后PERC時代的技術進步PERC+和TOPCon是目前性價比較高的選擇

1、目錄核心結論：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(xiàn)商業(yè)化 7 HYPERLINK l _TOC_250016 行業(yè)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 HYPERLINK l _TOC_250015 行業(yè)現(xiàn)狀：從數(shù)據看疫情總體影響有限，PERC 產能、裝機占比快速提升 7 HYPERLINK l _TOC_250014 技術提升路徑：多晶 - 單晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJT 8 HYPERLINK l _TOC_250013 PERC+：在 PERC 基礎上增加少量工藝流程

2、，提高轉換效率 10 HYPERLINK l _TOC_250012 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背面 - PERL/PERT：PERL 是在 PERC 基礎上鈍化發(fā)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 HYPERLINK l _TOC_250011 正面 - PERC+SE：通過選擇性發(fā)射極提高轉換效率，增加激光摻雜工藝 14 HYPERLINK l _TOC_250010 正面 - PERC+MWT：消除正面主柵減少遮光，主要增加激光打孔工藝 15TOPCon：通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池，核心增加硼擴、

3、LPCVD 設備 16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 HYPERLINK l _TOC_250009 PERC+技術趨勢：雙面電池、SE 已經成為主流 19 HYPERLINK l _TOC_250008 TOPCon 擴產：規(guī)劃產能超過 7GW，已成為部分廠商擴產的重要選項 20 HYPERLINK l _TOC_250007 競爭格局：帝爾激光占據激光設備優(yōu)勢地位，捷佳偉創(chuàng)已具備 TOPCon 設備競爭

4、力21 HYPERLINK l _TOC_250006 光伏激光設備：帝爾激光是絕對龍頭 21 HYPERLINK l _TOC_250005 TOPCon 設備：捷佳偉創(chuàng)等國內公司已具備競爭力 21 HYPERLINK l _TOC_250004 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 HYPERLINK l _TOC_250003 設備公司：建議關注 PERC+和 TOPCon 給電池片設備龍頭帶來的業(yè)績增量 23 HYPERLINK l _TOC_250002 捷佳偉創(chuàng)：唯一在三個新技術方向上的產品都具備競爭力的公司

5、 23 HYPERLINK l _TOC_250001 邁為股份：絲網印刷龍頭，激光設備實現(xiàn)突破 24 HYPERLINK l _TOC_250000 帝爾激光：專注光伏激光相關設備 25風險提示 25圖目錄圖 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 9圖 10主流光伏技術效率極限 10圖 11PERC 效率提升方法 10圖 12PERC 工藝升級路線 11圖 13雙面與單面

6、 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 16PERC 與 PERL 結構對比 13圖 17PERL 與 PERT 結構對比 13圖 18P-PERC 與 N-PERT 工藝流程對比 14圖 19激光摻雜 PERC 與傳統(tǒng) PERC 對比圖 14圖 20SE 激光摻雜工藝示意圖 15圖 21MWT 電池結構示意圖 16圖 22P 型硅基 MWT 電池基本工藝流程 16圖 23TOPCon 電池結構示意圖 17圖 24TOPCon 電池與其他技術工藝流程對比圖

7、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(tǒng)計 19圖 28捷佳偉創(chuàng)營業(yè)收入 23圖 29捷佳偉創(chuàng)歸母凈利潤 23圖 30捷佳偉創(chuàng)毛利率、凈利率 24圖 31捷佳偉創(chuàng) ROA、ROE 24圖 32邁為股份營業(yè)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(yè)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表目錄表 12018 年 SE 技術已經廣泛

8、應用 20表 2TOPCon 擴產統(tǒng)計 20表 3光伏激光設備主要公司 21表 4全球主要廠商 LPCVD 設備對比 22表 5市場空間測算 23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(xiàn)商業(yè)化我們認為，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(xiàn)商業(yè)化，HJT仍將處于研發(fā)階段：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；PERC+和 TOPCon 技術也在進步，與現(xiàn)有 PERC 相比，效率有一定

9、的提升空間，目前看性價比高于 HJT；HJT 工藝難度更大、成本仍較高、目前效率沒有明顯優(yōu)勢，在現(xiàn)有情況下經濟性較差，需要研發(fā)時間可能仍較長。行業(yè)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行業(yè)現(xiàn)狀：從數(shù)據看疫情總體影響有限，PERC 產能、裝機占比快速提升2019 年我國光伏裝機量下滑，全球裝機量穩(wěn)定增加。我們認為，受到行業(yè)政策波動的影響，我國 2018、2019 年光伏新增裝機量同比均出現(xiàn)下滑，而全球多個地區(qū)實現(xiàn)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%。

