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1、摘要:光伏電池,后浪摘要:光伏電池,后浪奔奔襲襲1* 產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):盡管P型目前仍是行業(yè)主流趨勢(shì),2020年市占率達(dá)85%。由于P型單晶硅PERC電池理論轉(zhuǎn)換效率極限為24.5%,導(dǎo)致P型PERC 單晶電池效率很難再有大幅度的提升,而N型具有轉(zhuǎn)化效率高、光致衰減低、溫度系數(shù)低等優(yōu)勢(shì),有望接棒P型成為下一代電池技術(shù)主流。 進(jìn)入2022年,光伏電池片的技術(shù)迭代正式迎來了新的時(shí)代,TOPCon、HJT、IBC等轉(zhuǎn)換效率更高的電池技術(shù)將從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)鏈,在形 成投產(chǎn)-規(guī)?;?yīng)降本-持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)的良性循環(huán)過程中,享受技術(shù)紅利的企業(yè)有望迎來市占率提升+享受技術(shù)溢價(jià)的雙重優(yōu)勢(shì)。 在此基礎(chǔ)上,我們推薦在
2、此基礎(chǔ)上,我們推薦三三條主條主線線:主線一:主線一:在光伏電池進(jìn)入快速變革期的時(shí)間節(jié)點(diǎn),一體化組件企業(yè)能夠通過有效協(xié)同上下游進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)配套和推進(jìn),與此同時(shí), 更加充足的現(xiàn)金流+技術(shù)儲(chǔ)備也將幫助企業(yè)持續(xù)加速技術(shù)突破,推薦隆隆基基股份股份、晶科晶科能能源、源、晶晶澳科澳科技技、天、天合合光能光能、東方東方日日升升等。主線二主線二:TOPCon環(huán)節(jié)正揭開電池技術(shù)變革大幕,相關(guān)產(chǎn)商有望享受技術(shù)溢價(jià),推薦晶科能源晶科能源;關(guān)注鈞達(dá)股鈞達(dá)股份份、中來、中來股股份、份、奧奧特維、連城特維、連城 數(shù)控(拉普拉斯)數(shù)控(拉普拉斯)等。主線三:主線三:除電池片環(huán)節(jié)技術(shù)變革之外,產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的配套也至關(guān)重
3、要,N型硅片需求有望加速提升,推薦中環(huán)中環(huán)股股份份;N型硅片對(duì)熱場純 度要求更高,推薦已有N型硅片熱場出貨的金金博博股份股份;新電池技術(shù)對(duì)于硅片薄片化的需求更強(qiáng),推薦高高測股測股份份。 風(fēng)險(xiǎn)提示:風(fēng)險(xiǎn)提示:上游原材料波動(dòng);終端需求不及預(yù)期;N型電池技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期。目目 錄錄CONTENTS0203產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):P型仍占主型仍占主 流,流,N型有望接棒型有望接棒TOPCON:揭開電池技:揭開電池技 術(shù)變革大幕,有望享受術(shù)變革大幕,有望享受 技術(shù)溢價(jià)技術(shù)溢價(jià)HJT:技術(shù)突破性強(qiáng),:技術(shù)突破性強(qiáng),降本路徑清晰降本路徑清晰01IBC:潛力較大,有望:潛力較大,有望 迎來快速發(fā)展迎來快速發(fā)展04
4、投資建議投資建議05風(fēng)險(xiǎn)提示風(fēng)險(xiǎn)提示062*流,流,N型有望接棒型有望接棒3*01.產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):P型仍占主型仍占主資料來源:賀利氏可再生能源,民生證券研究院solarzoom,民生證券研究院圖圖2:P型電池(左)和型電池(左)和N型電池型電池(右)右)結(jié)結(jié)構(gòu)示構(gòu)示意意圖圖圖表圖表1:光伏電池片技術(shù)迭代路徑光伏電池片技術(shù)迭代路徑01P型電池型電池:PERC占據(jù)占據(jù)主主流,流,接接近轉(zhuǎn)近轉(zhuǎn)化化效率效率極極限限晶硅電池技術(shù)是以硅片晶硅電池技術(shù)是以硅片為為襯底襯底,根據(jù)根據(jù)硅硅片的片的差差異區(qū)異區(qū)分分為為P型型電電池池和和N型型電電池池。兩種電池發(fā)電原理無本質(zhì)差異,都是依據(jù)PN結(jié)進(jìn)行光生載 流子
5、分離。在P型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散磷元素,形成n+/p型結(jié)構(gòu)的太陽電池即為P型電池片;在N型半導(dǎo)體材料上注入硼元素,形成p+/n 型結(jié)構(gòu)的太陽電池即為N型電池片。4*CPIA,民生證券研究院01P型電池型電池:PERC占據(jù)占據(jù)主主流,流,接接近轉(zhuǎn)近轉(zhuǎn)化化效率效率極極限限P型電池制作工藝相對(duì)簡單型電池制作工藝相對(duì)簡單,成本成本較較低,低,主主要要是是BSF電池和電池和PERC電電池池。2015年之前,BSF電池占據(jù)90%市場;2016年之后,PERC電池接棒起跑,到2020年,PERC電池在全球市場中的占比已經(jīng)超過85%。PERC(PassivatedEmitterRearCell)發(fā)發(fā)射極射極及及背
6、面背面鈍鈍化電化電池池技術(shù)技術(shù),與常規(guī)電池不同之處在于背面,PERC電池采用了鈍化膜來鈍 化背面,取代了傳統(tǒng)的全鋁背場,增強(qiáng)光線在硅基的內(nèi)背反射,降低了背面的復(fù)合速率,從而使電池的效率提升0.5%-1%。2020年,規(guī)?;a(chǎn)的單/多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到22.7%和19.4%。P型單晶電池均已采用PERC技術(shù),平均轉(zhuǎn)換效率同比提升 0.5個(gè)百分點(diǎn)。圖表圖表3:PERC電池與常規(guī)電池電池與常規(guī)電池原原理示理示意意圖圖圖圖4:2020-2030年各種電池技術(shù)市場占年各種電池技術(shù)市場占比比變化變化趨趨勢(shì)勢(shì)100%80%60%40%20%0%20202021CPIA,民生證券研究院2023202
7、520272030BSF電池 MWT電池PERC電池 IBC電池TOPCon電池異質(zhì)結(jié)電池 其他技術(shù)5*CPIA,民生證券研究院ISFH,民生證券研究院圖表圖表6:不同技術(shù)路線的硅基電池理:不同技術(shù)路線的硅基電池理論論極限極限效效率率圖表圖表5:2020-2030年各種電池技術(shù)轉(zhuǎn)換年各種電池技術(shù)轉(zhuǎn)換效效率預(yù)測率預(yù)測01P型電池型電池:PERC占據(jù)占據(jù)主主流,流,接接近轉(zhuǎn)近轉(zhuǎn)化化效率效率極極限限由由于于P型單晶硅型單晶硅PERC電電池池理理論論轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率極極限限為為24.5%,導(dǎo)導(dǎo)致致P型型PERC單單晶晶電電池池效效率率很很難難再再有有大大幅幅度度的的提提升升;并并且且未未能能徹徹底底解
