PECVD有望規(guī)模應用相關供應商可能會顯著受益

1、一、鈍化層制備是 TOPCon 核心工序TOPcon 與 PERC 主要區(qū)別在于鈍化層制備TOPCon 與 PERC 工藝兼容度高。TOPCon 電池基本由 PERC 電池的基礎架構升級而來，除襯底由 P 型變?yōu)?N 型外，主要差別在于硼擴與鈍化層的制備：a）由于硼擴散的速度較慢，因此硼擴設備數(shù)量增加；b）背面鈍化接觸結構有變化，由隧穿氧化層與摻雜多晶硅構成。隧穿氧化層提供了良好的化學鈍化性能，降低界面復合并允許多數(shù)載流子隧穿至摻雜多晶硅層，摻雜多晶硅層與基體形成 n+/n 高低場，阻止少數(shù)載流子運動至表面，形成選擇性鈍化接觸。電池環(huán)節(jié)重要區(qū)別在鈍化層制備，其他環(huán)節(jié)設備變化不大。TOPCon

2、與 PERC 電池在正面沒有本質區(qū)別，重要差異在背面鈍化接觸技術，即在電池背面制備一層超薄隧穿氧化硅，之后沉積一層摻雜多晶硅形成鈍化接觸結構，除鈍化層制備涉及不同設備之外，TOPCon 與PERC 其他環(huán)節(jié)設備變化不大。圖 1 PERC 電池結構示意圖圖 2 TOPCon 電池結構示意圖資料來源：賀利氏可再生能源、招商證券資料來源：賀利氏可再生能源、招商證券圖 3 TOPCon 制備工藝圖 4 TOPCon 制備工藝所需設備中科院電工所、招商證券中科院電工所、招商證券TOPCon 電池生產(chǎn)工藝流程簡介清洗制絨。硅片切割后其邊緣有損傷，硅的晶格結構被破壞、表面復合嚴重，清洗制絨主要目的在于去除表

3、面損傷并形成表面金字塔陷光結構、增加光線吸收，并提升少子壽命。硼擴散。主要作用是制備 PN 結，由于硼在硅中的固溶度低，因此需要高溫和更長的時間進行擴散。同時，擴散源的選擇對生產(chǎn)過程也會有影響，氯化物腐蝕性較強，溴化物黏性大，清洗過程繁瑣、增加運維費用。摻雜。主要目的是形成重摻雜區(qū)，提高光電轉換效率。發(fā)射極摻雜對太陽電池轉換效率影響較大，高濃度摻雜降低硅片與電極的接觸電阻，進而減小電池的串聯(lián)電阻，但會導致載流子復合變大、降低少子壽命降低，影響電池的開路電壓和短路電流，而低濃度摻雜則相反。激光 SE 可提效 0.3-0.4%，且 PERC 電池已普遍使用激光 SE 工序，電池生產(chǎn)商與設備制造商均

4、有一定積累，可能是主要路線?？涛g?？涛g的主要作用為去除 BSG 和背結。擴散過程會在硅片表面及周邊均形成擴散層，周邊擴散層容易形成短路，表面擴散層影響后續(xù)鈍化，因此需要去除。目前刻蝕主要采 用濕法，先在鏈式設備中去除背面與周邊擴散層，之后處理正面。制備隧穿氧化層與多晶硅層。背面沉積 1-2nm 隧穿氧化層，之后沉積 60-100nm 多晶硅層形成鈍化結構。TOPCon 鈍化層制備方式較多，主要分為 LPCVD、PECVD、PVD 路線等，目前以 LPCVD 為主，PECVD 具備較強潛力。制備背面減反射膜。在電池背面制備減反射鈍化膜層增加對光的吸收，同時，在 SiNx 薄膜形成過程中產(chǎn)生的氫原