10、 圖1 我國新增光伏裝機量中國新增光伏裝機量（GW，左軸）同比（%，右軸）605040302010020122013201420152016201720182019資料來源：國家能源局，Wind， 300250200150100500-50-100圖2 全球新增光伏裝機量全球新增光伏裝機量（GW，左軸）同比（%，右軸）14012010080604020020122013201420152016201720182019資料來源：英利集團微信公眾號，Wind， 6050403020100-104 月組件出口同比小幅下降，PERC 電池價格回升。根據Wind 的數(shù)據，2020 年 4月光伏組件出口總

11、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(yè)，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(shù)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(shù)據可以看出疫情總體對行業(yè)影響有限。圖3 光伏組件出口光伏組件出口（MW， 左軸）同比（%， 右軸）800 0700 0600 0500 0400 0300 0200 0100 00201 7-01 201 7-06 201 7-11 201 8-04 201 8-09 201 9-0

12、2 201 9-07 201 9-12資料來源：Wind， 140120100806040200-20-40圖4 電池片價格單晶PERC(元/W)1.11.0201 9/1 /2201 9/4 /2201 9/7 /2201 9/1 0/2202 0/1 /2202 0/4 /2資料來源：PVInfolink 微信公眾號， 我國 PERC 產能快速提升，2019 年裝機占比達到 65%。根據產業(yè)信息網的數(shù)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(yè)發(fā)展路線圖（2018、

13、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5 單晶 PERC 累計產能圖6 各技術路線裝機占比120100806040200PERC累計產能（GW）201420152016201720182019E100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%其他PERCBSF2018年2019年資料來源：產業(yè)信息網， 資料來源：中國光伏產業(yè)發(fā)展路線圖（2018、2019）， 技術提升路徑：多

14、晶 - 單晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJTPERC 效率提升歷史回顧：單晶 PERC 量產效率 5 年提升 2.4pct。根據摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發(fā)展?jié)摿Ψ治觯?014-2019 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7 單晶 PERC 效率記錄提升情況資料來源：摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發(fā)展?jié)摿Ψ治觯?圖8 單晶 PERC 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(fā)展?jié)摿Ψ治觯?光伏效率提升路徑：多晶 - 單晶、PE

15、RC - PERC+ - TOPCon - HJT。我們根據光伏行研微信公眾號援引張忠衛(wèi)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9 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(wèi)后 P

16、ERC 時代高效晶硅電池量產技術路線探討， 效率極限：PERC+/TOPCon/HJT 量產效率極限分別約為 22.7%/24.3%/27.1%。我們根據光伏行研微信公眾號援引張忠衛(wèi)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 2.8pct。圖10 主流光伏技術效率極限資料來源：光伏

17、行研微信公眾號援引張忠衛(wèi)后 PERC 時代高效晶硅電池量產技術路線探討， PERC+：在 PERC 基礎上增加少量工藝流程，提高轉換效率PERC 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；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。

18、PERC 可以通過多種方法將效率提升至 24%。根據摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發(fā)展?jié)摿Ψ治觯ㄟ^硅片少子壽命提升、背鈍化層優(yōu)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11 PERC 效率提升方法資料來源：摩爾光伏微信公眾號援引PERC 技術的發(fā)展?jié)摿Ψ治觯?結構上，選擇性發(fā)射極、雙面電池等方式可以提高 PERC 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，減少正面遮擋，如應用 5BB 或 MBB 技術；2）正面采用選擇性發(fā)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

19、低背面金屬接觸區(qū)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。我們認為，目前主流的 PERC 效率提升方式包括雙面 PERC、PERL/PERT、 PERC+SE 等。圖12 PERC 工藝升級路線資料來源：光伏技術微信公眾號， 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原理：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。

20、根據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(huán)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(fā)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）資料來源：光伏技術微信公眾號， 結構變化：背面使用鋁柵線結構替代全鋁背場結構。根據周小榮等雙面 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(guī)的單面 PERC 太陽電池中的全鋁背

