1、 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Table_MainInfo 行業研究/機械工業 證券研究報告 行業深度報告行業深度報告 2020 年 05 月 30 日 Table_InvestInfo 投資評級 優于大市 優于大市 維持維持 市場表現市場表現 Table_QuoteInfo -6.07% -1.99% 2.09% 6.18% 10.26% 14.34% 2019/52019/82019/112020/2 機械工業海通綜指 資料來源:海通證券研究所 相關研究相關研究 Table_ReportInfo 關注業績具有持續性或有望迎來拐點 的標的2020.05.24 海通-鐵甲全景觀察第
2、 10 期: 下游景氣 持平,全市場交易量 5 月有望同比增長 50%-56%2020.05.24 政府工作報告提出增加鐵路建設資本 金,國家電網 2020 年光伏計劃消納 39GW2020.05.24 Table_AuthorInfo 分析師:佘煒超 Tel:(021)23219816 Email: 證書:S0850517010001 聯系人:吉晟 Tel:(021)23154653 Email: 后后 PERC 時代的技術進步,時代的技術進步,PERC+和和 TOPCon 是目前性價比較高的選擇是目前性價比較高的選擇 Table_Summary 投資要點:投資要點: 核心結論核心結論。我們
3、認為,HJT 是終極性提升效率的技術方案,但近 2 年時間,在 PERC 技術上的改造是更為經濟的選擇。 PERC+和 TOPCon 有望在未來 2 年率 先實現商業化,HJT 仍將處于研發階段。 行業背景:行業背景:PERC 產能、裝機占比快速提升,目前轉換效率距離理論極限仍有產能、裝機占比快速提升,目前轉換效率距離理論極限仍有 空間空間。 1) 行業現狀:) 行業現狀: 2020 年 4 月光伏組件出口總出貨量達 5.46GW, 同比-4.3%, 單晶 PERC 價格從 4 月底最低點的 0.75 元/W 提升至 5 月底的 0.79 元/W。 2019 年 PERC 累計產能達到 110
4、GW 左右,裝機占比快速提升至 65.0%,成為最主 流技術路線; 2) 技術提升路徑:) 技術提升路徑: 多晶 - 單晶、 PERC - PERC+ - TOPCon HJT, 目前看 PERC+/TOPCon/HJT 量產效率極限分別約為 22.7%/24.3%/27.1%。 PERC+:在:在 PERC 基礎上增加少量工藝流程,提高轉換效率基礎上增加少量工藝流程,提高轉換效率。1)背面)背面 - 雙面雙面 PERC:背面使用鋁柵線結構替代全鋁背場結構,主要變化在絲網印刷工藝;2) 背面背面 - PERL/PERT:PERL 是在 PERC 基礎上鈍化發射極、背部局部擴散, N-PERT
5、主要將磷擴散設備改為硼擴散設備;3)正面)正面 - PERC+SE:通過選擇 性發射極提高轉換效率,增加激光摻雜工藝;4)正面)正面 - PERC+MWT:消除正 面主柵減少遮光,主要增加激光打孔工藝。 TOPCon:通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池,核心增加硼擴、:通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池,核心增加硼擴、LPCVD 設設 備。備。1)原理和結構:)原理和結構:通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池;2)優劣勢:)優劣勢:電 池高效率及后續提升潛力高于 PERC,但工藝較復雜;3)工藝流程和設備的變)工藝流程和設備的變 化:化:核心增加硼擴、LPCVD 設備等。 技術路線對比:目前技術