5、子對硅片具有鈍化作用。正面鍍氧化鋁。在硅片正面沉積一層氧化鋁膜層，與其他膜層共同形成正面鈍化作用。制備正面減反射膜。正面減反膜與背面作用基本相同，此外，正面沉積的氧化鋁薄膜非常薄，容易在后續(xù)電池組件的制作中被破壞，正面SiNx 對氧化鋁也具有保護作用。絲網(wǎng)印刷。通過絲網(wǎng)印刷制備前后電極。 燒結。通過高溫燒結形成良好的歐姆接觸。自動分選。對不同轉換效率的電池片進行分檔。圖 5 硼擴散設備原理示意圖圖 6 低壓水平硼擴散系統(tǒng)中國知網(wǎng)、招商證券拉普拉斯官網(wǎng)、招商證券圖 7 堿刻蝕拋光工藝圖 8 槽式堿拋光清洗設備資料來源：光伏技術、招商證券資料來源：捷佳偉創(chuàng)、招商證券圖 9 管式等離子體多晶硅薄膜淀

6、積爐圖 10 管式等離子體氧化鋁淀積爐捷佳偉創(chuàng)資料來源：捷佳偉創(chuàng)、招商證券二、PECVD 預期差較大，相關供應商可能會顯著受益核心工序多種路線并行TOPCon 核心工序存在多種技術路線。TOPCon 電池的制備工序包括清洗制絨、正面硼 擴散、刻蝕去硼硅玻璃（BSG）和背結、氧化層鈍化接觸制備、正面氧化鋁/氮化硅沉積、背面氮化硅沉積、絲網(wǎng)印刷、燒結和測試。其中鈍化接觸制備是 TOPCon 核心工序，目前主要有三種技術路線：LPCVD（具體可細分為本征+磷擴、離子注入兩種方式）、PECVD、PVD。LPCVD 相對成熟。LPCVD（等離子體增強化學的氣相沉積法）是將反應氣體在反應器內進行沉積反應時

7、的操作壓力降低到大約 133Pa 以下的一種 CVD 反應，此時，分子的自由程與氣體擴散系數(shù)增大，使氣態(tài)反應物和副產(chǎn)物的質量傳輸速率加快，形成薄膜的反應速率增加。LPCVD 方案在生成隧穿氧化層是時采取熱氧法，沉積多晶硅層采取 LPCVD 方案（本征+離子注入/磷擴），這一技術工藝相對成熟，鈍化效果好，但需附加解決繞鍍問題，此外，由于沉積時會在石英舟/石英管同時形成膜層，需后續(xù)清理，因此運維比較麻煩。PECVD 以管式為主，潛力較大。PECVD（等離子體增強化學的氣相沉積法）是依靠射頻感應產(chǎn)生的等離子體，實現(xiàn)薄膜沉積工藝，這一技術路線成膜速度快、節(jié)省能源、運營成本相對較低，但是存在氫含量高，易

8、爆膜的困擾。目前 PECVD 推進可能會比之前快，但是區(qū)別于 LPCVD 通過解決核心繞鍍問題實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破，PECVD 的進步很難具體界定是哪個特定環(huán)節(jié)取得突破，主要是因產(chǎn)線每次都需要面對不一樣的問題并提供不同的解決方案，一項工藝變動發(fā)生后，可能會影響此前看似已經(jīng)解決的問題，此外，不同環(huán)節(jié)看到的問題也不一樣。如果 PECVD 技術問題得到解決，可能會成為綜合考慮成本及后續(xù)降本空間的選擇，目前有板式 PECVD 和管式 PECVD 兩種方式，但考慮到設備成本，預計TOPCon 的PECVD 會以管式為主。PVD 方案同樣值得期待。PVD（物理氣相沉積）指將材料源表面氣化并通過低壓氣體/等 離子