21、場結構進行替代，與現(xiàn)有 PERC 產線的兼容度較高，適合大規(guī)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(yè)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。優(yōu)劣勢：可以實現(xiàn)雙面發(fā)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(yōu)勢包括：可雙面發(fā)電、雙玻封裝高可靠性、降低鋁漿用量、彎折率降低、與現(xiàn)有 PERC 生產線兼容、可采用單晶硅或多晶硅作為基體，成本優(yōu)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14 雙面與單面 PERC 電池的結構對比圖資

22、料來源：周小榮等雙面 PERC 單晶硅太陽電池工藝研究， 工藝流程和設備的變化：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(qū)別在于背面的絲網印刷工藝。圖15 雙面與單面 PERC 電池的工藝流程對比圖資料來源：光伏前沿微信公眾號， 背面 - PERL/PERT：PERL 是在 PERC 基礎上鈍化發(fā)射極、背部局部擴散，N-PERT 主要將磷擴散設備

23、改為硼擴散設備PERL 原理和結構：鈍化發(fā)射極、背部局部擴散。根據光伏變遷見證者微信公眾號，PERL（Passivated Emitter and Rear Locally-diffused）電池是鈍化發(fā)射極、背面定域擴散太陽能電池的簡稱。PERL 鈍化正面的發(fā)生級，背面是局部擴散的結構，從而降低 PERC 電池背面金半接觸電阻、提高電池效率。PERL 優(yōu)勢：根據光伏領跑者創(chuàng)新論壇微信公眾號，PERL 優(yōu)勢在于：1）電池正面采用“倒金字塔”。這種結構受光效果優(yōu)于絨面結構，具有很低的反射率，從而提高了電池的 Jsc（短路電流）；2）淡磷、濃磷的分區(qū)擴散。柵指電極下的濃磷擴散可以減少柵指電極接觸電

24、阻，而受光區(qū)域的淡磷擴散能滿足橫向電阻功耗小，且短波響應好的要求；3）背面進行定域、小面積的硼擴散 P+區(qū)。這會減少背電極的接觸電阻，又增加了硼背面場，蒸鋁的背電極本身又是很好的背反射器，從而進一步提高了電池的轉化效率；4）雙面鈍化。發(fā)射極的表面鈍化降低表面態(tài)，同時減少了前表面的少子復合。而背面鈍化使反向飽和電流密度下降，同時光譜響應也得到改善；但是這種電池的制造過程相當繁瑣，其中涉及到好幾道光刻工藝，所以不是一個低成本的生產工藝。圖16 PERC 與 PERL 結構對比PERCPERL資料來源：摩爾光伏微信公眾號， PERT 原理：PERL 基礎上背面全擴散。根據光伏變遷見證者微信公眾號，P

25、ERT（Passivated Emitter and Rear Totally-diffused）電池結構與 PERL 結構只有一個區(qū)別，PERL 是背面局部擴散，而 PERT 是背面全擴散。PERT 優(yōu)劣勢：適合 N 型電池，但性價比低于 P-PERC。根據光伏變遷見證者、PV兔子、光伏領跑者創(chuàng)新論壇微信公眾號，PERT 結構在 P 型電池上與 PERC、PERL 相比沒有太多優(yōu)勢，PERT 的優(yōu)勢在于做 N 型電池，N-PERT 采用 N 型 Si 作襯底，具有少子壽命高、無光致衰減等優(yōu)點，可實現(xiàn)量產，技術難度容易，設備投資較少。但與雙面 P-PERC 相比，N-PERT 沒有性價比優(yōu)勢，

26、技術路線經濟性較為一般。圖17 PERL 與 PERT 結構對比PERLPERT資料來源：摩爾光伏微信公眾號， 工藝流程和設備的變化：根據賀利氏可再生能源微信公眾號，N 型 PERT 電池比傳統(tǒng) P 型電池增加了硼元素摻雜（通過擴散 diffusion 或者 APCVD 工藝）和雙面漿料印刷等工藝。由于 N 型 PERT 電池技術不需要使用激光工藝，因此制作工藝并不會對硅片造成額外晶體傷害。根據百度文庫援引宋登元從 P 型硅 PERC 電池到 N 型硅 PERT 電池：產業(yè)化技術路線與市場挑戰(zhàn)，主要將磷擴散設備改為硼擴散設備。圖18 P-PERC 與 N-PERT 工藝流程對比資料來源：百度文