8、解決決以以P型硅型硅片為基底的電池所產(chǎn)生片為基底的電池所產(chǎn)生的的光衰光衰現(xiàn)現(xiàn)象,象,這這些因些因素素使使得得P型型硅硅電池電池很很難有難有進(jìn)進(jìn)一步一步的的發(fā)展。發(fā)展。與傳統(tǒng)的P型單晶電池和P型多晶電池相比,N型型電池電池具具有轉(zhuǎn)有轉(zhuǎn)換換效率效率高高、雙、雙面面率高率高、溫度溫度系系數(shù)低數(shù)低、無光無光衰衰、弱、弱光光效應(yīng)效應(yīng)好好、載、載流流子壽子壽命命更長更長 等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。6*企業(yè)名稱企業(yè)名稱產(chǎn)地產(chǎn)地2021年年2022年年2023年年2025年年2027年年2030年年BSFP型多晶黑硅電池19.4%19.5%19.5%-P型多晶PERCP型多晶黑硅電 池20.8%21.1%21.4%21
9、.7%22.0%22.5%PERCP型鑄錠單晶電池22.3%22.6%23.0%23.3%23.5%23.7%P型單晶PERCP型單晶電池22.8%23.1%23.4%23.7%23.9%24.1%N型單晶TOPCon單晶電池異質(zhì)結(jié)電池 背接觸電池23.5%23.8%23.6%24.0%24.2%24.0%24.5%24.8%24.5%25.0%25.2%25.0%25.3%25.5%25.4%25.7%25.9%25.8%01N型電池:優(yōu)勢(shì)明顯,型電池:優(yōu)勢(shì)明顯,有有望接棒望接棒7*資料來源:普樂科技,民生證券研究院N型硅片的少數(shù)載流子壽型硅片的少數(shù)載流子壽命命比比P型硅片型硅片高高至少至少
10、一一個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)量量級(jí),級(jí),將將會(huì)極會(huì)極大大提升提升電電池的池的開開路電路電壓壓和短和短路路電流電流,帶來帶來更更高電高電池池轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化效效率率;N型硅片摻入的主要是磷型硅片摻入的主要是磷元元素,素,在在材料材料中中不會(huì)不會(huì)形形成硼成硼氧氧原子原子對(duì)對(duì)(即即P型型電電池光池光致致衰減衰減的的主要主要原原因因),因因而而N型硅電型硅電池池和組和組件件的初的初始始光誘光誘導(dǎo)導(dǎo)衰衰 減幾乎為減幾乎為零零;N型電池溫度系數(shù)低,發(fā)型電池溫度系數(shù)低,發(fā)電電量增量增大大。傳。傳統(tǒng)統(tǒng)P型電池溫型電池溫度度每升每升高高一度一度,輸出輸出功功率就率就降降低低0.4%0.5%,而而N型型電電池的池的溫溫度系度系數(shù)數(shù)只有只
11、有前前者的一者的一 半左半左右右;N型電池弱光條件下光譜型電池弱光條件下光譜響響應(yīng)好應(yīng)好,雙面雙面電電池實(shí)池實(shí)現(xiàn)現(xiàn)“雙雙核核發(fā)電發(fā)電”,在在合合適的適的裝裝機(jī)環(huán)機(jī)環(huán)境境下發(fā)下發(fā)電電量量能能提提高高20%30%。圖表圖表7:各電池技術(shù)路線參數(shù)對(duì)比各電池技術(shù)路線參數(shù)對(duì)比N型電池工藝型電池工藝P-PERC(基準(zhǔn))基準(zhǔn))TOPCONHJTIBC經(jīng)典經(jīng)典IBCTBC經(jīng)典經(jīng)典HBC實(shí)驗(yàn)室效率24.06%(隆基)25.4%(中來)26.3%(隆基)25.2%(SunPower) 26.1%(Fraunhofer)26.63%(Kaneka)量產(chǎn)效率22.8%-23.2%23.5%-24.5%23.5%-24
12、.5%23.5%-24.5%24.5%-25.5%25%-26.5%量產(chǎn)難度工序中等;難度低工序多;難度中低工序少;難度中高工序多;難度中高工序多;難度中高工序多;難度高生產(chǎn)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PERC低于雙面TOPCON低于HJT薄片化170-190m150-160m90-140m130-150m130-150m90-140m產(chǎn)線兼容度目前主流產(chǎn)線可升級(jí)PERC產(chǎn)線完全不兼容PERC兼容部分PERC兼容TO
13、PCON兼容HJT設(shè)備投資2億元/GW2.5億元/GW4.5億元/GW3億元/GW3億元/GW5億元/GW量產(chǎn)成熟度已成熟已成熟即將成熟已成熟即將成熟即將成熟2022年產(chǎn)能預(yù)測200GW以上40GW以上10GW以下4GW以下約3GW約1GWTOPCon:揭開電池技:揭開電池技02.術(shù)變革大幕,有望享受術(shù)變革大幕,有望享受技術(shù)溢價(jià)技術(shù)溢價(jià)8*02TOPCon:工藝技術(shù)工藝技術(shù)資料來源:普樂新能源,民生證券研究院9*TOPCon(TunnelOxidePassivatedContact)氧化氧化層層鈍化鈍化接接觸。觸。正面與常規(guī)N型太陽能電池或N-PERT太陽能電池沒有本質(zhì)區(qū) 別,電池核心技術(shù)是背
14、面鈍化接觸。電池背面由一層超薄氧化硅(12nm)與一層磷摻雜的微晶非晶混合Si薄膜組成,二者共同形成鈍 化接觸結(jié)構(gòu)。鈍化性能通過退火過程進(jìn)行激活,Si薄膜在該退火過程中結(jié)晶性發(fā)生變化,由微晶非晶混合相轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑?。?50C的退 火溫度下退火,iVoc710mV,J0在9-13fA/cm2,顯示了鈍化接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)異的鈍化性能。該結(jié)構(gòu)可以阻擋少子空該結(jié)構(gòu)可以阻擋少子空穴穴復(fù)合復(fù)合,提升提升電電池開池開路路電壓電壓及及短路短路電電流流。超薄氧化層可以使多子電子隧穿進(jìn)入多晶硅層同時(shí)阻擋少子空穴復(fù)合, 超薄氧化硅和重?fù)诫s硅薄膜良好的鈍化效果使得硅片表面能帶產(chǎn)生彎曲,從而形成場鈍化效果,電子隧穿的幾率大幅增
15、加,接觸電阻下 降,提升了電池的開路電壓和短路電流,從而提升電池轉(zhuǎn)化效率。圖表圖表8:TOPCon電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)02TOPCon:工藝技術(shù)工藝技術(shù)10*資料來源:拉普拉斯,民生證券研究院路線一:本征路線一:本征+擴(kuò)磷擴(kuò)磷:LPCVD制備制備多多晶硅晶硅膜膜結(jié)合結(jié)合傳傳統(tǒng)的統(tǒng)的全全擴(kuò)散擴(kuò)散工工藝。藝。相對(duì)成熟且耗時(shí)短,生產(chǎn)效率高,為目前TOPCon廠商選取的主流 路線;但存在過度繞鍍問題。路線二:原位摻雜路線二:原位摻雜:PECVD制制備多備多晶晶硅膜硅膜并并原位原位摻摻雜工雜工藝藝。沉積速度快,沉積溫度低,還可以用PECVD制備多晶硅層,簡化流程。路線三:離子注入路線三:離子注入:LPCVD