9、體在基體表面沉積，包括蒸發(fā)、濺射、離子束等，該技術路線由江蘇杰太光電提出，由 PECVD 形成氧化層，PVD 完成多晶硅沉積，成膜速度較快且基本無繞鍍影響，缺陷在于設備占地面積較大，初始投資較高且靶材用量較大。表 1：TOPCon 主流工藝流程對比LPCVDPECVDPVD設備投資 CAPEX低低高繞鍍 wrap-嚴重小基本無繞鍍影響不同尺寸兼容性可以可以高產(chǎn)能高可以高原位摻雜較難，SiH4+PH3容易，SiH4+PH3/B2H6容易，硅靶+PH3膜層質量較好一般，易爆膜較好耗氣量低高低特氣SiH4，PH3SiH4+PH3/B2H6，H2PH3易耗品成本高（石英舟、石英管）一般（石墨舟清洗）低

10、（載板清洗）占地面積?。↙ 9m*W 2m*H 4m)小（L 9m*W 2m*H 4m)大（L 30m)能耗高中低LPCVDPECVDPVD優(yōu)點工藝成熟度高，多年規(guī)模量產(chǎn)經(jīng)工藝時間短（沉積速率快）無繞鍍驗易原位摻雜（p 型和 n 型，沉積工藝時間短氣體用量小速率基本不受摻雜影響）易原位摻雜（p 型和 n 型）成膜質量較好占地面積小不同尺寸硅片兼容設備投資少利于薄片化占地面積小多功能升級缺點繞鍍繞鍍設備投資大原位摻雜較難膜層均勻性差占地面積大能耗大易爆膜石英耗材成本較高氣體用量大不同尺寸硅片兼容性差不同尺寸硅片兼容性差資料來源：普樂新能源、CPIA圖 11：TOPCon 鈍化層技術路線及優(yōu)劣PV

11、infolink圖 12 LPCVD 繞鍍示意圖圖 13 LPCVD 繞鍍實際情況中科院寧波材料所、招商證券中科院寧波材料所、招商證券圖 14 LPCVD 設備結構示意圖圖 15 LPCVD 工作原理資料來源：北方華創(chuàng)官網(wǎng)、招商證券中科院寧波材料所、招商證券圖 16 PECVD 工藝流程圖圖 17 PECVD 工作原理中科院寧波材料所、招商證券中科院寧波材料所、招商證券圖 18 蒸發(fā) PVD 原理圖圖 19 濺射 PVD 原理圖pvtvacuum蒂姆新材料、招商證券PECVD 具備較強潛力，相關供應商有望顯著受益目前準備鈍化層的技術路線以 LPCVD 為主，PECVD 預期差較大。TOPCon

12、 仍處在推廣初期，因此在隧穿氧化層、多晶硅層的制備方面選擇也比較多樣，LPCVD 路線在解決繞鍍問題后應用相對較多，但熱壁沉積等問題會增加運維成本，PECVD 路線目前應用進度不如 LPCVD，但潛力較大，具體使用何種工藝制備鈍化層，需要看各企業(yè)對不同技術路線的掌握程度。相關供應商可能會顯著受益于 PECVD 路線放量。繼晶科能源、鈞達股份等企業(yè)采用 LPCVD 率先推動 Topcon 大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展后，我們判斷 PECVD 可能會在下半年有較大規(guī)模的應用。PECVD 與 LPCVD 目前設備造價基本在 1.6-1.9 億元/GW 附近，其中PECVD 路線設備總投資額約為 1.6-1.8

13、億元/GW，主要差異在于背膜沉積設備價值量約為 3500-5000 萬元/GW，約占整線設備價值量的 20-30%；其余設備價值量與 LPCVD路線基本相同，估算未來幾年電池設備年均市場空間將超過 120 億元，PECVD 路線放量可能會對相關供應商有比較顯著的影響。整線清洗制絨擴硼刻蝕氧化層鈍化接觸正面/沉積背面沉積絲網(wǎng)印刷燒結測試分選捷佳偉創(chuàng)PECVD、LPCVD金辰股份PECVD拉普拉斯PECVD、LPCVD江蘇杰太PVD微導納米PECVD普樂新能源LPCVD賽瑞達PECVD、LPCVD表 2：主要 TOPCon 設備廠商公司公告、公司官網(wǎng)、招商證券表 3：LPCVD 與 PECVD 設