27、庫援引宋登元從 P 型硅 PERC 電池到 N 型硅 PERT 電池：產業(yè)化技術路線與市場挑戰(zhàn)， 正面 - PERC+SE：通過選擇性發(fā)射極提高轉換效率，增加激光摻雜工藝原理和結構：通過發(fā)射極摻雜濃度的不同降低接觸電阻、表面復合。根據宋志成等激光摻雜選擇性發(fā)射極單晶硅太陽電池的工藝研究和宋帥迪等低損傷選擇性發(fā)射極太陽電池激光工藝，選擇性發(fā)射極（selective emitter，SE）太陽電池，即在金屬柵線與硅片接觸部位及其附近進行高濃度摻雜，而在電極以外的區(qū)域進行低濃度摻雜。這樣既降低了硅片和電極之間的接觸電阻，又降低了表面的復合，提高少子壽命，提高電池的開路電壓。根據宋志成等激光摻雜選擇性

28、發(fā)射極單晶硅太陽電池的工藝研究，發(fā)射極摻雜濃度對太陽電池轉換效率的影響是雙重的：1）采用高濃度的摻雜，可以減小硅片和電極之間的接觸電阻，降低電池的串聯(lián)電阻，但是高的摻雜濃度會導致載流子復合變大，少子壽命降低，影響電池的開路電壓和短路電流；2）采用低濃度的摻雜，可以降低表面復合，提高少子壽命，但是必然會導致接觸電阻的增大，影響電池的串聯(lián)。選擇性發(fā)射極太陽電池的結構設計可以很好地解決這一矛盾。圖19 激光摻雜 PERC 與傳統(tǒng) PERC 對比圖資料來源：宋帥迪等低損傷選擇性發(fā)射極太陽電池激光工藝， 優(yōu)勢：選擇性發(fā)射極具有 3 個主要優(yōu)點。根據宋志成等激光摻雜選擇性發(fā)射極單晶硅太陽電池的工藝研究，1

29、）降低串聯(lián)電阻，提高填充因子；2）減少載流子復合，提高表面鈍化效果；3）增強電池短波光譜響應，提高短路電流和開路電壓。根據帝爾激光招股書援引光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據，現(xiàn)有技術下 SE 可以將 PERC 的光電轉換效率絕對值提升 0.2%-0.3%左右。工藝流程和設備的變化：只需增加激光摻雜一個步驟。根據宋志成等激光摻雜選擇性發(fā)射極單晶硅太陽電池的工藝研究，選擇性發(fā)射極的主要實現(xiàn)工藝有氧化物掩膜法、絲網印刷硅墨水法、離子注入法和激光摻雜法等，其中激光摻雜法工藝過程簡單，從太陽電池常規(guī)產線升級成激光摻雜選擇性發(fā)射極太陽電池生產線，工藝上只需增加激光摻雜一個步驟，從設備上來說，只需增加摻雜用激光設備，與常

30、規(guī)產線的工藝及設備兼容性很高。圖20 SE 激光摻雜工藝示意圖資料來源：光伏技術微信公眾號， 正面 - PERC+MWT：消除正面主柵減少遮光，主要增加激光打孔工藝原理：消除正面主柵線減少遮光、提高效率。根據帝爾激光招股書，MWT 是金屬纏繞穿透技術（Metal Wrap Through）的縮寫，用以制備背接觸 MWT 電池，該技術采用激光打孔、背面布線的技術消除正面電極的主柵線，正面電極細柵線搜集的電流通過孔洞中的銀漿引到背面，這樣電池的正負電極點都分布在電池片的背面，有效減少了正面柵線的遮光，提高了光電轉化效率，同時降低了銀漿的耗量和金屬電極-發(fā)射極界面的載流子復合損失。結構：可以實現(xiàn)雙

31、pn 結結構。根據林陽等MWT 和EWT 背接觸太陽電池結構及其技術發(fā)展，MWT 技術將傳統(tǒng)電池中的主柵移到了電池的背面，僅保留正面較細的金屬柵線，在減小遮光面積的同時還可以簡化組裝工藝，實現(xiàn)共面拼裝。金屬電極繞通結構可以實現(xiàn)雙 pn 結結構，即通過金屬化通道將前結和背結連接起來。共同收集載流子，提高了分離和收集載流子的效率，對于少子壽命較低的硅襯底采用此種結構仍可獲得較高的短路電流，降低了對 Si 材料的要求，從而降低了電池成本。圖21 MWT 電池結構示意圖資料來源：湯坤等MWT 高效太陽電池的生產， 優(yōu)勢：降低成本、簡化電池片間聯(lián)接。根據付明等幾種高效率晶體硅太陽能電池性能分析，MWT