6、路線對比:目前 TOPCon、PERC 的性價比高于的性價比高于 PERT、HJT,雙面,雙面+SE 是是 PERC+最主流路線最主流路線。1)各技術路線性價比:)各技術路線性價比:TOPCon 的效率高于 PERC 電 池,性價比與 PERC 電池相當、高于 PERT、HJT;2)PERC+技術趨勢:技術趨勢:領 跑者計劃中標情況顯示雙面電池成為主流,2018 年 SE 技術已經成為一線廠商 主流技術;3)TOPCon 擴產:擴產:規劃產能超過 7GW,已成為主流廠商擴產的重 要選項。 競爭格局競爭格局和市場空間和市場空間:國內企業已具備國內企業已具備 PERC+和和 TOPCon 核心設備
7、競爭力,核心設備競爭力, 不考慮不考慮 HJT 未來未來 3 年電池設備市場空間有望達到年電池設備市場空間有望達到 250 億元量級。億元量級。1) 競爭格局:) 競爭格局: 帝爾激光占據激光設備優勢地位(市場份額達到 76%) ,捷佳偉創已具備 TOPCon 設備競爭力(技術參數與國外公司差距不大) 。2)市場空間:)市場空間:不考慮 HJT 投資的情況下,未來 3 年光伏電池設備市場空間合計有望達到 250 億元量 級。 設備設備公司: 建議關注公司: 建議關注 PERC+和和 TOPCon 給電池片設備龍頭帶來的業績增量給電池片設備龍頭帶來的業績增量。 1) 捷佳偉創:捷佳偉創: 唯一在
8、三個新技術方向上的產品都具備競爭力的公司; 2) 邁為股份:) 邁為股份: 絲網印刷龍頭,激光設備實現突破;3)帝爾激光:)帝爾激光:專注光伏激光相關設備。 風險提示。風險提示。新技術擴產不及預期,新技術對效率的提升不及預期,光伏需求出 現大幅下滑。 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2 目目 錄錄 1. 核心結論:PERC 技術上的改造是目前更為經濟的選擇,PERC+和 TOPCon 有望率 先實現商業化 . 7 2. 行業背景:PERC 產能、裝機占比快速提升,目前轉換效率距離理論極限仍有提升空 間 7 2.1 行業現狀:從數據看疫情總體影響有限,PERC 產能
9、、裝機占比快速提升 . 7 2.2 技術提升路徑:多晶 - 單晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJT . 8 3. PERC+:在 PERC 基礎上增加少量工藝流程,提高轉換效率 . 10 3.1 背面 - 雙面 PERC:背面使用鋁柵線結構,主要變化在絲網印刷工藝 . 11 3.2 背面 - PERL/PERT:PERL 是在 PERC 基礎上鈍化發射極、背部局部擴散, N-PERT 主要將磷擴散設備改為硼擴散設備 . 12 3.3 正面 - PERC+SE:通過選擇性發射極提高轉換效率,增加激光摻雜工藝 . 14 3.4 正面 - PERC+MWT:消除正面主柵減少遮光
10、,主要增加激光打孔工藝 . 15 4. TOPCon:通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池,核心增加硼擴、LPCVD 設備 16 5. 技術路線對比: 目前 TOPCon、 PERC 的性價比高于 PERT、 HJT, 雙面+SE 是 PERC+ 最主流路線 . 17 5.1 各技術路線性價比:目前情況下 PERC 和 TOPCon 性價比高于 PERT、HJT、 IBC 17 5.2 PERC+技術趨勢:雙面電池、SE 已經成為主流 . 19 5.3 TOPCon 擴產:規劃產能超過 7GW,已成為部分廠商擴產的重要選項 . 20 6. 競爭格局:帝爾激光占據激光設備優勢地位,捷佳偉創已具備
