC 效率 24.5%降低光學遮擋及反射損失,提效至 26%以上 資料來源:索比光伏,北極星電力,平安證券研究所 2.2 效率與成本優勢支撐,一體化廠商力推 TOPCon量產 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 14/22
45、 今年以來,多家光伏廠商公布其 TOPCon 電池組件擴產計劃及量產進度,截止目前國內規劃產能超百 GW,TOPCon 大規模量產開啟了 N 型電池產業化元年。其中,一體化組件龍頭如晶科、天合、晶澳等推動 TOPCon 由中試向規?;l展,一定程度上反應技術演進的市場化方向。中來、鈞達、一道新能也有較大規模布局,協鑫和正泰正在布局趕上。2021 年國內TOPCon 電池產能約 10GW,伴隨效率、良率和規?;a性價比的提升,其市占率將逐步提升,2022年 TOPCon電池產能規模有望超過 50GW,2023 年產能或達80GW。圖表圖表19 TOPCon 電池開啟產業化電池開啟產業化元年元年
46、 圖表圖表20 國內主要國內主要 N型高效電池產能預測(型高效電池產能預測(GW)資料來源:一道新能,平安證券研究所 資料來源:PV InfoLink,平安證券研究所 TOPCon于技術競賽中率先出圈,下半年產能將加速落地。于技術競賽中率先出圈,下半年產能將加速落地。晶科能源海寧與合肥 16GW 182 TOPCon產能已經滿產,海寧電池量產效率已達 24.75%,可用良率與 PERC 持平,晶科成為行業首家建成 10GW 以上規模 N 型產品生產線的企業。6月 28 日晶科“尖山二期 11GW 高效電池及 15GW 組件智能生產線項目”開工,電池量產平均效率目標 25%以上。晶澳科技 202
47、2年末將形成 6.5GW N型技術的產能,2023年預計新增 15GW 以上產能。天合光能江蘇宿遷 8GW TOPCon電池項目已經啟動,預計 2022年下半年投產,其電池量產平均效率突破 24.5%。阿特斯 210 N 型 TOPCon高功率組件計劃在三季度試生產,四季度進入正式量產,很快達到 GW 級別,其正面最高功率可達 690W、雙面最高可達 765W。中來股份在山西基地規劃建設年產 16GW高效單晶電池智能工廠,一期8GW規模,6月 30日中來山西一期首批4GW 的 182/210 TOPCon電池首片成功下線,并將快速推進一期后續 4GW 及二期 8GW 項目建設。鈞達股份在 20
48、21年完成 TOPCon技術路線的研發驗證,將在安徽投資 112 億建設16GW 高效 TOPCon 電池片項目,預計一期 8GW 規模在2022 年下半年投產爬坡。圖表圖表21 TOPCon 電池組件主要廠商擴產布局情況電池組件主要廠商擴產布局情況 主要廠商 基地 現有產能 規劃產能 電池效率 晶科能源 浙江海寧尖山 安徽合肥 中試 800MW 海寧+合肥 16GW 滿產 合肥二期 8GW 在建 尖山二期 11GW 電池及 15GW 組件開工,電池量產平均效率目標 25%以上 22 年 TOPCon 電池產能或達 35GW,出貨目標 10GW;23 年 N 型出貨占比 50%24.6%+中來
49、股份 江蘇泰州 山西 2.1 GW-166 尺寸 1.5 GW-182 尺寸 山西一期首批 4GW 部分產線開機分步爬坡 山西一期后續 4GW 在建,年底達 11.6GW 山西二期 8GW 規劃建設中 24.5%天合光能 江蘇宿遷 西寧產業園 常州 500MW 新中試 210尺寸 宿遷 8GW-尺寸 210 下半年投產 西寧一期 5GW 電池組件(西寧二期 5GW 路線待定)24.5%晶澳科技 義烏、曲靖、合肥、揚州 寧晉 100MW 中試線 義烏 10GW 電池組件或為 Topcon,曲靖 10GW 電池 5GW 組件、揚州 10GW 電池組件規劃產能或為 Topcon 24.4%+0501