32、電池有兩大主要優(yōu)勢：1）由于消除了正面主柵線，從而減小了正面遮光面積，增大了短路電流，減少了電池成本；2）正負電極都設計在背面簡化了電池片之間的聯(lián)接，而且允許使用新的垮結技術降低了電池的串聯(lián)電阻。根據帝爾激光招股書援引光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據，現(xiàn)有技術下 MWT 可以將 PERC 的光電轉換效率絕對值提升 0.4%左右。工藝流程和設備的變化：主要增加激光打孔工藝。根據陳學妍等MWT 太陽能電池專利技術現(xiàn)況分析，MWT 太陽能電池的制備工藝包括：清洗基板-激光開孔-制絨-發(fā)射極擴散形成 PN 結-磷硅玻璃的去除-減反射膜-孔洞漿料的填充-細柵線背面鋁背場電極的制備-燒結-隔離。與常規(guī)太陽能電池相比 M

33、WT 太陽能電池主要是增加了打孔工藝，后續(xù)為了防止漏電流制備隔離 SiO2。根據光伏變遷見證者微信公眾號，相比常規(guī)電池線需要增加激光打孔設備、掩膜印刷設備、刻蝕設備改造。圖22 P 型硅基 MWT 電池基本工藝流程資料來源：帝爾激光招股書， 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 設備原理和結構：通過隧穿氧化層和多晶硅薄層鈍化電池。根據光伏技術微信公眾號， TOPCon 太陽能電池（隧穿氧化層鈍化接觸，Tunnel Oxide Passivated Contact）是一種使用超薄氧化層作為鈍化層結構的太陽電池。在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的

34、多晶硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結構，該結構為硅片的背面提供了良好的表面鈍化，超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而極大地降低了金屬接觸復合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流。圖23 TOPCon 電池結構示意圖資料來源：光伏行研微信公眾號援引王軍TOPCon 電池效益可行性分析， 優(yōu)劣勢：電池高效率及后續(xù)提升潛力高于 PERC，但工藝較復雜。根據光伏行研微信公眾號援引王文靜Topcon 電池的挑戰(zhàn)與機遇和拉普拉斯裝備微信公眾號，TOPCon的優(yōu)勢包括：電池高效率及后續(xù)提升潛力大、電池成本低、工藝穩(wěn)定性高、設備兼容性成熟度高

35、、具有完美的鈍化、無正面吸光問題、匹配絲網金屬化度好、與現(xiàn)有產線兼容性高、材料匹配性好、無瓶頸原材料（如 TCO 中的銦）；劣勢包括：工藝復雜、成本較高（工藝成本高、雙面銀漿）、效率提升潛力有限等。工藝流程和設備的變化：核心增加硼擴、LPCVD 設備等。根據光伏測試網微信公眾號，TOPCon 其中大部分設備可以和 PERC+SE 產線共用，只需要額外增加硼擴散、LPCVD 沉積（隧道結制備環(huán)節(jié)）、離子注入（或者擴散裝備）和去繞鍍清洗環(huán)節(jié)設備，我們認為，其中增加的核心的設備是 LPCVD。根據光伏行研微信公眾號援引王軍TOPCon 電池效益可行性分析， TOPCon 投資增加約 1 億/GW 可

36、完成技術升級。圖24 TOPCon 電池與其他技術工藝流程對比圖資料來源：光伏行研微信公眾號援引王文靜電池的挑戰(zhàn)與機遇， 技術路線對比：目前 TOPCon、PERC 的性價比高于PERT、HJT，雙面+SE 是 PERC+最主流路線各技術路線性價比：目前情況下 PERC 和 TOPCon 性價比高于PERT、HJT、IBC根據光伏測試網微信公眾號援引光伏變遷者組織的論壇中王文靜研究員的發(fā)言，王文靜研究員引用 Pierre Verlinden 2019 年在成都的異質結討論會上公布的一張圖（圖 25）。橫坐標是該技術對應的 60 片組件的標準功率，即轉換效率；縱坐標是電池片的價格；根據目前多晶鋁