11、TOPCon 設備競爭力 21 6.1 光伏激光設備:帝爾激光是絕對龍頭 . 21 6.2 TOPCon 設備:捷佳偉創等國內公司已具備競爭力 . 21 7. 市場空間: 不考慮 HJT 投資的情況下, 未來 3 年光伏電池片設備市場空間合計有望達 到 250 億元量級 . 22 8. 設備公司:建議關注 PERC+和 TOPCon 給電池片設備龍頭帶來的業績增量 . 23 8.1 捷佳偉創:唯一在三個新技術方向上的產品都具備競爭力的公司 . 23 8.2 邁為股份:絲網印刷龍頭,激光設備實現突破 . 24 8.3 帝爾激光:專注光伏激光相關設備 . 25 rQrOpOtQtOpOwPsQwO
12、qMxP7NcMbRpNqQoMqQfQqQtNkPrRrQ9PmMyRwMrNpQwMsOpO 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 3 9. 風險提示 . 25 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 4 圖圖目錄目錄 圖 1 我國新增光伏裝機量 . 7 圖 2 全球新增光伏裝機量 . 7 圖 3 光伏組件出口 . 8 圖 4 電池片價格 . 8 圖 5 單晶 PERC 累計產能 . 8 圖 6 各技術路線裝機占比 . 8 圖 7 單晶 PERC 效率記錄提升情況 . 8 圖 8 單晶 PERC 量產效率提升情況 . 9 圖 9 光伏技術演變圖
13、 . 9 圖 10 主流光伏技術效率極限 . 10 圖 11 PERC 效率提升方法 . 10 圖 12 PERC 工藝升級路線 . 11 圖 13 雙面與單面 PERC 電池原理對比圖(a 為雙面電池,b 為單面電池) . 11 圖 14 雙面與單面 PERC 電池的結構對比圖 . 12 圖 15 雙面與單面 PERC 電池的工藝流程對比圖 . 12 圖 16 PERC 與 PERL 結構對比 . 13 圖 17 PERL 與 PERT 結構對比 . 13 圖 18 P-PERC 與 N-PERT 工藝流程對比 . 14 圖 19 激光摻雜 PERC 與傳統 PERC 對比圖. 14 圖 2
14、0 SE 激光摻雜工藝示意圖 . 15 圖 21 MWT 電池結構示意圖 . 16 圖 22 P 型硅基 MWT 電池基本工藝流程 . 16 圖 23 TOPCon 電池結構示意圖 . 17 圖 24 TOPCon 電池與其他技術工藝流程對比圖 . 17 圖 25 從電站 LCOE 看光伏技術性價比 . 18 圖 26 主流光伏技術性價比對比 . 19 圖 27 第三批 10 大光伏應用領跑者基地申報技術統計 . 19 圖 28 捷佳偉創營業收入. 23 圖 29 捷佳偉創歸母凈利潤 . 23 圖 30 捷佳偉創毛利率、凈利率 . 24 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律
15、聲明 5 圖 31 捷佳偉創 ROA、ROE . 24 圖 32 邁為股份營業收入. 24 圖 33 邁為股份歸母凈利潤 . 24 圖 34 邁為股份毛利率、凈利率 . 24 圖 35 邁為股份 ROA、ROE . 24 圖 36 帝爾激光營業收入. 25 圖 37 帝爾激光歸母凈利潤 . 25 圖 38 帝爾激光毛利率、凈利率 . 25 圖 39 帝爾激光 ROA、ROE . 25 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 6 表目錄表目錄 表 1 2018 年 SE 技術已經廣泛應用 . 20 表 2 TOPCon 擴產統計 . 20 表 3 光伏激光設備主要公司 .
