1、2020 年深度行業分析研究報告目錄HJT 是電池片環節的平臺級技術5高轉換效率得益于電池材料和結構5技術和工藝的延展性拓展提效空間8多重優勢加持,產業化熱情逐步上升10高轉換效率與強發電能力支撐 HJT 組件溢價13轉換效率溢價來自于發電功率提升和電站成本攤薄13抗衰減性能可支撐約 0.08 元/W 溢價15發電增益對溢價空間亦有貢獻17小結:HJT 組件當前溢價空間可觀19組件溢價構建 HJT 電池非硅成本空間20高功率有助于攤薄組件封裝成本20硅片成本有望受益于薄片化21當前組件溢價可允許 HJT 非硅成本高出 0.18-0.27 元/W21圖表目錄圖表 1. 降低光電轉換中電損失的主要
2、途徑5圖表 2. PERC 電池的基本結構(鈍化層為局部鈍化)6圖表 3. TOPCon 電池的基本結構6圖表 4. 異質結電池的基本結構6圖表 5. 異質結電池發展歷程7圖表 6. NREL 光伏電池轉換效率圖(藍色部分為晶硅電池、藍色實心圓點為異質結 電池)7圖表 7. 近年來 Sanyo/松下異質結電池轉換效率與參數8圖表 8. 異質結電池實驗室最高轉換效率8圖表 9. 漢能異質結電池轉換效率提升歷程9圖表 10. 異質結電池的基本提效思路9圖表 11. HBC、IBC 電池的轉換效率與參數及與 HJT 電池的對比9圖表 12. HBC 電池基本結構10圖表 13. Kaneka HBC
3、 電池 26.33%轉換效率與參數圖10圖表 14. 鈣鈦礦與異質結電池的疊加10圖表 15. 異質結電池生產工藝流程(深紅色為主工藝)11圖表 16. 不同電池技術的相對輸出功率與組件溫度的關系11圖表 17. 松下異質結組件長期發電量情況(14 年,3.34kW 系統)12圖表 18. 部分企業異質結電池產能(量產+試驗)12圖表 19. 光伏發電國內三類資源區劃分13圖表 20. 相同電站 IRR 水平下轉換效率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、 組件價格 1.7 元/W)13圖表 21. 相同電站 IRR 水平下轉換效率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 23%、組
4、件價格 1.7 元/W)14圖表 22. 相同電站 IRR 水平下轉換效率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、 組件價格 1.5 元/W)14圖表 23. 不同情景下組件溢價與異質結電池轉換效率的關系(PERC 效率 22.5%、組 件價格 1.7 元/W)15圖表 24. 異質結組件熱循環測試(-40至+85)結果15圖表 25. P 型單晶組件的典型衰減趨勢16圖表 26. 單晶 PERC 組件與異質結組件的衰減趨勢假設16圖表 27. 異質結組件抗衰減溢價(異質結電池轉換效率 22.5%、無其他發電增益)16 圖表 28. 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(
5、PERC 效率 22.5%、組件 1.7 元/W)17圖表 29. 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(PERC 效率 23%、組件1.7 元/W)18圖表 30. 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、組件 1.5 元/W) 18圖表 31. 不同情景下組件溢價與發電增益的關系(PERC 效率 22.5%、組件價格 1.7元/W、 HJT 效率 23.5%)19圖表 32. 異質結組件合理溢價測算結果(假設異質結電池轉換效率 23.5%、發電增 益 4%) 19圖表 33. 異質結組件溢價的組成示意(非定量)20圖表 34. 單晶 PER