50、00150200202020212022E2023E2024E2025EHJTTOPCon 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 15/22 一道新能 浙江衢州 6GW 2022 年或達 20GW 2023 年或達 30GW 24.6%鈞達股份 安徽滁州 一期 8GW 年內達產 二期 N 型 8GW 待定 24.5%協鑫集成 樂山 10GW,一期 5GW 通威股份 眉山、金堂 中試 1GW 金堂 7.5GW 及眉山 7.5GW 已預留可升級 試生產 阿特斯 GW 級別,三季度試生產,四季度正
51、式量產 組件效率22.2%無錫尚德 無錫 2GW 尺寸 182&210 潤陽 10GW 下半年建成 正泰電器 浙江海寧 2022 年 3GW,2023 年 6GW 2025 年達到 20GW 以上 十四五 N 型產能占比 68%24.6%中清智慧光伏(國電投參股)湖北當陽 一期 2GW 組件 二期 3GW 電池+組件待建 10GW 玻璃、背板、EVA膠膜等材料 資料來源:PV InfoLink,公司公告,北極星電力,Wind,平安證券研究所 2.3 TOPCon經濟性提升,技術迭代紅利將兌現 光伏電池組件進入技術迭代紅利期,布局光伏電池組件進入技術迭代紅利期,布局 N型技術將被持續驗證型技術將
52、被持續驗證。根據正泰海寧研發基地實測數據,由于 TOPCon組件的弱光性能、工作溫度和溫度系數等因素影響,N 型 TOPCon 電池單瓦發電量較常規 PERC 平均增益約 4%。在輻照度低的條件下,N 型 TOPCon 組件更優的弱光性能可使組件單瓦發電量增益可達 3%。當前,TOPCon 憑借效率較高、LCOE 較低、全生命周期性價比凸顯等優勢,在終端應用中已經具備與 PERC 組件競爭的實力。今年以來,晶科能源、一道新能等主要 TOPCon 廠商已經在國內大型地面電站招標過程中批量中標,晶科全年 N 型出貨目標超過 10GW。與此同時,華能集團、中廣核、國家電投、中國華電、大唐集團、中核匯
53、能等央企先后采購 TOPCon組件,其中華電與大唐采購量分別達 1.5GW 和 1GW,華能在 2022年度首批集采項目設置了針對 N型組件的獨立標段。下游電站對 TOPCon組件的采購意愿逐漸增強,預計四季度 TOPCon市場滲透率有望達到 10%,1-2 年內率先布局的企業有望獲得超額收益。成本與溢價空間方面,目前 TOPCon 組件成本較 PERC高約 0.03-0.05元/W,M10尺寸 TOPCon組件價格較 PERC 溢價約 0.03-0.1元/W。目前在導入地面電站初期有讓利開拓市場情況,對終端電站廠家的吸引力較大,技術迭代紅利正在兌現。預計隨著國產化銀漿降價、銀耗量下降、效率良
54、率提升,TOPCon 電池組件盈利性將進一步提升。圖表圖表22 PERC 與與 TOPCon電池組件電池組件價格價格對比對比 電池/組件 PERC 價格 TOPCon 價格 一道新能 TOPCon 報價 M10 電池 1.24-1.28 元/w 售價未形成主流、自用為主 1.3-1.36 元/w 雙面 1.37 元/w(效率24.6%)M10 組件 單面單玻 1.90-2.02 元/w 雙面雙玻 1.92-2.05 元/w 單面 2-2.05 元/w 雙面 2.05-2.08 元/w 雙面雙玻 2.15 元/w(功率560W)資料來源:PV InfoLink(2022.7.13),一道新能(2