16、制備制備多多晶硅晶硅膜膜結(jié)合結(jié)合擴(kuò)擴(kuò)硼及硼及離離子注子注入入磷工磷工藝藝。離子注入技術(shù)是單面工藝,摻雜離子無需繞度,但擴(kuò)硼工藝比 擴(kuò)磷工藝難度大,耗時(shí)及設(shè)備需求量更高。圖表圖表9:TOPCon主要技術(shù)路線主要技術(shù)路線(1)本征)本征+磷擴(kuò)磷擴(kuò)(2)原位摻雜)原位摻雜(3)先磷后硼)先磷后硼(4)離子注入)離子注入制絨制絨SDE制絨硼擴(kuò)散硼擴(kuò)散隧穿氧化+非晶硅硼擴(kuò)散刻蝕刻蝕退火+磷擴(kuò)刻蝕隧穿氧化+非晶硅隧穿氧化+原位摻雜非晶硅刻蝕隧穿氧化+非晶硅退火+磷擴(kuò)退火背面離子注入濕法刻蝕濕法刻蝕制絨退火鈍化2鈍化2硼擴(kuò)鈍化2正面正面去BSG正面背面背面正面背面金屬化+燒結(jié)金屬化+燒結(jié)金屬化+燒結(jié)金屬化+
17、燒結(jié)退火退火退火退火測試分選測試分選測試分選測試分選資料來源:光伏技術(shù),民生證券研究院資料來源:PVInfoLink,民生證券研究院圖表圖表11:2021年年TOPCon產(chǎn)能與效率產(chǎn)能與效率圖表圖表10:TOPCon不同結(jié)構(gòu)效率水平不同結(jié)構(gòu)效率水平02TOPCon:優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)理論轉(zhuǎn)換效率理論轉(zhuǎn)換效率上上限高限高優(yōu)勢(shì)一:理論轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)一:理論轉(zhuǎn)換效率上上限高限高,性能性能優(yōu)優(yōu)異。異。TOPCon是N型電池工藝基礎(chǔ)上研發(fā)出的隧穿氧化層鈍化接觸(TunnelOxidePassivatedContact)技術(shù),該技術(shù)可大幅度的提升N型電池的VOC和轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)理論計(jì)算,鈍化接觸太陽能電池 的潛在效率
18、(28.7%)最接近晶體硅太陽能電池理論極限效率(29.43%),且遠(yuǎn)高于PERC的24.5%。目前TOPCon主流電池量產(chǎn)效率約23.7-23.8%,部分電池廠商宣布已實(shí)現(xiàn)24.0%+;包括中來在內(nèi)的許多公司已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)室效率做到了25%以上,未來前景廣闊。11*資料來源:中科院電工所,民生證券研究院資料來源:普樂新能源02TOPCon:優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)與與PERC產(chǎn)線兼容產(chǎn)線兼容優(yōu)勢(shì)二:有望延長優(yōu)勢(shì)二:有望延長PERC產(chǎn)產(chǎn)線線生命生命周周期,期,邊邊際投際投資資成本成本低低。TOPCon與PERC均為高溫工藝,且最大程度保留和利用現(xiàn)有傳統(tǒng)P型電池設(shè) 備制程,主要新增多晶硅/非晶硅沉積的LPCVD/P
19、ECVD/PVD設(shè)備、硼擴(kuò)散等設(shè)備。兩者電池技術(shù)和產(chǎn)線設(shè)備兼容性較高,TOPCon可以 從PERC產(chǎn)線升級(jí),不需要新建產(chǎn)線。若考慮從PERC產(chǎn)線升級(jí),只需增加0.5-1億元/GW的投資額,邊際投資成本優(yōu)于其他N型技術(shù)路 線。在面臨大規(guī)模PERC產(chǎn)線設(shè)備資產(chǎn)折舊計(jì)提壓力下,改造為TOPCon有利于降低沉沒風(fēng)險(xiǎn)。老舊PERC產(chǎn)能改擴(kuò)建TOPCon,可采用管式LPCVDn-poly-Si或者PECVDn-poly-Si技術(shù)路線。未來預(yù)計(jì)隨著非硅成本的下降及良率、效率等進(jìn)一步提升,TOPCon將快速縮小與PERC之間的成本差距,成為新一代的主流產(chǎn)品。圖表圖表12:TOPCon主要工序主要工序圖表圖表1
20、3:PERC升級(jí)升級(jí)TOPCon工藝路工藝路線線LPCVD/PECVD12*資料來源:集邦新能源網(wǎng),民生證券研究院資料來源:PVInfolink,民生證券研究院圖表圖表15:電池片非硅成本演變(元電池片非硅成本演變(元/W)02TOPCon:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度良率良率&經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性62%16%6%3%4%圖表圖表14:TOPCon電池成本構(gòu)成電池成本構(gòu)成(2020年)年)9%硅片銀漿折舊人工水電輔材和其 他良率仍有待提高。良率仍有待提高。TOPCon整整體體良良率率在在93-95%;而而PERC電電池池良良率率在在97-98%之之間。間。良率較低的原因:良率較低的原因:1)加工工藝步
21、驟較多、且目前技術(shù)路線并不統(tǒng)一,多條技術(shù)路線并行。2)高溫工藝導(dǎo)致翹曲、碎片等問題較為突 出,LP隧穿氧化的均勻性導(dǎo)致暗片、臟污的情況出現(xiàn)也降低了良率表現(xiàn)。3)隧穿氧化工藝過程中出現(xiàn)卡槽印等。以上問題有望隨著產(chǎn) 業(yè)化加速逐步改善。成本結(jié)構(gòu):成本結(jié)構(gòu):TOPCon電池的單瓦成本構(gòu)成主要是硅片、銀漿和折舊,分別占成本比例為62.5%、15.8%、3.7%。銀漿:銀漿:據(jù)PVInfolink統(tǒng)計(jì),截至2021年底,TOPCon電池非硅成本已經(jīng)有能力低于RMB0.3/W,對(duì)比PERC電池片目前平均RMB0.21- 0.23/W仍有差距,主要是銀漿單耗較高,TOPCon正反面均使用銀漿,M6TOPCon
22、電池使用銀漿約130mg較PERCM6電池高出約 60mg;但是現(xiàn)在背面可用銀鋁漿來降低成本。折舊:折舊:目前PERC單GW設(shè)備投資在1.2-1.5億元;TOPCon約2-2.5億元。主要新增設(shè)備為非晶硅沉積的LPCVD/PECVD設(shè)備以及鍍膜設(shè) 備。未來隨著設(shè)備效率提升、設(shè)備價(jià)格下降、以及生產(chǎn)規(guī)模提高,折舊成本有望進(jìn)一步下滑。13*02TOPCon:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)能規(guī)劃14*資料來源:各公司公告,民生證券研究院(截至2022年3月7日)各廠商加各廠商加速速TOPCon產(chǎn)產(chǎn)能能規(guī)規(guī)劃劃,產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)化化進(jìn)進(jìn)程程推推進(jìn)進(jìn)。國內(nèi)企業(yè)近兩年來PERC新建產(chǎn)線基本預(yù)留TOPCon改造空間,
23、以備后續(xù)升級(jí)。諸多 一線大廠PERC產(chǎn)能已經(jīng)逐漸停止,目前擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃也紛紛轉(zhuǎn)向N型技術(shù)產(chǎn)線建設(shè)。進(jìn)入二季度,包括晶科在內(nèi)的多家廠商TOPCon產(chǎn)能開 始釋放,有望享受技術(shù)溢價(jià)。主要企業(yè):主要企業(yè):隆基、中來、晶科、天合光能、東方日升等。多為垂直一體化企業(yè),因PERC電池現(xiàn)存產(chǎn)能較大,2019年來新增PERC產(chǎn)能基 本預(yù)留TOPCon接口以備后續(xù)升級(jí)。轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率:中來股份是最早布局TOPCon的企業(yè)之一,目前其TOPCon電池量產(chǎn)批次平均轉(zhuǎn)換效率為24.2%,部分產(chǎn)品達(dá)到24.5%。目 前TOPCon公布的最高實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率為2021年中來公布的25.4%。而晶科能源是TOPCon最早將實(shí)現(xiàn)