6、C 組件封裝成本構成20圖表 35. 當前異質結組件與單晶 PERC 組件封裝成本對比20圖表 36. CPIA 對于硅片厚度的預測21圖表 37. 近期光伏組件價格走勢22圖表 38. 近期光伏電池片價格走勢22圖表 39. 異質結電池非硅成本空間22圖表 40. 異質結電池非硅成本拆分及目標23圖表 41. 單晶 PERC 電池產能擴張歷程23附錄圖表 42. 報告中提及上市公司估值表26HJT 是電池片環節的平臺級技術高轉換效率得益于電池材料和結構異質結電池與同質結電池的差異:廣義而言,p-n 結由兩種不同類型的半導體材料組成的太陽能電池 均可稱為異質結太陽能電池,與之相對的是同質結電池
7、,即 p-n 結由同種半導體材料組成。目前實際 商業應用的晶硅太陽能電池基本均為同質結電池(p-n 結由晶體硅材料形成),而產業中一般所提到 的異質結電池則是指 p-n 結由非晶硅和晶體硅兩種材料形成的電池,其中含本征非晶硅薄膜的異質結 電池(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer,HIT/HJT,下稱“HJT 電池”或“異質結電池”)轉換效率 較為優秀,受到的關注度相對較高,與大規模產業化的距離亦相對更近。鈍化是提高光伏電池轉換效率的重要途徑:一般而言,提升光伏電池片光電轉換效率的核心是降低 光電轉換過程中的能量損失,主要是光損失與電損失。其中降低電
8、損失的主要方法包括選擇高品質 硅片、提高 p-n 結質量、提高少數載流子壽命、降低材料體電阻等。在提高少數載流子壽命這一途徑 中,通過改善晶面缺陷來降低襯底硅片表面的復合速率(即鈍化接觸)是光伏電池提效的重要研究 和產業化方向。圖表 1. 降低光電轉換中電損失的主要途徑選擇高品質硅片提高p-n結質量降低電損失降低能量損失提高少數載流子壽命降低光損失提高電極接觸質量資料來源:中國知網,證券常見電池結構大多受鈍化思路影響:良好的鈍化接觸可以在最大化降低接觸表面的載流子負荷速率的同時保持電池較好的電學性能,近年來產業中常見的 PERC 電池(背面 Al2O3/SiN(x SiO2)疊層鈍化)、TOP
9、Con 電池(SiO2 和多晶/微晶硅層鈍化)、異質結電池(氫化本征非晶硅鈍化)結構的產生均受鈍 化接觸思路的影響,而異質結電池結構是其中的佼佼者。圖表 2. PERC 電池的基本結構(鈍化層為局部鈍化)圖表 3. TOPCon 電池的基本結構資料來源:索比光伏網,證券資料來源:光伏前沿,證券異質結電池在 1997 年實現量產:20 世紀 80-90 年代,日本 Sanyo(目前已被松下收購)首次將本征非 晶硅薄膜用于非晶硅/晶體硅異質結光伏電池,在 P 型非晶硅和 N 型單晶硅的 p-n 異質結之間插入一 層本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H),有效降低了晶硅/非晶硅異質結表面的復合速率,同時
10、補償了本征非 晶硅層自身存在的懸掛鍵缺陷,在硅片表面獲得了令人滿意的鈍化效果,以這一結構為基礎的光伏 電池隨后在 1997 年實現量產,即光伏異質結(HIT/HJT)電池。HJT 異質結電池的基本結構:HJT 異質結電池以 N 型單晶硅片為襯底,在經過清洗制絨的 N 型硅片正 面依次沉積厚度為 5-10nm 的本征 a-Si:H 薄膜和 P 型摻雜 a-Si:H 薄膜以形成 p-n 異質結,在硅片背面依 次沉積厚度為 5-10nm 的本征 a-Si:H 薄膜和 N 型摻雜 a-Si:H 薄膜形成背表面場,在摻雜 a-Si:H 薄膜的兩 側再沉積透明導電氧化物薄膜(TCO),最后通過絲網印刷或電
11、鍍技術在電池兩側的頂層形成金屬 集電極,其結構具有對稱性。圖表 4. 異質結電池的基本結構資料來源:Green,證券圖表 5. 異質結電池發展歷程資料來源:TaiyangNews,證券HJT 電池轉換效率已在晶硅光伏電池中位居前列:HJT 電池量產之后,日本 Sanyo/松下仍在持續研究 提高其光電轉換效率,近年來 HJT 電池轉換效率已在晶硅光伏電池中位居前列。圖表 6. NREL 光伏電池轉換效率圖(藍色部分為晶硅電池、藍色實心圓點為異質結電池)資料來源:NREL,證券圖表 7. 近年來 Sanyo/松下異質結電池轉換效率與參數年份開路電壓(V)短路電流密度(mAcm-2)填充因子(%)轉