16、21 表 4 全球主要廠商 LPCVD 設備對比 . 22 表 5 市場空間測算 . 23 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 7 1. 核心結論:核心結論: PERC技術上的改造是目前更為經濟的選擇,技術上的改造是目前更為經濟的選擇, PERC+和和 TOPCon 有望率先實現商業化有望率先實現商業化 我們認為,我們認為,HJT 是終極性提升效率的技術方案,但近是終極性提升效率的技術方案,但近 2 年時間,在年時間,在 PERC 技術上技術上 的改造是更為經濟的選擇。的改造是更為經濟的選擇。PERC+和和 TOPCon 有望在未來有望在未來 2 年率先實現商業化,年
17、率先實現商業化,HJT 仍仍將將處于研發階段:處于研發階段: 1)PERC 產線投產時間不長,大部分沒有過折舊期,電池廠商目前更愿意在已有 產線上改造; 2)PERC+和 TOPCon 技術也在進步,與現有 PERC 相比,效率有一定的提升空 間,目前看性價比高于 HJT; 3)HJT 工藝難度更大、成本仍較高、目前效率沒有明顯優勢,在現有情況下經濟 性較差,需要研發時間可能仍較長。 2. 行業背景:行業背景:PERC 產能、產能、裝機占比裝機占比快速提升,目前轉換快速提升,目前轉換 效率距離理論極限仍有效率距離理論極限仍有提升提升空間空間 2.1 行業現狀:從數據看疫情總體影響有限行業現狀:
18、從數據看疫情總體影響有限,PERC 產能、裝機占比快速產能、裝機占比快速 提升提升 2019 年我國光伏裝機量下滑,全球裝機量穩定增加。年我國光伏裝機量下滑,全球裝機量穩定增加。我們認為,受到行業政策波 動的影響,我國 2018、2019 年光伏新增裝機量同比均出現下滑,而全球多個地區實現 平價上網,裝機量不斷增加。2019 年我國光伏新增裝機量為 30.1GW,同比-33.1%, 全球光伏新增裝機量為 114.9GW,同比+11.6%。 圖圖1 我國新增光伏裝機量我國新增光伏裝機量 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40 50 60 2
19、0122013201420152016201720182019 中國新增光伏裝機量(GW,左軸) 同比(%,右軸) 資料來源:國家能源局,Wind,海通證券研究所 圖圖2 全球新增光伏裝機量全球新增光伏裝機量 -10 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 140 20122013201420152016201720182019 全球新增光伏裝機量(GW,左軸) 同比(%,右軸) 資料來源:英利集團微信公眾號,Wind,海通證券研究所 4 月組件出口同比小幅下降,月組件出口同比小幅下降,PERC 電池價格回升。電池價格回升。根據 Wind 的數據,2
20、020 年 4 月光伏組件出口總出貨量達 5.46GW,同比-4.3%,我們認為,海外疫情 4 月開始影響 行業,組件出口仍只有小幅下降,出口景氣度受到疫情影響有限;根據 PVInfolink 微信 公眾號的數據,4 月底以來電池片價格回暖,單晶 PERC 價格從 4 月底最低點的 0.75 元/W 提升至 5 月底的 0.79 元/W。 我們認為, 從數據可以看出疫情總體對行業影響有限。 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 8 圖圖3 光伏組件出口光伏組件出口 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 0 1000 2000 3000 40
21、00 5000 6000 7000 8000 2017-012017-062017-112018-042018-092019-022019-072019-12 光伏組件出口(MW,左軸)同比(%,右軸) 資料來源:Wind,海通證券研究所 圖圖4 電池片價格電池片價格 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 2019/1/22019/4/22019/7/22019/10/22020/1/22020/4/2 單晶PERC(元/W) 資料來源:PVInfolink 微信公眾號,海通證券研究所 我國我國 PERC 產能快速提升,產能快速提升,2019 年裝機占比年裝機占比達到