24、GW級(jí)出貨的企業(yè),預(yù)計(jì)二季度 晶科能源單季度TOPCon出貨量有望超1GW。產(chǎn)能規(guī)劃:產(chǎn)能規(guī)劃:參考PVInfoLink和集邦新能源統(tǒng)計(jì),截至2022年底,全行業(yè)TOPCon產(chǎn)能有望超40GW,預(yù)計(jì)到2023年底將達(dá)約80GW。圖表圖表16:各電池各電池廠廠TOPCon擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃(不擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃(不完完全統(tǒng)全統(tǒng)計(jì)計(jì))()(單單位:位:GW)20212022備注晶科能源0.9162022年1月4日投產(chǎn)8GW,2022年共規(guī)劃16GW中來股份3.69.61.5GW智能工廠2021年底投產(chǎn),山西6GW項(xiàng)目2022年底投產(chǎn)天合光能0.58宿遷三期8GW項(xiàng)目隆基股份2-實(shí)驗(yàn)室單晶雙面N型TOPCon電池轉(zhuǎn)換效
25、率達(dá)25.09%晶澳科技0.31.6投資建設(shè)寧晉 1.3GW 高效電池項(xiàng)目,建設(shè)周期預(yù)計(jì)7個(gè)月通威股份1.5-項(xiàng)目中有預(yù)留TOPCon新型高效電池技術(shù)升級(jí)空間鈞達(dá)股份-8計(jì)劃投資 112 億建設(shè) 16GW 高效電池片項(xiàng)目,其中一期8GW為TOPCon強(qiáng),降本路徑清強(qiáng),降本路徑清晰晰15*03.HJT:技術(shù)突破性:技術(shù)突破性資料來源:賀利氏光伏,CNKI,民生證券研究院圖表圖表17:HJT電池結(jié)構(gòu)及工藝電池結(jié)構(gòu)及工藝流流程程03HJT:工藝技術(shù)工藝技術(shù)HJT(HeterojunctionwithIntrinsicThin-film)本本征征薄膜薄膜異異質(zhì)結(jié)質(zhì)結(jié)電電池。池。具備對(duì)稱雙面電池結(jié)構(gòu),中
26、間為N型晶體硅。正面依次 沉積本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜,從而形成P-N結(jié)。背面則依次沉積本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜,以形成背表面場。鑒于非 晶硅的導(dǎo)電性比較差,因此在電池兩側(cè)沉積透明導(dǎo)電薄膜(TCO)進(jìn)行導(dǎo)電,最后采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成雙面電極。16*資料來源:中科院電工所,民生證券研究院資料來源:中科院電工所圖表圖表19:截至截至2021年年HJT最高轉(zhuǎn)換最高轉(zhuǎn)換效效率率圖表圖表18:HJT工藝流程工藝流程03HJT:優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)一:工藝流程短優(yōu)勢(shì)一:工藝流程短。HJT電池工藝主要包括4個(gè)環(huán)節(jié):制絨、非晶硅沉積、TCO沉積、絲網(wǎng)印刷;遠(yuǎn)少于PERC(10個(gè))和TOPCON(12-13
27、個(gè))。其中,非晶硅沉積主要使用PECVD方法。TCO薄膜沉積目前有兩種方法:RPD(反應(yīng)等離子體沉積)和PVD(物理化學(xué)氣 象沉積)。住友重工擁有RPD的專利,而PVD技術(shù)發(fā)展成熟,提供設(shè)備的廠家較多。優(yōu)勢(shì)二:轉(zhuǎn)換效率高。優(yōu)勢(shì)二:轉(zhuǎn)換效率高。主要得益于N型硅襯底以及非晶硅對(duì)基底表面缺陷的雙重鈍化作用。目前量產(chǎn)效率普遍已在24%以上;25%以上 的技術(shù)路線已經(jīng)非常明確,即在前后表面使用摻雜納米晶硅、摻雜微晶硅、摻雜微晶氧化硅、摻雜微晶碳化硅取代現(xiàn)有的摻雜;HJT未 來疊加IBC和鈣鈦礦轉(zhuǎn)換效率或可提升至30%以上。17*03HJT:優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)18*優(yōu)勢(shì)三:無優(yōu)勢(shì)三:無LID與與PID,低衰減。低衰
28、減。由于HJT電池襯底通常為N型單晶硅,而N型單晶硅為磷摻雜,不存在P型晶硅中的硼氧復(fù)合、硼鐵復(fù) 合等,所以HJT電池對(duì)于LID效應(yīng)是免疫的。HJT電池的表面沉積有TCO薄膜,無絕緣層,因此無表面層帶電的機(jī)會(huì),從結(jié)構(gòu)上避免PID 發(fā)生。HJT電池首年衰減1-2%,此后每年衰減0.25%,遠(yuǎn)低于PERC電池?fù)芥壠乃p情況(首年衰減2%,此后每年衰減0.45%),也因此 HJT電池全生電池全生命命周期周期每每W發(fā)電發(fā)電量量高出高出雙雙面面PERC電池電池約約1.9%-2.9%。優(yōu)勢(shì)四:溫度系數(shù)低,優(yōu)勢(shì)四:溫度系數(shù)低,發(fā)發(fā)電量電量高高。HJT電池的功率溫度系數(shù)通常為0.25至0.2/,低于常規(guī)和P
29、ERC電池的-0.45/C至-0.35/C。HJT的低溫度系數(shù)意味著,在組件高溫運(yùn)行環(huán)境中,HJT電池具有相對(duì)較高的發(fā)電性能,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電量增益,并且降低系統(tǒng)的度電成本。若考慮電池工若考慮電池工作作溫度溫度超超出環(huán)出環(huán)境境溫度溫度10-40,而而全全年平年平均均環(huán)境環(huán)境溫溫度相度相比比實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室室標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)工工況低況低5-10,HJT電電池每池每W發(fā)發(fā)電量電量高高出雙面出雙面 PERC電池約電池約0.6%-3.9%。優(yōu)勢(shì)五:雙面率高。優(yōu)勢(shì)五:雙面率高。HJT正反面結(jié)構(gòu)對(duì)稱,而且TCO薄膜是透光的,天然就是雙面電池,HJT的雙面率能達(dá)到90%以上(最高能達(dá)到98%);雙 面PERC的雙面率僅為75
30、%+。據(jù)solarzoom測算,考考慮慮10%-20%的背的背面面輻照輻照及及電池電池片片雙面雙面率率的差的差異異,HJT電電池單池單瓦瓦發(fā)電發(fā)電量量高出高出雙雙面面 PERC電池約電池約2%-4%。優(yōu)勢(shì)六:弱光效應(yīng)。優(yōu)勢(shì)六:弱光效應(yīng)。HIT電池采用N型單晶硅片,而PERC電池采用P型單晶硅片在600W/m以下的輻照強(qiáng)度下,N型相比P型的發(fā)電表現(xiàn)高 出1%-2%左右;HJT電電池池因弱因弱光光效應(yīng)效應(yīng)而而在每在每W發(fā)發(fā)電量電量上上高出高出雙雙面面PERC電電池約池約0.5-1.0%左左右右。綜上,雙面綜上,雙面HJT電池電池全全生命生命周周期每期每W發(fā)發(fā)電量電量顯顯著高著高于于雙面雙面PERC