12、換效率(%)2014(HBC)0.74041.882.725.620130.75039.583.224.720110.74539.480.923.720090.72939.580.023.020070.72539.279.122.320060.71838.479.021.820040.71238.378.721.5資料來源:人工晶體學報,證券技術和工藝的延展性拓展提效空間純異質結電池實驗室轉換效率已超過 25%:在日本松下/Sanyo 之外,目前國內外對異質結電池的研究 已大范圍展開,轉換效率亦逐步攀升?,F在在 M2 的標準硅片尺寸下,純異質結結構電池的轉換效率 世界紀錄為 25.11%,由我
13、國漢能成都研發中心創造,且此轉換效率是在使用量產設備和量產工藝的 前提下取得的,具備相當程度的量產可能性。圖表 8. 異質結電池實驗室最高轉換效率25.5%25.0%24.5%24.0%23.5%23.0%22.5%22.0%21.5%21.0%漢能KanekaPanasonic晉能中智上海微系統所實驗室最高效率資料來源:中科院電工所,證券圖表 9. 漢能異質結電池轉換效率提升歷程25.5%25.0%24.5%24.0%23.5%23.0%22.5%22.0% 資料來源:漢能官網,證券異質結電池仍有進一步提效空間:異質結電池轉換效率已位居晶硅電池前列,但其仍有進一步的提 效空間。在不改變其結構
14、的基礎上,可以從提高開路電壓、短路電流、填充因子三方面著手提效。 而異質結電池的內部結構亦具備與其他技術路線或工藝的可疊加性,可在優化內部結構的基礎上吸 取其他工藝的優點進一步提高電池轉換效率。圖表 10. 異質結電池的基本提效思路改善重點工藝思路具體方式(不完全統計)提高清洗制絨質量開路電壓提升 a-Si:H/c-Si 異質結界面性能提高成膜質量在成膜的同時降低硅片表面損傷短路電流減少 a-Si:H 和 TCO 的光吸收損失、減少遮光損失優化絨面結構優化柵線電極填充因子減少電池的串聯電阻和漏電流提高柵線材料電性能減少 TCO 層電阻資料來源:中國知網,證券異質結疊加 IBC 技術轉換效率突破
15、 26%:在高效光伏電池領域,IBC(Interdigitated Back Contact,交叉 背接觸)電池在產業中也頗受關注,其結構特點是 p-n 結和金屬電極接觸都位于電池背部,電池正面 避免了金屬柵線電極的遮擋,能夠最大限度地利用入射光,減少光學損失。日本松下、Kaneka 等公 司將 IBC 電池的結構優點與異質結電池相結合,將 p-n 結轉移至背面的同時保留本征非晶硅的鈍化結 構,稱為 HBC 電池,目前已實現實驗室 26.63%的轉換效率。圖表 11. HBC、IBC 電池的轉換效率與參數及與 HJT 電池的對比公司電池類型開路電壓(V)短路電流密度(mAcm-2)填充因子(%
16、)轉換效率(%)KanekaHBC0.74042.584.626.63KanekaHBC0.74442.2583.7826.33PanasonicHBC0.74041.882.725.6SunPowerIBC0.74741.3382.7125.2KanekaHJT0.73840.883.525.1PanasonicHJT0.75039.4983.224.7資料來源:Kaneka,證券圖表 12. HBC 電池基本結構圖表 13. Kaneka HBC 電池 26.33%轉換效率與參數圖資料來源:GUNAM,證券資料來源:Kaneka,證券異質結疊加鈣鈦礦進一步提升效率上限:在疊加 IBC 技術