55、022.6.30),平安證券研究所 圖表圖表23 TOPCon 實證案例情況實證案例情況 項目 TOPCon 品牌 運營數據 海興領跑者某項目-2019.11-2020.9,TOPCon 整體發電能力優于 PERC 組件,平均單瓦發電增益為 4.85%白城領跑者某項目 中來股份 2019.8-2020.9,同樣平單軸支架,TOPCon 組件發電能力比兩家 PERC 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 16/22 組件分別高出 4.87%和 6.65%,發電量增益明顯 山西某大基地項目 晶科
56、能源 晶科 N 型 Tiger Neo 組件較 PERC 組件:降低 BOS 成本 3-4 分/w,提升發電量約 3%,項目全投資收益率提升 0.4%-0.46%資料來源:光伏盒子,中來股份,晶科能源,平安證券研究所 三、三、設備、材料端齊推“降本增效”,設備、材料端齊推“降本增效”,HJT 加速產業化加速產業化 3.1 HJT 工藝步驟相對簡化,但工藝精度要求嚴苛 HJT 電池是具有本征非晶層的異質結電池,即在晶體硅上沉積非晶硅薄膜。電池電池結構結構方面方面,HJT以 N 型單晶硅為襯底光吸收區,經過制絨清洗后,其正面依次沉積厚度為 5-10nm的本征非晶硅薄膜 i-a-Si和摻雜的 P型非
57、晶硅薄膜 p-a-Si,并與硅襯底形成 P-N 異質結。硅片的背面又通過沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜 i-a-Si 和摻雜的 N 型非晶硅薄膜 n-a-Si 形成背表面場。在摻雜非晶硅薄膜的兩側沉積透明導電氧化物薄膜(TCO),再通過絲網印刷在 TCO兩側頂層形成金屬電極。異質結電池的關鍵技術在于超薄本征非晶硅層 i-a-Si,該薄層將 N型襯底與兩側的摻雜非晶硅層完全隔開,大幅度降低晶硅的表面復合,從而獲得很高的開路電壓。HJT 電池中長期發展優勢顯著電池中長期發展優勢顯著,到 2022 年底國內 HJT 產能規模(含在建)或超過 15GW,后續經濟性凸顯后有望爭奪市場主導地位
58、。具體來看,HJT電池(1)本征非晶硅鈍化,開路電壓較大,理論效率高達 28.5%;(2)核心工藝流程僅 4步,相對 PERC 與 TOPCon 流程簡化;(3)天然雙面發電電池,雙面率95%,增加發電增益;(4)摻磷 N型硅片,無硼氧復合、硼鐵復合,無光衰;(5)電池對稱結構和低溫工藝,適于薄片化降本;(6)溫度系數較小,高溫環境下衰減較小,發電量相對較高。圖表圖表24 HJT 電池結構示意圖電池結構示意圖 圖表圖表25 22 年年 6 月隆基月隆基刷新刷新 HJT效率世界紀錄效率世界紀錄 26.5%資料來源:隆基LONGi Solar,平安證券研究所 資料來源:隆基LONGi Solar,
59、平安證券研究所 HJT 工藝流程方面工藝流程方面,HJT產線與 PERC 不兼容,需增配非晶硅與導電膜沉積設備,增加靶材需求。具體工藝中,清洗制絨主要有 RCA 和臭氧清洗法兩種技術,其中臭氧清洗法的化學品耗量和廢料處理成本更低,應用更廣泛。非晶硅鍍膜有等離子增強沉積 PECVD與熱絲鍍膜沉積 HWCVD兩種設備,其中 PECVD已實現國產化應用更為廣泛,目前 VHF-PECVD推動“微晶-HJT”技術變革。微晶工藝有助進一步提升 HJT 效率,使用摻雜微晶硅或者摻雜微晶氧(碳)化硅替代摻雜非晶硅,進一步提高摻雜濃度、增加透光性能,同時降低摻雜層的電阻,增大 HJT 電池的電流密度。HJT 工
60、藝環節中,透明導電膜(TCO)可采用 PVD(磁控濺射)、RPD(反應等離子體沉積)兩種方法制備,PVD工藝用直流磁控濺射制備 TCO,較為成熟,量產性更好;RPD工藝采用蒸發鍍膜法制備 IWO導電薄膜(氧化銦摻鎢),薄膜導電性好,但設備價值量更高,請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 17/22 且靶材尚未規模量產。金屬化絲網印刷工序因低溫銀漿需兩次印刷,對印刷線的精度有較高要求,輻照退火也能有效提高電池效率。目前邁為股份、捷佳偉創均具備全套設備供應能力。圖表圖表26 HJT 電池工藝流程