14、備投資LPCVDPECVD占比投資額（億元）占比投資額（億元）清洗制絨+刻蝕150.24-0.3150.24-0.3硼擴散100.16-0.2100.16-0.2正膜沉積100.16-0.2100.16-0.2背膜沉積25-300.45-0.5520-300.35-0.5絲印燒結20-250.35-0.4520-250.35-0.45自動化10-150.2-0.310-150.2-0.3其他3-50.05-0.13-50.05-0.1合計1.6-1.91.6-1.8資料來源：高效晶體硅太陽能電池技術、招商證券表 4：TOPCon 設備空間測算20212022E2023E2024E2025E20

15、21-2025CAGR全球新增光伏裝機（GW）165240280340410容配比1.21.21.21.21.2組件需求（GW）19828833640849226TOPCon 占比112284355TOPCon 組件規(guī)模（GW）23594175271產(chǎn)能利用率1001001009590TOPCon 實際設備產(chǎn)能（GW）23594185301年新增 TOPCon 產(chǎn)能（GW）838669611692新增產(chǎn)線占比1009597100100新增產(chǎn)線設備總投資額（億元/GW）2.21.81.751.71.65新增產(chǎn)線設備市場規(guī)模（億元）18.764.9111.6162.6190.9改建產(chǎn)線占比0530

16、0改建產(chǎn)線設備投資額（億元/GW）0.60.50.450.40.35改建產(chǎn)線設備市場規(guī)模（億元）0.00.90.90.00.0TOPCon 設備總市場規(guī)模（億元）同比增速18.765.9252112.571162.645190.91779招商證券投資建議TOPCon 電池基本由 PERC 電池的基礎架構升級而來，兩者主要區(qū)別在鈍化層制備，在 TOPCon 幾種制備鈍化層技術路線上，PECVD 成膜速度快、節(jié)省能源、運營成本相對較低，是預期差比較大的方向。我們判斷 PECVD 路線有望在下半年大規(guī)模應用，相關設備公司有望顯著受益。建議關注：捷佳偉創(chuàng)（機械聯(lián)合）、海目星（機械聯(lián)合）、奧特維/帝爾激

17、光（機械）、金辰股份（機械聯(lián)合）、京山輕機（機械）、羅博特科（機械）。股價21EPS22EPS23EPS22PE23PEPB評級捷佳偉創(chuàng)110.512.062.723.4641326未有評級海目星79.970.551.753.72462110強烈推薦奧特維302.733.765.597.8543920未有評級邁為股份499.535.955.17.7198659強烈推薦帝爾激光176.383.592.994.3259418未有評級金辰股份92.600.521.231.8475508未有評級京山輕機18.010.230.480.6838264未有評級羅博特科47.43-0.430.841.4456

18、336未有評級，招商證券表 5：重點公司主要財務指標（部分參照 wind 一致預期）相關報告光伏系列報告之（五十三）：硅料供需仍然緊張，頭部企業(yè)經(jīng)營可能持續(xù)超預期 2022-07-04光伏系列報告之（五十二）：受益細線化、薄片化，金剛線需求增速將高于光伏行業(yè)增速2022-06-14光伏系列報告之（五十一）：TOPCon 規(guī)模推廣加快，有望帶來新一輪電池裝備需求2022-06-12光伏系列報告之（五十）：政策頻出，繼續(xù)大力支持新能源發(fā)展 2022-05-31光伏系列報告之（四十九）：硅料大擴張帶來新需求，三氯氫硅盈利可能超預期 2022-05-31光伏系列報告之（四十八）：TOPCon 溢價未充