17、成為 HBC 電池的路徑之外,異質結電池同 時也比較適合疊加鈣鈦礦成為疊層/多結電池。疊層技術需要用低溫沉積工藝(PVD/CVD 方式)實現 短波長吸收(鈣鈦礦)和長波長吸收(HJT)的結合,其所應用的 TCO 膜層已然在異質結電池中采用, 而在 HJT 單結中損失的藍光可被上層鈣鈦礦收集利用。整體而言,HJT 與鈣鈦礦在兼容性上有著天然 的優勢,目前英國 Oxford PV 的疊層電池已獲得了 28%的實驗室轉換效率,后續甚至有望進一步提升 至 30%以上。圖表 14. 鈣鈦礦與異質結電池的疊加資料來源:捷佳偉創行業會議演示材料,證券異質結電池具備技術路線和工藝方面的延展性:此外,異質結電池
18、亦有可能吸收其他電池在結構層 面上的優點以提高轉換效率??偠灾?,我們認為在技術路線和工藝方面的延展性使得異質結結構 可被視為光伏電池片的平臺級技術,這也是異質結電池具備長期提效空間和發展潛力的重要原因。多重優勢加持,產業化熱情逐步上升在最為重要的效率優勢之外,異質結電池同時具備生產流程較短、溫度系數良好、基本無光衰、雙 面率高等多方面優點。生產流程共 4 步主工藝:從電池結構上看,異質結電池由中心的硅片基底疊加兩側的數層薄膜組成,其生產過程的核心即為各層薄膜的沉積,整體而言其工藝流程較短,主工藝僅有 4 步。相對于同屬 于 N 型電池、但生產工藝需要 10-20 步的 IBC 和 TOPCo
19、n 電池,異質結電池較短的工藝流程在一定程 度上降低了工藝控制的復雜程度和產業化的難度。圖表 15. 異質結電池生產工藝流程(深紅色為主工藝)清洗制絨沉積TCO膜光注入退火沉積非晶硅膜制作檢測金屬電極資料來源:捷佳偉創行業會議演示材料,證券低溫度系數提高發電穩定性:光伏電池在發電的過程中由于太陽光的照射和自身電流產生的熱效應, 電池表面溫度會有一定程度的上升。一般情況下當溫度上升時,光伏電池的開路電壓下降、短路電 流上升,且電壓降幅一般大于電流升幅,因此溫度上升一般會導致電池轉換效率下降。目前主流的 單晶 PERC 電池的溫度系數一般在-0.4%/(即溫度每升高 1,發電功率相對于基準功率降低
20、 0.4%) 左右,而異質結電池的溫度系數僅約-0.25%/,因此在長時間光照溫度升高的情況下,使用異質結 電池的光伏電站發電量和發電穩定性都更高。圖表 16. 不同電池技術的相對輸出功率與組件溫度的關系資料來源:TaiyangNews,證券高雙面率提高發電增益:異質結電池為正反面對稱結構,且背面無金屬背場阻擋光線進入,因此其 天然具備雙面發電能力,且雙面率可超過 90%,可在擴展應用范圍(沙地、雪地、水面等)的同時 進一步提升發電量?;緹o光衰且可薄片化:目前在產的異質結電池基本均為 N 型硅片襯底,因此也具備 N 型硅片相對 于目前主流 P 型硅片的固有優勢,如無光致衰減(LID)和可薄片
21、化(異質結結構本身亦對可薄片化 有所貢獻)。N 型硅片摻雜物質為磷,硼含量極低,因此由硼氧對(B-O)導致的光衰(LID)基本可 以忽略,可提升電池片使用壽命和長期發電量。同時,可薄片化意味著同片數的電池對應更少的硅 用量,有助于在硅成本方面形成比較優勢。圖表 17. 松下異質結組件長期發電量情況(14 年,3.34kW 系統)資料來源:松下官網,證券多方面優勢帶動產業化熱情:出于異質結電池在上述多方面存在的優勢,在異質結電池結構專利過 期后,世界范圍內異質結電池的產業化開始萌芽,國內亦有企業和科研院所進行研發和生產。近兩 年隨著試驗產品轉換效率逐步提升以及制造設備的成本下降取得一定進展,產業
22、內對異質結電池產 線的投資熱情逐步提高,目前全球范圍內已有約 5GW 量產與試驗產能。HJT 組件將應用于領跑者項目:近日東方日升宣布公司成功中標吉林白城光伏(100MW)領跑者獎勵公司國家產能(MW)狀態松下日本1040可量產REC新加坡600可量產松下/特斯拉美國300可量產Hevel俄羅斯250可量產Sunpreme美國200可量產中智電力中國160可量產晉能科技中國100可量產Kaneka日本30可量產鈞石能源中國600可量產漢能薄膜發電中國600試驗通威股份中國450試驗江蘇某公司中國200試驗3 Sun意大利200試驗EkoRE土耳其200試驗1 號項目,將為項目提供約 25MW