61、及重點設備電池工藝流程及重點設備 工藝流程 工藝核心 主要設備 主流設備企業 硅片吸雜、背面拋光 清洗制絨 硅片襯底雙面制絨 制絨清洗機 邁為股份、捷佳偉創 制結 制備雙面非晶硅薄膜 PECVD/HWCVD 設備 邁為股份、捷佳偉創、理想萬里暉、鈞石能源、金辰股份 鍍膜 制備雙面 TCO 導電膜 PVD/RPD 設備 捷佳偉創、邁為股份、鈞石能源 印刷電極 絲印前后電極 固化不超 250 度 絲網印刷機 燒結固化爐 邁為股份、捷佳偉創、金辰股份 電/光注入退火增效、測試分選 資料來源:SOLARZOOM,公司公告,平安證券研究所 3.2 HJT 經濟性仍待提升,設備、材料端助推降本增效 202
62、2 年 6月,經德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試,隆基硅 HJT M6全尺寸電池(274.4c)光電轉換效率達 26.5%,創造了大尺寸單結晶硅光伏電池效率新的世界紀錄。當前,HJT電池平均效率約 24.5-24.7%,成本是制約 HJT產業化發展的核心因素,HJT與 PERC 正面競爭仍需設備端、材料端等全產業鏈環節助力降本增效,進一步提升經濟性。HJT 降本增效降本增效發展路線主要分為發展路線主要分為 HJT1.0,HJT2.0,HJT3.0 三個階段三個階段。1.0 階段采用非晶硅制備異質結,目前 HJT主流企業 M6-12BB 電池單片銀耗約 150mg(每瓦銀耗量 22.3mg
63、),130-135m 厚度已獲大量驗證。2.0 階段由正面微晶硅代替非晶硅,平均效率約 24.5%-24.7%,目標效率為 25%-25.2%,厚度或可降至 120m,采用鋼板印刷+SMBB+背面銀包銅等技術后單片銀耗或可降至 120mg。3.0階段采用雙面微晶 PECVD設備,量產效率有望達到 25.5%,同時應用接近 100m薄片和全面銀包銅技術,銀耗量有望降至 80mg/片(每瓦銀耗量約 11-12mg),含銀量約 30%。未來,利用電鍍銅技術或可全面取代含銀漿料,同時 HJT與鈣鈦礦疊層電池技術結合,在全尺寸上效率有望突破 30%。HJT的具體提效降本進度仍待實踐數據驗證。綜合來看,H
64、JT技術降本提效的過程中,電池設備企業主導工藝革新,較大程度確定電池轉換效率與成本的基準水平,主要通過大產能設備、雙面微晶 PECVD、半棒薄片技術、電鍍銅設備、鋼板印刷及激光轉印、SMBB高精度串焊等設備工藝革新降本增效;原材料企業輔助配合,實現高品質、低成本原輔料供應,推進低溫銀漿國產化、銀包銅替代方案、靶材無銦化等進程;電池企業則通過溫度濕度等環境把控、材料配比、氣體速率、高精度工藝手法提升效率上限。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 18/22 圖表圖表27 全產業鏈助力全產業鏈助
65、力 HJT降本增效降本增效 產業環節 降本增效事項 具體路徑及目標效果 主導企業 設備端 微晶化提效 微晶代替本征非晶硅,從單面微晶 PECVD 到雙面微晶PECVD 設備,雙面微晶可提升效率至 25.5%邁為股份等 薄片化降硅耗 前置半棒半片,薄片切割設備工藝 厚度=95%高測股份等 電鍍銅金屬替代降銀 目前鍍銅設備約 1.8 億元/GW,需進一步降本 實現降銀耗 邁為股份等 超細柵+高精度串焊降銀耗 SMBB、SWCT 技術降銀耗 奧特維等 激光轉印、鋼板印刷 降銀耗 帝爾、邁為等 材料端 低溫銀漿國產化、銀包銅國產化降銀耗 背面銀包銅、正背面全面銀包銅 含銀量=30%,即 12mg/w(