31、電電池池,相,相對(duì)對(duì)優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)在在7%左左右右。資料來源:中科院電工所,民生證券研究院資料來源:中科院電工所03HJT:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性當(dāng)前高成本是限當(dāng)前高成本是限制制HJT技術(shù)技術(shù)大大規(guī)模規(guī)模產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化業(yè)化的的重要重要因因素。素。1、HJT與PERC工藝路線完全不同,無法延伸,只能新投產(chǎn)線,且HJT與主流的PERC生產(chǎn)設(shè)備不兼容,因此PECVD等制膜和真空設(shè)備的投 入會(huì)給企業(yè)帶來較高的轉(zhuǎn)換成本。2、HJT電池成本結(jié)構(gòu):硅片成本、非硅材料(銀漿、靶材、氣體及化學(xué)品等)、設(shè)備折舊、其他制造費(fèi)用(包括人工、動(dòng)力成本)等。HJT電池成本較高主要體現(xiàn)在漿料、靶材以及設(shè)備環(huán)節(jié)。1)由于HJT
32、所需低溫銀漿的導(dǎo)電性能相對(duì)更弱,且焊接拉力偏低,因此耗用量較 大,同時(shí)低溫銀漿的國產(chǎn)化率較低,使得其價(jià)格目前大幅高于高溫銀漿。2)HJT需要額外沉積透明導(dǎo)電層,所用的ITO(PVD路線)或 IWO(RPD路線)等靶材價(jià)格較高。3)HJT設(shè)備投資較高。目前HJT設(shè)備投資額為44.5億元/GW,為PERC(約1.52億元/GW)的2倍 以上。圖圖表表20:HJT成本結(jié)構(gòu)成本結(jié)構(gòu)(2020年)年)圖表圖表21:HJT非硅材料成本結(jié)非硅材料成本結(jié)構(gòu)構(gòu)(2020年)年)59%14%10%10%7%銀漿靶材 氣體 化學(xué)品 網(wǎng)版49%32%7%2%4%6%硅片 BOM動(dòng)力 人力 設(shè)備 制造19*圖表圖表22
33、:PERC和和HJT電電池池生生產(chǎn)產(chǎn)成成本對(duì)本對(duì)比比(2020年)年)20*03HJT:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性資料來源:中科院電工所,solarzoom,民生證券研究院(數(shù)據(jù)采用2020年8月行業(yè)平均數(shù)據(jù),生產(chǎn)設(shè)備采用十年折舊)2020.8:PERC2020.8:HJT關(guān)鍵技術(shù)信息關(guān)鍵技術(shù)信息電池片效率22.7%24.0%良品率98.9%98.5%M6每片W數(shù)6.22W/片6.58W/片電池片厚度170為m170為m電池片連接技術(shù)12BBM6電池片銀漿耗量正銀90mg/片202mg/片靶材耗量168mg/片靶材耗量說明未考慮回收,雙面使用ITO關(guān)鍵價(jià)格假設(shè)關(guān)鍵價(jià)格假設(shè)M6硅片含稅價(jià)格
34、3.25元/片3.51元/片(N型硅片溢價(jià)8%)銀漿含稅價(jià)格6500元/kg8500元/kg(低溫溢價(jià)2000元/kg)靶材含稅價(jià)格2000元/kg生產(chǎn)設(shè)備投資價(jià)格2億元/GW4.5億元/GW每每W不含稅成本測算(元不含稅成本測算(元/W)1.硅片成本硅片成本0.470.482.1漿料0.100.232.2靶材無0.052.3折舊0.020.052.4其他0.130.102.非硅成本非硅成本0.250.423.生產(chǎn)成本合計(jì)生產(chǎn)成本合計(jì)0.720.90資料來源:公司官網(wǎng),民生證券研究院21*03HJT:降本路徑降本路徑設(shè)備降本設(shè)備降本2019年以前HJT設(shè)備主要由梅耶博格、YAC、AMAT、日本
35、住友等外資品牌提供,設(shè)備成本約10-20億/GW;2019年邁為、鈞石、捷 佳偉創(chuàng)等推進(jìn)進(jìn)口替代,設(shè)備成本降至5-10億/GW;2020年歐洲老牌龍頭梅耶博格退出競爭;20年HJT設(shè)備成本降至5億/GW。目前國內(nèi)設(shè)備商邁為、捷佳、鈞石已具備了HJT整線設(shè)備供應(yīng)能力;隨著HJT設(shè)備國產(chǎn)化推進(jìn),當(dāng)前投資成本已經(jīng)降到4.5億元/GW左 右,但是相較PERC的1.5-2億元/GW和TOPCon的2-2.5億元/GW仍高出較多,高設(shè)備投資成本不僅影響前期投入積極性,也意味著后 期非硅成本中折舊更高,另外,目前HJT生產(chǎn)商規(guī)?;a(chǎn)均不足,導(dǎo)致HJT的折舊成本高出PERC至少0.03元/W。HJT主要包括
36、制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、金屬化四個(gè)步驟,分別對(duì)應(yīng)制絨清洗、PECVD、PVD/RPD、絲印/電鍍四道 設(shè)備。影響設(shè)備投資額的主要因素包括:1)設(shè)備配置,如TCO制備選擇RPD還是PVD;2)選擇進(jìn)口還是國產(chǎn);3)提升設(shè)備生產(chǎn)效 率。捷佳偉創(chuàng)捷佳偉創(chuàng)邁為股份邁為股份硅片尺寸硅片尺寸M2-G12M2-G12Uptime92%90%(絲網(wǎng)印刷95%)碎片率碎片率0.5%0.3%產(chǎn)能產(chǎn)能22000片/小時(shí)14400片-G12半片/小時(shí)18000-M10半片/小時(shí)圖表圖表23:整線設(shè)備供應(yīng)商產(chǎn)品參數(shù):整線設(shè)備供應(yīng)商產(chǎn)品參數(shù)03HJT:降本路徑降本路徑銀漿降本銀漿降本光伏銀漿分高溫銀漿和
37、低溫銀漿兩種,P型電池和N型TOPCON使用高溫銀漿;而HJT柵線電極不允許高溫?zé)Y(jié)固化,必須限制在150 以下進(jìn)行,只能使用低溫銀漿,為保證低電阻接觸及高電導(dǎo)傳輸,要求低溫銀漿銀濃度高,柵線厚度高,耗量大。價(jià)格高:價(jià)格高:低溫銀漿生產(chǎn)工藝難度高,同時(shí)需要冷鏈運(yùn)輸,價(jià)格通常較常規(guī)銀漿高10-20%;目前HJT還處于市場早期階段,低溫銀漿目 前只有日本KE(市占率90%)和國內(nèi)一兩家企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn),所用銀粉類似定制,所以加工費(fèi)較高,并有一定利潤加成。用量多:用量多:低溫銀漿電性及印刷性能較差;且因其較高的電阻率和HJT雙面均需使用,導(dǎo)致銀漿單耗相較PERC高出較多,如HJTM6使用銀 漿
38、約200mg,高出PERCM6使用銀漿量約130mg,按照當(dāng)前的HJT銀漿使用量以及HJT漿料售價(jià),金屬化環(huán)節(jié)HJT成本高出PERC約0.12元/W。資料來源:國際光伏技術(shù)路線圖(ITRPV)2021,民生證券研究院圖圖24:銀漿耗量變化趨勢(shì)銀漿耗量變化趨勢(shì)(M6,正正+背)背)22*資料來源:中科院電工所,民生證券研究院23*03HJT:降本路徑降本路徑銀漿降本銀漿降本價(jià)格:國產(chǎn)替代。價(jià)格:國產(chǎn)替代。低溫銀漿由于對(duì)原料要求高,90%的低溫銀漿由日本KE供應(yīng),未來隨著國產(chǎn)HJT投資規(guī)模的擴(kuò)大,低溫銀漿也有望實(shí) 現(xiàn)進(jìn)口替代。蘇州晶銀HJT漿料已有批量供貨。2021年1-9月份,蘇州晶銀HJT漿料