23、異質結組件,意味著 HJT 技術開始在國內成規模投入實際應用。 圖表 18. 部分企業異質結電池產能(量產+試驗)資料來源:PVInfolink,中科院電工所,證券高轉換效率與強發電能力支撐 HJT 組件溢價考慮到衡量技術路線性價比的最終落腳點在光伏電站的收益水平,我們從光伏電站 IRR 和度電成本 的角度對異質結電池在組件端可具備的合理溢價水平進行了測算。整體測算考慮國內 II 類弱資源區 和 III 類資源區的光照條件,在平價無補貼條件下進行,上網電價取 0.39 元/kWh(含稅)。圖表 19. 光伏發電國內三類資源區劃分資源區包含地區I 類資源區寧夏,青海海西,甘肅嘉峪關、武威、張掖、
24、酒泉、敦煌、金昌,新疆哈密、塔城、阿勒泰、克 拉瑪依,內蒙古除赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾以外地區北京,天津,黑龍江,吉林,遼寧,四川,云南,內蒙古赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾,河北II 類資源區承德、張家口、唐山、秦皇島,山西大同、朔州、忻州,陜西榆林、延安,青海、甘肅、新疆除I 類外其他地區III 類資源區山東,江蘇,安徽,浙江,上海,江西,福建,河南,湖北,湖南,廣東,廣西,海南,貴州, 重慶,河北南網覆蓋地區,廊坊,山西、陜西除 II 類外其他地區資料來源:國家發改委,證券轉換效率溢價來自于發電功率提升和電站成本攤薄在給定電站規模的情況下,電池轉換效率對組件功率的提升可攤薄電站建設的面
25、積相關成本。在單 晶 PERC 電池轉換效率 22.5%(目前領先的量產效率)、組件價格 1.7 元/W(含稅)、電站規模一定 的條件下,測算在不同發電增益水平(扣除衰減因素)下組件合理溢價與異質結和 PERC 電池的轉 換效率之差的關系,可以得到異質結電池轉換效率由 22.5%提升至 25.5%(轉換效率之差由 0%提升至 3%)時,異質結組件可獲取的合理溢價大約提高 0.16-0.17 元/W,可以認為轉換效率每提升 1 個百分 點,異質結組件合理溢價增加 0.05-0.06 元/W。其中,在 4%的發電增益水平下,異質結組件的合理溢 價為 0.220-0.387 元/W??紤]異質結目前約
26、 23.5%的量產電池效率(取新加坡 REC 量產效率),異質結 組件的合理溢價約為 0.280 元/W。圖表 20. 相同電站 IRR 水平下轉換效率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、組件價格 1.7 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.000.00%0.25%0.50%0.75%1.00%1.25%1.50%1.75%2.00%2.25%2.50%2.75%3.00%轉換效率之差發電增益0%發電增益2%發電增益4% 發電增益6% 發電增益8%資料來源:證券如考慮單晶 PERC 電池進一步提效,在 PERC 轉換效率 23%,組件價格 1.7
27、 元/W(含稅)的條件下, 溢價曲線整體有所下移,但趨勢保持不變,異質結電池轉換效率由 22.5%提升至 25.5%(轉換效率之 差由-0.5%提升至 2.5%)時,異質結組件可獲取的合理溢價仍大約提高 0.16-0.17 元/W,可以認為轉換 效率每提升 1 個百分點,異質結組件合理溢價增加 0.05-0.06 元/W。在 4%的發電增益水平下,異質結 組件的合理溢價為 0.186-0.353 元/W??紤]異質結目前約 23.5%的量產電池效率,異質結組件的合理溢 價約為 0.246 元/W,相比 PERC 電池 22.5%效率下的結果均略有收窄。圖表 21. 相同電站 IRR 水平下轉換效