22、達到 65%。根據產業信息網的數據, 預計 2019 年 PERC 累計產能達到 110GW,新增 PERC 產能為 43GW,同比+34.4%。 另外,根據中國光伏產業發展路線圖 (2018、2019) ,PERC 裝機占比由 2018 年的 33.5%快速提升至 2019 年的 65.0%,成為最主流技術路線,BSF 從 2018 年的 60.0% 下降至 2019 年的 31.5%,我們預計 BSF 裝機占比未來還將進一步下降。 圖圖5 單晶單晶 PERC 累計產能累計產能 0 20 40 60 80 100 120 201420152016201720182019E PERC累計產能(
23、GW) 資料來源:產業信息網,海通證券研究所 圖圖6 各技術路線裝機占比各技術路線裝機占比 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2018年2019年 其他 PERCBSF 資料來源: 中國光伏產業發展路線圖 (2018、2019) ,海通證券研究所 2.2 技術提升路徑:多晶技術提升路徑:多晶 - 單晶單晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJT PERC 效率提升歷史回顧:單晶效率提升歷史回顧:單晶 PERC 量產效率量產效率 5 年提升年提升 2.4pct。根據摩爾光伏 微信公眾號援引PERC 技術的發展潛力分析 ,201
24、4-2019 年,單晶 PERC 效率記錄 從 21.40%提升至 24.06%,量產效率從 20.1%提升至 22.5%,5 年提升 2.4pct。 圖圖7 單晶單晶 PERC 效率記錄提升情況效率記錄提升情況 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 9 資料來源:摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發展潛力分析 ,海通證券研究所 圖圖8 單晶單晶 PERC 量產效率提升情況量產效率提升情況 資料來源:摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發展潛力分析 ,海通證券研究所 光伏效率提升路徑:多晶光伏效率提升路徑:多晶 - 單晶單晶、PERC - PERC+ - TOPC
25、on - HJT。我們根據光 伏行研微信公眾號援引張忠衛后 PERC 時代高效晶硅電池量產技術路線探討總結, 目前情況下, 多晶硅電池效率約為 19.2%-20.8%, 單晶 PERC 效率約為 21.0%-21.8%, PERC+效率約為 21.8%-23.2%,TOPCon 效率約為 22.5%-23.5%,HJT 效率約為 22.45%-24.5%。我們認為,光伏效率提升路徑為多晶 - 單晶,PERC - PERC+ - TOPCon - HJT,隨著技術的不斷進步,各技術路線轉換效率仍有提升的空間。 圖圖9 光伏技術演變圖光伏技術演變圖 資料來源:光伏行研微信公眾號援引張忠衛后 PER
26、C 時代高效晶硅電池量產技術路線探討 ,海通證券研究所 效率極限:效率極限:PERC+/TOPCon/HJT 量產量產效率極限分別約為效率極限分別約為 22.7%/24.3%/27.1%。 我們根據光伏行研微信公眾號援引張忠衛后 PERC 時代高效晶硅電池量產技術路線 探討總結,目前情況下,PERC(PERC+)量產效率極限約為 22.7%,相比 AL-BSF 提升約 2.7pct(PERC+相比 PERC 提升約 1pct) ,TOPCon 量產效率極限約為 24.3%, 相比 PERC(PERC+)提升約 1.6pct,HJT 量產效率極限約為 27.1%,相比 TOPCon 提升約 2.
27、8pct。 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 10 圖圖10 主流光伏技術效率極限主流光伏技術效率極限 資料來源:光伏行研微信公眾號援引張忠衛后 PERC 時代高效晶硅電池量產技術路線探討 ,海通證券研究所 3. PERC+:在:在 PERC 基礎上增加少量工藝流程,提高轉基礎上增加少量工藝流程,提高轉 換效率換效率 PERC 提高效率的核心在于降低光生載流子的復合。提高效率的核心在于降低光生載流子的復合。根據光伏測試網微信公眾號, 影響晶體硅太陽能電池轉換效率的原因主要來自兩個方面:1)光學損失,包括電池前 表面反射損失、接觸柵線的陰影損失以及長波段的非吸收損失;