39、銷售量共計(jì)3.73噸用量:用量:1)多主柵。)多主柵。多主柵技術(shù)是在增加主柵數(shù)目的同時(shí)減小主柵和細(xì)柵寬度,可以實(shí)現(xiàn)盡量在不犧牲電池轉(zhuǎn)換效率、增加組件可靠性 的同時(shí),降低銀漿用量。采用5BB技術(shù)的HIT電池銀漿單耗約為300mg/片、銀漿成本約1.92.1元/片,采用MBB技術(shù)的銀漿成本約 1.11.2元/片。2)銀包銅。)銀包銅。銀包銅是在銅的表面包裹銀粉,低溫加工工藝使得銅作為導(dǎo)電材料,從而降低銀的使用量。一般低溫銀漿 中銀含量約92%,8%為有機(jī)物玻璃粉等,而銀包銅中銀、銅、有機(jī)物的含量分別為41%/51%/8%。3)印刷印刷技技術(shù):術(shù):帝爾的非接觸激光 印刷技術(shù)(PTP)改善高效太陽能電
40、池細(xì)柵印刷工藝,在電池硅片上印刷更大高寬比的超細(xì)柵線,提升太陽能電池效率同時(shí),大幅度節(jié) 省漿料耗量20%以上;邁為的全開口太陽能電池鋼板印刷技術(shù),在應(yīng)用端可以兼容210mm硅片尺寸,柵線數(shù)量可比絲網(wǎng)印刷增加一 倍,推動(dòng)HJT電池效率進(jìn)一步提高;由于柵線印刷區(qū)域?yàn)槿_口結(jié)構(gòu),印刷高度均勻,在制造相同效率電池的情況下,節(jié)省20%左右的銀漿。圖表圖表25:多主柵降低銀漿耗量:多主柵降低銀漿耗量HJTPERC銀漿5BB350mg/片90mg/片(正)50mg/片(背)9BB200mg/片(Super)12BB130mg/片0MM100mg/片銀包銅MBB100mg/片(銀含量)銅柵線0mg/片03HJ
41、T:降本路徑降本路徑靶材靶材24*靶材的選擇決定了薄膜靶材的選擇決定了薄膜的的光電光電特特性,性,進(jìn)進(jìn)而影而影響響電池電池轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效換效率率;TCO薄薄膜制膜制備備主要主要采采用用ITO、SCOT、IWO、ICO四四種靶種靶材材。目前TCO鍍 膜主要采用PVD或RPD技術(shù),靶材材料創(chuàng)新有望進(jìn)一靶材材料創(chuàng)新有望進(jìn)一步步提升提升電電池轉(zhuǎn)池轉(zhuǎn)換換效率效率。PVD主要采用ITO和SCOT靶材,目前ITO靶材已較為成熟,ITO的錫含量越低,電池轉(zhuǎn)換 效率越高,97/3和99/1低錫含量濺射靶材所制備的異質(zhì)結(jié)電池的轉(zhuǎn)換效率要優(yōu)于普通成分比為90/10的ITO靶材。RPD主要采用IWO和 ICO靶材,新型IC
42、O靶材載子遷移率可達(dá)50-150cm2/Vs,高于IWO的40-80cm2/Vs,有望優(yōu)化薄膜性能。高端靶材市場被日韓企高端靶材市場被日韓企業(yè)業(yè)壟斷壟斷,ITO、IWO靶靶材已材已初初步實(shí)步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)國產(chǎn)國產(chǎn)化化。靶材制造工藝技術(shù)要求高,我國企業(yè)與國際先進(jìn)水平尚有較大差 距,大尺寸高純?yōu)R射靶材的主要供應(yīng)商為日本三井、東曹、日立等。目前國內(nèi)先導(dǎo)、映日等企業(yè)ITO靶材已較為成熟,先導(dǎo)通過收購優(yōu) 美科國際公司,其靶材生產(chǎn)的純度、密度大幅提升,目前正在研發(fā)SCOT靶材;壹納光電已實(shí)現(xiàn)IWO國產(chǎn);隆華科技HJT電池ITO靶材目 前已經(jīng)通過隆基認(rèn)證,并與通威股份聯(lián)合測試當(dāng)中。03HJT:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度硅
43、片硅片降降本本1801601401201002002020年2021年CPIA,民生證券研究院2023年2025年2027年2030年HJT電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)天天然適然適合合硅片硅片薄薄片化片化。HJT電池片的對(duì)稱結(jié)構(gòu)能夠降低電池制作中的機(jī)械應(yīng)力,因此硅片的碎片率更低;HJT采用200C以 下低溫工藝,使得硅片在低溫下也不易翹曲,良品率更高;在硅片變薄的情況下,HJT開路電壓上升,短路電流下降,電池效率能基本 不變。目前PERC電池和TOPCON電池硅片厚度是170-180m,HJT可以做到150m,理論上可以到100m,厚度下降空間大;一般硅片每 減薄20m,可使組件成本降低約5-6分/W。圖
44、圖表表26:2020-2030年硅片厚度變化趨勢(shì)年硅片厚度變化趨勢(shì)(單位單位:m)多晶硅片厚度單晶硅片厚度-P型硅片單晶硅片厚度-N型硅片25*03HJT:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)能產(chǎn)能規(guī)規(guī)劃劃26*資料來源:集邦新能源,各公司公告,民生證券研究院主要企業(yè):華晟新能源主要企業(yè):華晟新能源、鈞石鈞石能能源、源、晉晉能、能、通通威等威等。HJT技術(shù)對(duì)二、三線以下企業(yè)或新技術(shù)行業(yè)比較友好,沒有產(chǎn)能歷史包袱。轉(zhuǎn)換效率:轉(zhuǎn)換效率:隆基10月28日公布,經(jīng)德國哈梅林太陽能研究所(ISFH)測試,其異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.3%,是目前實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率。量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率目前最高達(dá)到了25.31%。產(chǎn)能規(guī)劃:產(chǎn)
45、能規(guī)劃:參考集邦新能源統(tǒng)計(jì),2021年HJT規(guī)劃產(chǎn)能約148.2GW,其中已建成產(chǎn)能為6.35GW,在建/待建產(chǎn)能141.9GW;量產(chǎn)尺寸以 M2、G1、M4為主,少數(shù)企業(yè)具備M6尺寸生產(chǎn)能力,M10、G12尺寸尚處于研發(fā)階段圖表圖表27:HJT產(chǎn)能規(guī)劃情況產(chǎn)能規(guī)劃情況企業(yè)名稱企業(yè)名稱產(chǎn)地產(chǎn)地項(xiàng)目狀態(tài)項(xiàng)目狀態(tài)已建已建(MW)在建在建/待建待建(MW)阿特斯浙江嘉興投產(chǎn)250愛康科技浙江湖州長興投產(chǎn)2501750江蘇泰州泰興設(shè)備定標(biāo)1605840浙江長興簽約8000江西贛州規(guī)劃5000愛旭科技-投產(chǎn)200比太科技安徽潁上洽談5000比太新能源安徽蒙城備案1000東方日升江蘇常州投產(chǎn)2502250
46、高登賽能團(tuán)源&水發(fā)集遼寧阜新規(guī)劃1000國家電投江西南昌投產(chǎn)100國家電投&鉅能電力福建莆田簽約5000國家電投&金石能源河北張家口簽約1500海泰新能江蘇鹽城簽約10000海源復(fù)材/賽維江蘇高郵設(shè)備簽約60003HJT:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)能產(chǎn)能規(guī)規(guī)劃劃27*資料來源:集邦新能源,各公司公告,民生證券研究院企業(yè)名稱企業(yè)名稱產(chǎn)地產(chǎn)地項(xiàng)目狀態(tài)項(xiàng)目狀態(tài)已建已建(MW) 在建在建/待待建建(MW)華晟新能源安徽宣城投產(chǎn)5002000華潤電力浙江舟山開工12000淮寧能源科技江蘇鹽城阜寧開工2000金剛玻璃江蘇吳江開工1200晉能山西太原投產(chǎn)200800晉銳能源福建泉州晉江開