28、率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 23%、組件價格 1.7 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.00-0.50% -0.25% 0.00%0.25%0.50%0.75%1.00%1.25%1.50%1.75%2.00%2.25%2.50%轉換效率之差資料來源:證券單晶 PERC 電池降價的情況與效率提升的情況類似,在 PERC 轉換效率 22.5%,組件價格 1.5 元/W(含 稅)的條件下,溢價曲線整體下移,幅度小于提效情景,但趨勢保持不變,異質結電池轉換效率由 22.5%提升至 25.5%(轉換效率之差由 0%提升至 3%)時,異質結組件可獲取的合理
29、溢價大約提高0.16-0.17 元/W,可以認為轉換效率每提升 1 個百分點,異質結組件合理溢價增加 0.05-0.06 元/W。在 4% 的發電增益水平下,異質結組件的合理溢價為 0.201-0.369 元/W??紤]異質結目前約 23.5%的量產電池 效率,異質結組件的合理溢價約為 0.262 元/W,相比 PERC 組件 1.7 元/W 下的結果亦有下降。圖表 22. 相同電站 IRR 水平下轉換效率之差可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、組件價格 1.5 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.000.00%0.25%0.50%0.75%1.00%
30、1.25%1.50%1.75%2.00%2.25%2.50%2.75%3.00%轉換效率之差發電增益0%發電增益2%發電增益4% 發電增益6% 發電增益8%資料來源:證券如考慮屋頂分布式光伏的典型情況,即項目經濟性測算時的約束條件非裝機容量而是屋頂面積,異質結組件高轉換效率帶來的高發電功率優勢將更為明顯地體現出來。對比同面積(屋頂分布式)與 同容量(地面電站)兩種情景下異質結組件合理溢價與電池轉換效率的關系,可以得到在無其他發 電增益的情況下,異質結組件溢價在同容量情景下的變化范圍為 0.082-0.250 元/W,幅度約 0.17 元/W,而在同面積情景下的變化范圍為 0.082-0.539
31、 元/W,幅度約 0.46 元/W;組件溢價對轉換效率的敏感性, 同面積情景明顯高于同容量情景。由此可以判斷,在一般情況下,相對于地面電站,屋頂分布式光 伏使用異質結電池更為劃算,異質結電池對單晶 PERC 的性價比優勢或先出現于屋頂分布式。圖表 23. 不同情景下組件溢價與異質結電池轉換效率的關系(PERC 效率 22.5%、組件價格 1.7 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.0022.50% 22.75% 23.00% 23.25% 23.50% 23.75% 24.00% 24.25% 24.50% 24.75% 25.00% 25.25% 25.50
32、%同面積同容量資料來源:證券抗衰減性能可支撐約 0.08 元/W 溢價對于初始投資遠大于運營成本的光伏電站而言,投資收益率對于電站發電量的敏感性相對較高,光 伏電池和組件的抗衰減性能可在相當程度上影響電站整體的投資收益率。在目前最領先的單晶 PERC 電池轉換效率 22.5%、組件價格 1.7 元/W(含稅)的條件下,我們測算得出在異質結電池轉換效率等 同于 PERC 電池、除衰減性能區別之外不存在其他發電增益的情況下,異質結組件仍具備約 0.082 元/W 的溢價空間。而當考慮 PERC 電池提效至 23%或降價至 1.5 元/W 的情況時,抗衰減性能帶來的組件 溢價空間仍有至少接近 0.0
33、5 元/W 的水平,可以認為異質結電池優秀的抗衰減特性是支撐組件溢價的 重要因素。圖表 24. 異質結組件熱循環測試(-40至+85)結果情景開路電壓(V)短路電流密度(mAcm-2)填充因子(%)轉換效率(%)衰減(%)初始0.72235.476.319.50熱循環 600 次0.71236.275.019.30.9熱循環 1200 次0.72135.875.019.30.8資料來源:Meyer Burger,證券圖表 25. P 型單晶組件的典型衰減趨勢資料來源:中科院電工所,證券圖表 26. 單晶 PERC 組件與異質結組件的衰減趨勢假設1.051.00相對功率0.950.900.850