19、分反應，規(guī)?；瘧眠M度可能顯著超預期2022-04-06光伏系列報告之（四十七）：三部委聯(lián)手推進解決可再生能源補貼拖欠問題 2022-03-29光伏系列報告之（四十六）：歐洲將進一步加強清潔能源投入 2022-03-10光伏系列報告之（四十五）：新能源運營環(huán)節(jié)有望迎來價值重估 2022-03-10光伏系列報告之（四十四）TOPCon 開始規(guī)模應用，優(yōu)勢企業(yè)可能提前開始收獲 2022-03-07光伏系列報告之（四十三）組件是光伏行業(yè)的戰(zhàn)略制高點 2022-02-28光伏系列報告之（四十二）整縣推進模式有望激活分布式市場 2021-08-10光伏系列報告之（四十一）BIPV 醞釀突破，將是光伏領域

20、的下一個重要應用 2021-04-09光伏系列報告之（四十）構建新型電力系統(tǒng)將深刻影響行業(yè)各環(huán)節(jié)發(fā)展 2021-03-22光伏系列報告之（三十九）業(yè)內再提解決補貼欠款，價格普漲頭部企業(yè)可能再超預期2020-08-02光伏系列報告之（三十八）行業(yè)價格有望提前迎來普漲 2020-07-26光伏系列報告之（三十七）硅片有望通過提價有效傳導硅料漲價 2020-07-23光伏系列報告之（三十六）硅料價格大幅上調，漲價具備延續(xù)性和較大空間 2020-07-22光伏系列報告之（三十五）硅料漲價的力度與持續(xù)性或超預期，頭部企業(yè)有彈性 2020-07-21光伏系列報告之（三十四）：高功率組件迎來爆發(fā)，Q4 大尺

21、寸電池片供應偏緊2020- 07-16光伏系列報告之（三十三）：競價規(guī)模超預期，搶裝有望帶動產(chǎn)業(yè)鏈價格復蘇 2020-07-04光伏系列報告(三十二）：國產(chǎn)設備快速進步，HJT 產(chǎn)業(yè)化瓶頸即將打開 2020-05-29光伏系列報告(三十一）：行業(yè)集中度繼續(xù)提升，頭部企業(yè)競爭力更強光伏系列報告(三十）：OCI 韓國多晶硅產(chǎn)能將退出，全球份額加速向國內龍頭集中光伏系列報告(二十九）：HJT 不斷得到認可，產(chǎn)業(yè)化進程或加速 2020-1-4光伏系列報告之（二十八）：產(chǎn)業(yè)化加速，HJT 電池片技術正醞釀著突破 2019-12-15 光伏系列報告之（二十七）：2020 年海外需求可見度較高，行業(yè)正在新一

22、輪大發(fā)展前夜光伏系列報告之（二十六）：國內 2020 年有望高增長，行業(yè)正在新一輪大發(fā)展的前夜光伏系列報告之（二十五）：REC 新加坡HJT 開始量產(chǎn)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)超預期 2019-10-14光伏系列報告之（二十四）：山煤國際擬攜手鈞石能源發(fā)展異質結（ HJT）電池業(yè)務 2019-7-26光伏系列報告之（二十三）：異質結電池產(chǎn)業(yè)化正在加快，2020 可能是產(chǎn)業(yè)元年 2019-7-24光伏系列報告之（二十二）：硅料產(chǎn)能釋放導致短期價格調整 2019-04-22光伏系列報告之（二十一）：中環(huán)股份將擴產(chǎn) 25GW 單晶硅片，行業(yè)進入第二輪擴產(chǎn)周期 2019-03-19光伏系列報告之（二十）：量價齊升，光伏玻璃行業(yè)進入盈利擴張期 2019-03-04光伏系列報告之（十九）：海外市場將保持可持續(xù)繁榮 2019-02-19光伏系列報