47、工5000晶澳江蘇揚(yáng)州規(guī)劃200晶飛光伏江蘇泰州泰興規(guī)劃5000安徽馬鞍山和縣開工1000隆基樂葉陜西西安投產(chǎn)2001300均石能源福建泉州晉江投產(chǎn)5001500浙江舟山簽約10000明陽智能江蘇鹽城設(shè)備定標(biāo)5000歐昊集團(tuán)甘肅酒泉開工4800潤陽&捷佳偉創(chuàng)江蘇鹽城設(shè)備簽約5000山煤國際山西太原環(huán)評(píng)通過10000蘇州潞能江蘇張家港開工1000唐正能源山東東營簽約500圖表圖表28:HJT產(chǎn)能規(guī)劃情況(產(chǎn)能規(guī)劃情況(續(xù)續(xù)表)表)企業(yè)名稱企業(yè)名稱產(chǎn)地產(chǎn)地項(xiàng)目狀態(tài)項(xiàng)目狀態(tài)已建已建(MW)在建在建/待待建建(MW)鉅能電力福建莆田投產(chǎn)6001000騰暉光伏江蘇常熟募資1000天合光能-規(guī)劃2
48、50通威四川成都金堂投產(chǎn)1000安徽合肥投產(chǎn)200中威四川成都雙流投產(chǎn)200800中建材江蘇江陰簽約5000中天華昱光電江西上饒玉山設(shè)備采購50003Sun/ENEL意大利投產(chǎn)2002800EcoSolifer匈牙利投產(chǎn)100200HevelSolar俄羅斯投產(chǎn)340MeyerBurger德國投產(chǎn)4001000美國選址400-規(guī)劃5200OxfordPV德國勃蘭登堡投產(chǎn)100REC新加坡投產(chǎn)600法國開工4000合計(jì)6350141890迎來發(fā)展迎來發(fā)展28*04.IBC:潛力較大,有望潛力較大,有望04IBC:工藝技術(shù)工藝技術(shù)資料來源:國投電力,民生證券研究院IBC(Interdigitate
49、dBackContact)交交叉叉指式指式背背接觸接觸電電池技池技術(shù)術(shù)。將P/N結(jié)、基底與發(fā)射區(qū)的接觸電極以交指形狀做在電池背面。核心技術(shù):如何在電池核心技術(shù):如何在電池背背面制面制備備出質(zhì)出質(zhì)量量較好較好、成叉成叉指指狀間狀間隔隔排列排列的的p區(qū)和區(qū)和n區(qū)區(qū)。通過在電池背面印刷一層含硼的叉指狀擴(kuò)散掩膜層,掩膜 層上的硼經(jīng)擴(kuò)散后進(jìn)入N型襯底形成p+區(qū),而未印刷掩膜層的區(qū)域,經(jīng)磷擴(kuò)散后形成n+區(qū)。前表面制備金字塔狀絨面來增強(qiáng)光的吸收, 同時(shí)在前表面形成前表面場(FSF)。使用離子注入技術(shù)可獲得均勻性好、結(jié)深精確可控的p區(qū)和n區(qū),但成本較高尚未產(chǎn)業(yè)化。IBC電池 制程工藝復(fù)雜,多次使用掩膜、光刻等
50、半導(dǎo)體技術(shù),成本幾乎為常規(guī)電池的兩倍。圖表圖表29:IBC工藝流程工藝流程1.化學(xué)拋 光去損傷4.絲網(wǎng)印刷-局部BSF開孔7.雙面鈍化8.絲網(wǎng)印刷-局部接觸開孔5.POCI3管式擴(kuò)散2.BBr3管式擴(kuò)散3.干氧生 長掩膜6.制絨9.絲網(wǎng)印刷-金屬化IBC電池工藝流程電池工藝流程29*04IBC:優(yōu)劣勢(shì)優(yōu)劣勢(shì)30*優(yōu)勢(shì):優(yōu)勢(shì):1)電池正面無柵線遮擋,可消除金屬電極的遮光電流損失,實(shí)現(xiàn)入射光子的最大利用化,較常規(guī)太陽電池短路電流可提高7%左 右;2)由于背接觸結(jié)構(gòu),不必考慮柵線遮擋問題,可適當(dāng)加寬柵線比例,從而降低串聯(lián)電阻且有高的填充因子;3)可對(duì)表面鈍化及表 面陷光結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì),可得到較
51、低的前表面復(fù)合速率和表面反射,從而提高Voc和Jsc;4)外形美觀,尤其適用于光伏建筑一 體化,具有較好的商業(yè)化前景;劣勢(shì):劣勢(shì):1)工藝流程復(fù)雜,需要在電池背面制備出呈叉指狀間隔排列的P區(qū)和N區(qū),以及在其上面分別形成金屬化接觸和柵線,重點(diǎn)工藝 包括擴(kuò)散摻雜、鈍化鍍膜、金屬化柵線三個(gè)方面,需要多次的掩膜和光刻技術(shù),為了防止漏電,p區(qū)和n區(qū)之間的gap區(qū)域也需非常精 準(zhǔn),對(duì)電池廠商的工藝研發(fā)能力要求較高。2)對(duì)基體材料要求較高,需要較高的少子壽命:因?yàn)镮BC電池屬于背結(jié)電池,為使光生載流 子在到達(dá)背面p-n結(jié)前盡可能少的或完全不被復(fù)合掉,就需要較高的少子擴(kuò)散長度。3)IBC復(fù)雜的工藝步驟使其制作
52、成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)晶 體硅電池;由于主流PERC電池轉(zhuǎn)換效率已到23%,TOPCon電池和HJT電池也能到24.5%,IBC電池獲取的效率溢價(jià),難以覆蓋增加的 成本,競爭力不明顯。04IBC:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度SunPowery引領(lǐng):引領(lǐng):1975年,Schwartz和Lammert首提背接觸式光伏電池概念;1984年,斯坦福教授Swanson研發(fā)了IBC類似的點(diǎn)接 觸(PointContactCell,PCC)太陽電池,在聚光系統(tǒng)下轉(zhuǎn)換效率19.7;1985年Swanson教授創(chuàng)立SunPower;2004年,年, SunPower菲律賓工廠菲律賓工廠(25MW產(chǎn)產(chǎn)能能)規(guī)規(guī)模模量量產(chǎn)產(chǎn)第第一
53、一代代IBC電電池池,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換效效率率最最高高21.5%,組組件件價(jià)價(jià)格格5-6美金美金/瓦。瓦。SunPower最新一代最新一代IBC電池電池:吸收了TOPCon電池鈍化接觸的技術(shù)優(yōu)點(diǎn),保留了銅電極工藝;從電池結(jié)構(gòu)來看,量產(chǎn)工藝已經(jīng)簡化, 轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%以上。資料來源:SunPower,民生證券研究院資料來源:SunPower圖表圖表31:SunPower新一代新一代IBC電電池池(TBC電池)電池)圖表圖表30:SunPower第一代第一代IBC電池電池31*04IBC:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度32*SunPower,普樂科技,民生證券研究院圖表圖表32:SunPower公司公司IBC電電