34、.80123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25發電年份異質結PERC資料來源:證券圖表 27. 異質結組件抗衰減溢價(異質結電池轉換效率 22.5%、無其他發電增益)測算假設異質結組件價格(元/W)溢價空間(元/W)單晶 PERC 效率 22.5%、組件價格 1.7 元/W1.7820.082單晶 PERC 效率 23%、組件價格 1.7 元/W1.7490.049單晶 PERC 效率 22.5%、組件價格 1.5 元/W1.5720.072資料來源:證券發電增益對溢價空間亦有貢獻與抗衰減性能對溢價空間的提升類似,異質結
35、電池由低溫度系數、雙面發電等方面的優勢帶來的發 電增益也在一定程度上支撐起了異質結組件的溢價空間。在單晶 PERC 電池轉換效率 22.5%、組件價 格 1.7 元/W(含稅)、電站規模一定的條件下,測算在不同轉換效率下組件合理溢價與異質結組件發 電增益(扣除衰減因素)的關系,可以得到異質結電池發電增益由 0%提升至 8%時,異質結組件可 獲取的合理溢價大約提高 0.274 元/W,可以認為發電增益每提升 1 個百分點,異質結組件合理溢價增 加 0.034 元/W。在 4%的發電增益水平下,考慮異質結目前約 23.5%的量產電池效率,異質結組件的合 理溢價約為 0.280 元/W。圖表 28.
36、 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、組件 1.7 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.000.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%發電增益22.50%23.50%24.50%25.50%資料來源:證券如考慮單晶 PERC 電池進一步提效,在 PERC 轉換效率 23%,組件價格 1.7 元/W(含稅)的條件下, 與轉換效率的測算情況類似,發電增益對應的溢價空間整體有所下移,但趨勢保持不變,發電增益 由 0%提升至 8%時,異質結組件可獲取的合理溢價大約提高 0.271 元/W,可以認為
37、發電增益每提升 1個百分點,異質結組件合理溢價增加約 0.034 元/W。在 4%的發電增益水平下,考慮異質結目前約 23.5% 的量產電池效率,異質結組件的合理溢價約為 0.246 元/W,相比 PERC 電池 22.5%效率下的結果略有 降低。圖表 29. 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(PERC 效率 23%、組件 1.7 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.000.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%發電增益22.50%23.50%24.50%25.50%資料來源:證券同樣,單晶 PERC 電池降價的情
38、況與提效的情況類似,在 PERC 轉換效率 22.5%,組件價格 1.5 元/W(含稅)的條件下,溢價空間整體下移,同時趨勢保持不變,發電增益由 0%提升至 8%時,異質結 組件可獲取的合理溢價大約提高 0.25-0.26 元/W,可以認為發電增益每提升 1 個百分點,異質結組件 合理溢價增加約 0.031-0.033 元/W。在 4%的發電增益水平下,考慮異質結目前約 23.5%的量產電池效 率,異質結組件的合理溢價約為 0.262 元/W,相比 PERC 組件 1.7 元/W 下的結果亦有下降。圖表 30. 相同電站 IRR 水平下發電增益可允許的合理溢價(PERC 效率 22.5%、組件