66、成本約 3 分/w)帝科、邁為等 靶材無銦化優化降本 雙面 ITO單面 ITOSiNx/ITO 復合膜 設備降銦、疊層和回收降銦至 2mg/w,再到無銦化 邁為股份等 高品質硅料 電子 II 級以上 通威股份等 N 型硅片 摻雜元素更均勻、碳氧含量更低、厚度更薄 隆基、中環等 高性能膠膜 POE 膠膜(抗 PID 性)、轉光膠膜 賽伍技術等 金剛線細線化 細線化、鎢絲替代碳鋼母線 美暢股份等 高純度熱場 灰分要求100ppm、降低雜質 金博股份等 高純度石英坩堝 降低雜質 石英股份等 電池組件端 工藝精度、溫度濕度等環境把控、操作水平、材料配比、串焊封裝、良品率等提效方式 降銀耗、供應鏈管理、
67、高精度串焊等成本管控 華晟、隆基等 資料來源:北極星電力,華晟新能源,平安證券研究所 3.3 新進者與央國企運營商布局發力,HJT 加速產業化 一直以來,光伏龍頭企業是技術革新與應用的引領和主導者,但從 HJT布局進展來看,主流一體化龍頭對 HJT的大規模量產安排相對謹慎,目前通威股份擁有 1GW 中試線,東方日升主推大尺寸異質結組件。而業外新進者如華晟新能源、金剛玻璃、明陽智能等,和下游央國企運營商如華潤電力、國電投等則加速擴產布局。作為目前產能最大的 HJT 廠商,華晟新能源于 6月 26日發布了喜馬拉雅 G12系列組件,采用其宣城二期 HJT電池,批次平均轉換效率 24.73%,組件全面
68、積轉化效率超過 23%。預計到 2022年三季度華晟將形成總計 2.7GW 的 HJT產能,并積極推進宣城三期 4.8GW 項目建設,2023年華晟合計 HJT電池產能將突破 7.5GW,并有望達到 10GW。金剛玻璃將在原有的 1.2GW HJT產能基礎上新擴建 4.8GW 產能。央國企也開始入局異質結,國家電投擬與福建鉅能電力共同建設 5GW 異質結項目;華潤電力在舟山規劃布局 12GW 的HJT產能,已啟動廠房工程總承包招標。當下 HJT的合計產能已經超過 6GW,伴隨新技術的經濟性優化與市場成熟度提升,后續具備進一步擴產潛力。成本與溢價空間方面,目前 HJT與 PERC電池在單 W 成
69、本端差距約 0.2元/W 左右,國內 M6尺寸 HJT組件較 PERC溢價約 0.2-0.3元/W。HJT轉換效率已步入 24.6%+時代,隨著設備和工藝的不斷升級,今年 HJT有望實現 25.00%+的量產效率。待微晶替代非晶、省硅省銦省銀等降本增效路徑驗證成熟后,具備量產性價比的 HJT 擴張將越來越多,技術迭代的超額利潤也會加速兌現。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 19/22 圖表圖表28 PERC 與與 HJT 電池組件價格對比電池組件價格對比 電池/組件 PERC 價格 HJ
70、T 價格 M6 電池 1.22-1.25 元/w 1.4-1.45 元/w M6 組件 1.9-1.98 元/w 國內 2.15-2.2 元/w 海外 0.29-0.33 美金/w 資料來源:PV InfoLink(2022.7.13),平安證券研究所 圖表圖表29 HJT 電池組件主要廠商擴產布局情況電池組件主要廠商擴產布局情況 主要廠商 基地 現有產能 規劃產能 東方日升 常州金壇、寧?;?常州 500MW 中試線 寧??傄巹?15GW,一期 5GW 預計 2023 年 4月投產,其中 2GW 或年底投產 華晟新能源 宣城 1-3 期、大理 一期 500MW 滿產 二期 2GW 單面微晶
71、投產 三季度達 2.7GW 產能 2023 年宣城三期 4.8GW 投產-雙面微晶 大理規劃 5GW 850MW 異質結硅片切片項目調試爬坡 通威股份 合肥、金堂 400MW 試驗線 1GW 中試線 愛康科技 江蘇泰州、江西贛州、浙江湖州 五年內 22GW 異質結產能 明陽智能 鹽城、信陽 規劃布局 5GW 電池組件產線 金剛玻璃 蘇州吳江 1.2GW 半片 210 尺寸 微晶 PECVD,年目標效率25.5%+,功率 700w+4.8GW 雙面微晶 2023 年底前形成 6GW 產能 隆基綠能 HJT 研發與中試線 華潤電力 舟山 12GW 分 4 期建設,2025 年達產 山煤國際 10G