54、池池發(fā)發(fā)展展歷歷程程年份年份電池面積電池面積最高效率最高效率量產(chǎn)效率量產(chǎn)效率IBC電池技術(shù)電池技術(shù)同時(shí)期電池技術(shù)同時(shí)期電池技術(shù)2004年14921.50%20.50%第一代IBC電池規(guī)模量產(chǎn)IBC電池,用低成本絲網(wǎng)印刷技術(shù),取 代光刻;采用低成本加工設(shè)備,例如擴(kuò)散爐、濕法蝕刻 和清潔設(shè)備;BSF多晶電池13%2007年15522.40%22.00%第二代IBC電池圖案化技術(shù)的優(yōu)化硅片厚度減薄到160um 首次激光加工BSF多晶電池15%2010年155.124.20%23.00%第三代IBC電池改進(jìn)了表面摻雜和其他工芝,進(jìn)一步減小了金 屬接觸復(fù)合;硅片厚度減少到145um;克服擴(kuò)散和體復(fù)合限
55、制BSF多晶電池18% BSF多晶電池16%2016年15325.20%24.00%Maxeon5抑制邊緣損耗,降低Rs 130um厚度硅片首次量產(chǎn)隧穿結(jié)太陽能電池PERC單晶電池22%2021年245.7無披露24.5%Maxeon6提高硅片的體壽命發(fā)射極復(fù)合電流密度1.5fa/ 進(jìn)一步降低邊緣損耗降低前表面光吸收簡化工藝,更大硅片尺寸TOPCon電池24.5% HJT電池24.5%04IBC:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度資料來源:中科院寧波材料所,民生證券研究院愛旭股份:愛旭股份:2021年6月愛旭推出最新N型ABC電池新品,良率在去年四季度預(yù)期達(dá)到95%以上。目前公司正在著力推進(jìn)300MW的AB
56、C 電池試驗(yàn)線建設(shè),同時(shí)為了推廣ABC電池配套技術(shù),500MW的ABC組件實(shí)驗(yàn)線也在同步建設(shè)。預(yù)計(jì)2022年中期,珠海一期的6.5GW和 義烏新時(shí)代一期的2GW項(xiàng)目將投產(chǎn)。此技術(shù)吸收PERC技術(shù)發(fā)展階段的優(yōu)點(diǎn),轉(zhuǎn)換效率可提升到24%-25%;疊加TOPCON鈍化接觸技 術(shù)的POLO-IBC電池或TBC電池,轉(zhuǎn)換效率能到25%-26%;疊加HJT非晶硅鈍化技術(shù)的HBC電池,轉(zhuǎn)換效率能到26%-27%。隆基股份:隆基股份:2022年1月,泰州隆基樂葉年產(chǎn)4GW單晶電池項(xiàng)目環(huán)評(píng)信息披露,根據(jù)披露,隆基計(jì)劃在泰州隆基電池廠內(nèi),在原年產(chǎn) 2GW單晶電池項(xiàng)目的基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)提升改造,改建成8條HP
57、BC高效單晶電池產(chǎn)線,預(yù)計(jì)形成年產(chǎn)4GW的電池片產(chǎn)線。 HPBC技術(shù)的基礎(chǔ)仍是PERC,實(shí)際路線為P型IBC,即在P型硅片的基礎(chǔ)上結(jié)合TOPCon及IBC技術(shù),在電池背面構(gòu)建指叉狀PN結(jié),并運(yùn) 用TOPCon隧穿鈍化原理。而IBC具有正面無柵線,轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn),截至21年底,P型硅片疊加IBC技術(shù)最高轉(zhuǎn)換效率可超過26%。圖表圖表33:IBC電池轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)化電池轉(zhuǎn)換效率的進(jìn)化33*04IBC:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度HBC資料來源:光伏前沿,民生證券研究院特點(diǎn):兼容特點(diǎn):兼容HJT設(shè)備設(shè)備和和工藝工藝,量產(chǎn)量產(chǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換效換效率率25%-26.5%技術(shù)原理:技術(shù)原理:HBC電池代表晶硅電池最高效率
58、水平。前表面沒有柵線電極,極大降低了柵線對(duì)太陽光的遮擋損失,確保了電池高的短路電 流;同時(shí),非晶硅薄層極好地鈍化效果確保了電池的高開路電壓。在制備技術(shù)方面,正面先生長“一個(gè)鈍化效果非常好的鈍化層”鈍化 表面,再沉積SiNx減反膜降低反射率。背面先沉積一層本征a-Si:H,再沉積呈指狀交叉分布N型a-Si:H層和P型a-Si:H層,最后用電鍍工 藝制備背面的正負(fù)電極。量產(chǎn)工藝難點(diǎn):量產(chǎn)工藝難點(diǎn):1)設(shè)備昂貴,工序長,投資成本高;2)需要掩模、開槽、摻雜和清洗才能完成制備背面PN區(qū),制程復(fù)雜;3)對(duì)工藝 清潔度要求極高;4)正負(fù)電極都處于背面,電極印刷和電極隔離工藝對(duì)設(shè)備精度要求高;5)低溫銀漿導(dǎo)
59、電性弱,需要跟TCO配合良 好,壁壘高供給少;6)低溫電池制程,客戶端需要低溫組件封裝工藝配合圖表圖表34:HBC電池結(jié)構(gòu)電池結(jié)構(gòu)34*04IBC:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度TBC特點(diǎn):兼容部分特點(diǎn):兼容部分TOPCON工工序序,量,量產(chǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換效效率率24.5%-25.5%(截至2021年底)。技術(shù)原理:技術(shù)原理:主要是通過對(duì)傳統(tǒng)IBC電池的背面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),即用p+和n+的POLY-Si作為Emitter和BSF,并在POLY-Si與摻雜層之間沉積一層隧穿氧化層SiO2,使其具有更低的復(fù)合,更好的接觸,更高的轉(zhuǎn)化效率。資料來源:普樂科技,民生證券研究院圖表圖表35:中來光電中來光電TBC電池結(jié)
60、構(gòu)示意圖電池結(jié)構(gòu)示意圖35*05.投資建議投資建議36*技術(shù)迭代一直以來是推動(dòng)光伏行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。過去數(shù)年是PERC電池應(yīng)用快速擴(kuò)張階段,進(jìn)入2022年,光伏電池片的技術(shù)迭代正式 迎來了新的時(shí)代,TOPCon、HJT、IBC等轉(zhuǎn)換效率更高的電池技術(shù)將從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)鏈,在形成投產(chǎn)-規(guī)模化效應(yīng)降本-持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)的 良性循環(huán)過程中,享受技術(shù)紅利的企業(yè)有望迎來市占率提升+享受技術(shù)溢價(jià)的雙重優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,我們推薦三條主線:主主線線一一:在光伏電池進(jìn)入快速變革期的時(shí)間節(jié)點(diǎn),一體化組件企業(yè)能夠通過有效協(xié)同上下游進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)配套和推進(jìn),與此同 時(shí),更加充足的現(xiàn)金流+技術(shù)儲(chǔ)備也將幫助企業(yè)持續(xù)加速技術(shù)突破,推薦隆基隆基股股份、份、晶晶科能科
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