28、2)電學損失,它包括 半導體表面及體內的光生載流子復合、半導體和金屬柵線的接觸電阻,以及金屬和半導 體的接觸電阻等的損失。這其中最關鍵的是降低光生載流子的復合,它直接影響太陽能 電池的開路電壓。 光生載流子的復合主要是由于高濃度的擴散層在前表面引入大量的復 合中心。 PERC 可以通過多種方法將效率可以通過多種方法將效率提升至提升至 24%。根據摩爾光伏微信公眾號援引 PERC 技術的發展潛力分析 ,通過硅片少子壽命提升、背鈍化層優化、陷關結構等 方式可以將目前 22.92%的 PERC 效率提升至 24%左右。 圖圖11 PERC 效率提升方法效率提升方法 資料來源:摩爾光伏微信公眾號援引P
29、ERC 技術的發展潛力分析 ,海通證券研究所 結構上,結構上,選擇性發射極、雙面電池等方式可以提高選擇性發射極、雙面電池等方式可以提高 PERC 的效率。的效率。根據光伏測試網 微信公眾號,PERC 電池效率進一步提升的方向包括:1)細柵金屬化技術,減少正面 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 11 遮擋,如應用 5BB 或 MBB 技術;2)正面采用選擇性發射極,降低表面復合損失;3) 先進的陷光技術,如采用多層減反膜技術;4)降低背面金屬接觸區域的復合,如采用 局部 B 摻雜;5)采用高質量硅片,如 N 型硅片、提高硅片的少子壽命;6)雙面 PERC 電池。我們認
30、為,目前主流的 PERC 效率提升方式包括雙面 PERC、PERL/PERT、 PERC+SE 等。 圖圖12 PERC 工藝升級路線工藝升級路線 資料來源:光伏技術微信公眾號,海通證券研究所 3.1 背面背面 - 雙面雙面 PERC:背面使用鋁柵線結構背面使用鋁柵線結構,主要變化在絲網印刷工主要變化在絲網印刷工 藝藝 原理:原理:讓部分光可以被電池背面吸收。讓部分光可以被電池背面吸收。根據光伏前沿微信公眾號,PERC 單晶單面 電池的背面為全 Al 層,背面入射光線無法穿透該全 Al 層,因此 PERC 單晶單面電池只 有正面可以吸收入射光進行光電轉換,雙面電池的目標為讓背面吸收太陽光。根據
31、光伏 技術微信公眾號,當太陽光照到 p-PERC 雙面電池的時候,會有部分光線被周圍的環境 反射照射到 p-PERC 雙面電池的背面,這部分光可以透過 SiNx 鍍膜材料被硅吸收,激 發的電子-空穴對被 p+-p 高低結分離(因 P 型硅背面鈍化,相當于摻雜有 Al 原子) ,從 而對電池的光電流和效率產生貢獻。 圖圖13 雙面與單面雙面與單面 PERC 電池原理對比圖(電池原理對比圖(a 為雙面電池,為雙面電池,b 為單面電池)為單面電池) 資料來源:光伏技術微信公眾號,海通證券研究所 結構結構變化:變化: 背面使用鋁柵線背面使用鋁柵線結構替代結構替代全鋁背場全鋁背場結構。結構。 根據周小榮
32、等 雙面 PERC 單 晶硅太陽電池工藝研究 ,雙面 PERC 主要在背面使用了鋁柵線結構對常規的單面 PERC 太陽電池中的全鋁背場結構進行替代,與現有 PERC 產線的兼容度較高,適合 大規模量產。根據光伏前沿微信公眾號,為了使 PERC 電池均有雙面光電轉換功能, 行業改變了 PERC 電池的印刷工藝, 將背面全 Al 層印刷工藝修改為背面局部 Al 層印刷 工藝。 行業研究機械工業行業 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 12 優劣勢:優劣勢:可以實現雙面發電,但工藝要求高于可以實現雙面發電,但工藝要求高于 PERC。根據電源技術雜志微信公眾 號,雙面電池優勢包括:可雙面發電、雙玻
33、封裝高可靠性、降低鋁漿用量、彎折率降低、 與現有 PERC 生產線兼容、可采用單晶硅或多晶硅作為基體,成本優勢顯著。缺點包 括:工藝要求特殊、背面印刷精度較單面 PERC 電池的要求略高、對鋁漿有更高的要 求。 圖圖14 雙面與單面雙面與單面 PERC 電池電池的結構的結構對比圖對比圖 資料來源:周小榮等雙面 PERC 單晶硅太陽電池工藝研究 ,海通證券研究所 工藝流程工藝流程和設備的變化和設備的變化:主要變化在絲網印刷工藝。主要變化在絲網印刷工藝。根據光伏技術微信公眾號,P 型 PERC 雙面太陽能電池的制作流程包括:制絨、擴散、刻蝕、退火、背面鈍化層沉積、 PECVD 背面鍍膜、正面 PECVD 鍍膜、絲網印刷、燒結。根據光伏前沿微信公眾號, PERC 雙面太陽電池的制造工藝與 PERC 單面電池基本類似,主要的區別在于背面的 絲網印刷工藝。 圖圖1