72、W,一期 3GW 阿特斯 嘉興 200MW 晶澳科技 200MW 中試線 資料來源:PV InfoLink,公司公告,北極星電力,平安證券研究所 四、四、IBC 兼容性優越,技術兼容性優越,技術延伸空間廣闊延伸空間廣闊 4.1 IBC 工藝相對復雜,兼容性優越 IBC 為交叉背接觸電池,是指電池正面沒有電極,正負金屬柵線交叉排列在電池背面的結構。電池結構方面,電池結構方面,IBC 電池的PN 結和金屬接觸位于太陽電池的背部,前表面避免了金屬柵線電極對光的遮擋,而金字塔絨面結構和減反層組成的陷光結構,能夠最大限度地利用入射光,減少光學損失,具有更高的短路電流。電池前表面無遮擋,提高轉換效率且外形
73、美觀,適合應用于中高端分布式光伏市場特別是光伏建筑一體化 BIPV,具有較大的商業化前景。從工藝制程來看從工藝制程來看,IBC工藝較為復雜且成本較高,重點包括離子注入、掩膜、開槽、刻蝕以及 PN區的制備。離子注入環節需采用精度高、均勻性好的離子注入設備,掩膜使用PECVD或 APCVD設備,刻蝕使用濕法設備,PN區的制備使用PECVD,開槽使用激光開槽設備。IBC的關鍵工藝在于在電池背面形成交叉排列的 p+區和 n+區,以及在上面形成金屬化接觸。因此,IBC 電池的制作需要采取局部摻雜法,利用光刻或者激光形成所需要的圖案,然后采取兩步單獨的擴散過程來形成 p型區和n 型區。同時,IBC關鍵工藝
74、還在于絲網印刷的對準精度問題和印刷重復性問題,因此對電池背面圖案和柵線的設計要求非常高。請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 20/22 作為產業化 IBC電池技術的領先者,Sunpower 研發的第三代 IBC電池最高效率已經達到 25%。然而,目前 IBC 電池制備需要多種復雜的工藝使得其制造成本較高,一定程度制約 IBC 電池的大規模應用。未來依托其兼容性,IBC 將與 TOPcon技術結合形成 TBC 電池,利用 IBC 高的短路電流與 TOPCon 優異的鈍化接觸特性,獲得更高的電
75、池效率;同時可與 HJT技術結合成 TBC電池,利用 IBC高的短路電流與 HJT高的開路電壓的優勢,獲得高電池效率。對于提前布局 IBC路線的光伏企業,未來將有儲備優勢進行下一步延伸拓展。圖表圖表30 IBC 電池結構電池結構 圖表圖表31 IBC 電池簡版工藝流程電池簡版工藝流程 資料來源:口袋光伏,平安證券研究所 資料來源:未來智庫,平安證券研究所 4.2 隆基愛旭規?;季?,搶占分布式光伏市場 當前光伏電站的應用場景愈發多樣化,組件廠商也需差異化、定制化技術產品滿足下游運營商復雜場景下的安裝需求。當前光伏電站的應用場景愈發多樣化,組件廠商也需差異化、定制化技術產品滿足下游運營商復雜場景
76、下的安裝需求。目前IBC 技術路線應用中,國電投下屬公司黃河水電擁有 200MW IBC電池組件產線,平均量產轉換效率達到 24.2%,組件量產轉換效率達到 22.1%;光伏龍頭隆基綠能主推應用于分布式領域的 P型 IBC技術(HPBC技術路線),到 2022年底有望在西咸和泰州形成 19GW 的產能;愛旭計劃年內在珠海形成 6.5GW 的 N 型 IBC 產能(ABC 技術路線)。HPBC 電池利用 P 型單晶硅襯底作為 P 區,正背面無需硼摻雜,也省去了較貴的離子注入和光刻、掩膜設備,工藝步驟相對簡單;同時,P區正電極采用鋁漿,銀漿使用量降低 50%,降低了生產成本。預計改良后 P型 IB