39、 1.5 元/W)(元/W)0.600.500.400.300.200.100.000.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%發電增益22.50%23.50%24.50%25.50%資料來源:證券對比同面積(屋頂分布式)與同容量(地面電站)兩種情景下異質結組件合理溢價與電池發電增益 的關系,可以得到在相同轉換效率的前提下,異質結組件在同面積情景下的溢價相較于在同容量情 景下略高,且溢價差隨著發電增益的提高而有所拉大。圖表 31. 不同情景下組件溢價與發電增益的關系(PERC 效率 22.5%、組件價格 1.7 元/W、HJT 效率 23.5%)(元/W)0.350
40、.300.250.200.150.100.050.001.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%發電增益同容量同面積資料來源:證券小結:HJT 組件當前溢價空間可觀綜合測算結果和產業實際,在異質結電池目前 23.5%左右的量產轉換效率和單晶 PERC 電池 22.5%的 轉換效率及價格水平下,從光伏電站收益的角度來看,我們認為異質結電池在組件端可享有約 0.25-0.39 元/W 的溢價空間,其中轉換效率提升帶來的溢價空間約 0.13-0.15 元/W(同面積)或 0.05-0.06 元/W(同容量),抗衰減能力提供約 0.08 元/W 溢價,而低溫度系數、高雙面率等創造
41、出的發電增益 對應約 0.12-0.14 元/W(同面積)或 0.13-0.16 元/W(同容量)溢價。在此溢價空間下,相同建設條件 的光伏電站應用異質結組件和單晶 PERC 組件所獲得的投資收益率基本處于同一水平。圖表 32. 異質結組件合理溢價測算結果(假設異質結電池轉換效率 23.5%、發電增益 4%)轉換效率提升發電增益抗衰減合計同容量同面積同容量同面積同容量同面積敏感度(元/W/1%)0.05-0.060.13-0.150.031-0.0340.034-0.039/當前情況溢價(元/W)0.05-0.060.13-0.150.12-0.140.13-0.160.080.25-0.28
42、0.34-0.39資料來源:證券考慮異質結電池的發電增益基本由優良的溫度系數、高雙面率等優點產生,我們判斷在高溫、沙地、 雪地等環境中,異質結電池相對于單晶 PERC 電池的發電量優勢更為明顯,在性價比方面的優勢亦 有望較先顯現。組件溢價構建 HJT 電池非硅成本空間異質結電池能否大規模產業化的關鍵因素在于其在電站端應用時的性價比能否接近現有主流技術路 線,由上文光伏電站經濟性的測算可以得出異質結組件當前可享有約 0.25-0.39 元/W 的溢價空間。這 一溢價空間意味著異質結電池的成本在一定程度上高于主流單晶 PERC 電池是合理的,如異質結電 池的成本可以低于合理溢價所對應的合理成本,則
43、可認為異質結電池在性價比方面具備優勢。圖表 33. 異質結組件溢價的組成示意(非定量)硅片價差電池片非硅成本差 電池片毛利潤差組件封裝成本差組件毛利潤差組件溢價資料來源:證券高功率有助于攤薄組件封裝成本光伏組件封裝成本主要由折舊、材料、人工及其他成本組成,其中材料包括邊框、玻璃、背板、EVA 膠膜、焊帶、接線盒等。異質結組件在外形與使用的材料種類上與單晶 PERC 組件基本一致,但生 產設備投資略高,同時其較高轉換效率帶來的同面積下更高的發電功率可攤薄部分的材料成本。我 們對典型情況下異質結組件與單晶 PERC 組件的封裝成本進行了比較,其中異質結為雙面雙玻組件, 標定功率 335W;單晶 PERC 為單面組件,標定功率 320W。結果顯示異質結組件封裝成本相較單晶 PERC 略低約 0.01 元/W;如單晶 PERC 采用雙面雙玻組件,異質結成本優勢將拉大至 0.025-0.03 元/W。圖表 34. 單晶 PERC 組件封裝成本構成圖表 35. 當前異質結組件與單晶 PERC 組件封裝成本對比