77、C設備與 PERC+/TOPcon設備成本較為接近,預計單 GW 投資額約在 1.5-2 億元左右。隆基 HPBC 新電池產能預計將于今年三季度投產,主要針對中高端分布式及 BIPV 市場,有望在國內及歐美市場通過差異化競爭貢獻業績彈性。愛旭股份旗下子公司深圳賽能于 2022年 6月 28日發布全新產品 N型 ABC組件,全稱“All Back Contact”,正面全黑名為“黑洞”系列。其電池為背結背接觸結構,正負兩極金屬接觸均在電池背面,正面無電極柵線遮擋,可 100%接收太陽光,最大限度優化電極柵線,降低串聯電阻,電池量產平均效率高達 25.5%。本次 ABC組件分為 54、66、72、
78、78片四種版型,適應戶用屋頂、工商業屋頂、光伏建筑一體化等各類應用場景需求。ABC 組件量產效率最高達 23.5%,最大功率 720 瓦,同時應用非銀化技術進一步降本。據愛旭測算,相較于目前主流的 P型產品,ABC組件產品全生命周期發電量提高 11.6%,系統成本降低超 3%,降本增效明顯。五、五、投資建議投資建議 N 型技術降本進度、擴產計劃、商業應用的經濟性情況值得關注,建議投資布局圍繞三條主線:1、關注采取差異化競爭策略的光伏電池組件龍頭 N 型高效電池組件將成為光伏廠商市場差異化競爭和盈利提升的重要因素,新型技術將為電池組件企業貢獻業績彈性。建議 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經
79、由未經許可的渠道獲得研究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 21/22 關注布局 TOPCon 電池組件的主要廠商如天合光能、晶澳科技、鈞達股份等,預計今明年大規模出貨的廠商將獲得超額收益;關注 HJT 布局企業如通威股份、東方日升等,伴隨經濟性與性價比優化,后續技術迭代紅利將快速兌現;關注分布式領域主推 P型 IBC 技術應用的一體化龍頭隆基綠能。2、關注硅片、電池片、組件等環節 N 型電池設備龍頭 N 型電池的快速發展需設備環節持續助力降本增效,設備先于光伏電池和組件產品成熟,電池設備企業主導工藝革新,建議關注邁為股份、捷佳偉創、高測股份、金博股
80、份、帝爾激光等企業。圖表圖表32 N 型電池主要設備廠商梳理型電池主要設備廠商梳理 產業鏈環節 設備企業 產品特性 硅片環節 晶盛機電 單晶爐龍頭,受益于 N 型硅片擴產 高測股份 布局切割設備及金剛線,HJT 半棒、薄片切割技術領先 上機數控 異質結 N 型硅片切片機,制備異質結薄片化 N 型硅片 金博股份 高純度熱場 電池環節 京山輕機 HJT 清洗制絨設備,鈣鈦礦電池設備 邁為股份 HJT 整線設備國內市占率與全球市占率雙項第一,在雙面微晶、低銦無銦、電鍍等領域率先布局,與硅片、電池、原材料、輔材等環節深度合作 捷佳偉創 實現 PERC+/TOPCon/HJT 設備全覆蓋,具備 HJT
81、整線能力 其 TOPCon PE-poly三合一設備有望獲得更多應用 帝爾激光 布局 TOPCon/HJT/IBC 多種高效技術,轉印技術持續突破,XBC 路線有望受益 組件環節 金辰股份 具備光伏組件設備“全鏈條”供應能力,持續發力 HJT、TOPCon 電池核心設備,非晶 HJT 用 PECVD 設備已獲晉能產線驗證,微晶 HJT PECVD 設備已運抵晉能科技。奧特維 成熟組件的設備,新進入硅片設備、電池片設備領域:高精度串焊技術領先,光注入設備可以修復 N 型電池效率損失,子公司松瓷機電單晶爐布局 N 型硅片 資料來源:北極星電力,公司公告,平安證券研究所 3、關注推進 N 型技術降本
82、與國產化的原材料及輔材企業 N 型電池規?;?、經濟性發展需要全產業鏈的供應配合。N型電池對于硅片的品質乃至硅料的質量要求較高,目前國內 N型硅料供應產能偏緊,N型硅片品質也影響著電池良率水平。建議關注 N型高品質硅料、N型硅片、國產化銀漿、銀包銅材料、無銦靶材、適宜 N型組件的轉光/POE膠膜等原材料和輔材的降本提效與國產化替代的投資機會,建議關注帝科股份、福斯特等企業。六、六、風險提示風險提示 1、光伏需求受國內外行業及貿易政策、疫情、產業鏈上游產品價格等因素影響,存在市場需求不及預期的風險;2、N 型電池組件效率提升水平及可靠性仍待長期實證數據驗證,或存在提效水平不及預期的風險;3、N 型
83、技術快速發展需設備端和材料端進一步降本,或面臨國產化程度不足、經濟性瓶頸難突破等情況,存在新型技術產業化速度不及預期的風險。平安證券研究所投資評級:平安證券研究所投資評級:股票投資評級:強烈推薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 20%以上)推 薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 10%至 20%之間)中 性(預計 6 個月內,股價表現相對市場表現在10%之間)回 避(預計 6 個月內,股價表現弱于市場表現 10%以上)行業投資評級:強于大市(預計 6 個月內,行業指數表現強于市場表現 5%以上)中 性(預計 6 個月內,行業指數表現相對市場表現在5%之間)弱于大市(預計 6 個
84、月內,行業指數表現弱于市場表現 5%以上)公司聲明及風險提示:負責撰寫此報告的分析師(一人或多人)就本研究報告確認:本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格。平安證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格。本公司研究報告是針對與公司簽署服務協議的簽約客戶的專屬研究產品,為該類客戶進行投資決策時提供輔助和參考,雙方對權利與義務均有嚴格約定。本公司研究報告僅提供給上述特定客戶,并不面向公眾發布。未經書面授權刊載或者轉發的,本公司將采取維權措施追究其侵權責任。證券市場是一個風險無時不在的市場。您在進行證券交易時存在贏利的可能,也存在虧損的風險。請您務必對此有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易
85、。市場有風險,投資需謹慎。免責條款:此報告旨為發給平安證券股份有限公司(以下簡稱“平安證券”)的特定客戶及其他專業人士。未經平安證券事先書面明文批準,不得更改或以任何方式傳送、復印或派發此報告的材料、內容及其復印本予任何其他人。此報告所載資料的來源及觀點的出處皆被平安證券認為可靠,但平安證券不能擔保其準確性或完整性,報告中的信息或所表達觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價,報告內容僅供參考。平安證券不對因使用此報告的材料而引致的損失而負上任何責任,除非法律法規有明確規定??蛻舨⒉荒軆H依靠此報告而取代行使獨立判斷。平安證券可發出其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告。本報告及該等報告反映編寫
86、分析員的不同設想、見解及分析方法。報告所載資料、意見及推測僅反映分析員于發出此報告日期當日的判斷,可隨時更改。此報告所指的證券價格、價值及收入可跌可升。為免生疑問,此報告所載觀點并不代表平安證券的立場。平安證券在法律許可的情況下可能參與此報告所提及的發行商的投資銀行業務或投資其發行的證券。平安證券股份有限公司 2022 版權所有。保留一切權利。平安證券研究所 電話:4008866338 深圳深圳 上海上海 北京北京 深圳市福田區益田路 5023 號平安金融中心 B 座 25 層 郵編:518033 上海市陸家嘴環路 1333 號平安金融大廈 26 樓 郵編:200120 北京市西城區金融大街甲 9 號金融街中心北樓 16 層 郵編:100033