37、背場、單晶鋁背場、多晶 PERC、單晶 PERC 產品的主流價格、功率，在下圖中落點，如圖中的 4 個圓點。把這些點連成一條直線，就是 “LCOE 等值線” ，如圖中的“藍色虛線”。根據下圖中的曲線：1）60 片組件功率每增加 10W，價格提高 1 美分（7 分人民幣），其在應用端表現(xiàn)出的性價比是相當?shù)摹，F(xiàn)有所有的電池技術，都可以根據其轉換效率、價格在圖 25 中落點。如果在“藍色虛線”之上，說明該技術的市場售價偏高，性價比差；如果在“藍色虛線”之下，說明該技術的市場售價偏低，性價比好；圖中還有一條“紅色虛線”。如果落點在紅虛線左側，說明該技術轉換效率低，屬于即將淘汰技術；如果落點在紅虛線右側

38、，說明該技術轉換效率高，屬于即將新型技術；“藍色虛線”、“紅色虛線”將各種電池技術分成四個區(qū)域。橙色區(qū)域：效率低的淘汰技術，且性價比差，是最差的一類技術；淺綠區(qū)域：效率低的淘汰技術，但性價比高，可以用在平價上網項目中；黃色區(qū)域：效率高的新型技術，但性價比差，適合示范性項目；深綠區(qū)域：效率高的新型技術，且性價比高，是最優(yōu)的一類技術。圖25 從電站 LCOE 看光伏技術性價比資料來源：光伏測試網微信公眾號， 將目前流行的電池技術（PERC、PERT、TOPCon、HJT、IBC）的相關數(shù)據在圖中落點，可以看出相對于現(xiàn)有 PERC 電池：PERT 電池效率略高，但性價比較差；TOPCon 的效率高于

39、 PERC 電池，性價比與 PERC 電池相當；HJT、IBC 的效率大幅高于 PERC 電池，但價格太高，大幅偏離“LCOE 等值線”，性價比差。圖26 主流光伏技術性價比對比資料來源：光伏測試網微信公眾號， PERC+技術趨勢：雙面電池、SE 已經成為主流領跑者計劃中標情況顯示雙面電池成為主流。根據光伏頭條微信公眾號，從第三批 10 大光伏應用領跑者基地申報技術統(tǒng)計來看，雙面 PERC 占比達到 52%，雙面電池占比達到 74%，雙面電池成為主流。圖27 第三批 10 大光伏應用領跑者基地申報技術統(tǒng)計3%13%15%3%7%52%7%雙面PERC N型雙面 單晶雙面單晶單面MWT+PERC

40、多晶其他資料來源：光伏頭條微信公眾號， 2018 年SE 技術已經成為一線廠商主流技術。根據集邦新能源網微信公眾號的數(shù)據， SE 技術已經運用到晶科、隆基、晶澳、通威、天合、愛旭等一線組件企業(yè)的電池片生產中，2018 年主流電池廠商使用 SE 技術產能占 PERC 產能的 65.1%，占電池產能的45.2%。我們認為，目前使用 SE 技術的產能占電池產能的比例或已超過 50%，由于 SE只需要增加一個步驟，并可以有效提高轉換效率，未來 SE 技術的產能占比有望繼續(xù)提高。表 1 2018 年 SE 技術已經廣泛應用電池廠電池產能（GW）應用產品PERC 產能（GW）SE 產能（GW）通威9.7P

41、ERC6.05.0愛旭6.3PERC5.55.0晶科7.5PERC6.53.6隆基6.5PERC5.43.2晶澳7.0PERC4.83.2平煤4.0PERC4.02.8天合5.6常規(guī)單、多晶/PERC5.64.0東方日升5.0PERC2.52.0阿特斯7.0PERC2.02.0順風2.8PERC1.51.2東方環(huán)晟1.3PERC1.20.8億晶1.8PERC1.00.4昱晶2.3PERC1.00.2新日光1.5PERC1.00.2益通0.6PERC0.20.2元晶1.2PERC0.80.2中美晶1.0PERC1.01.0明徽1.0PERC0.60.4升陽0.7PERC0.40.2韓華8.1PE

42、RC5.11.5新日光1.5PERC1.00.182.357.137.2資料來源：集邦新能源網微信公眾號， 5.3 TOPCon 擴產：規(guī)劃產能超過 7GW，已成為部分廠商擴產的重要選項TOPCon 規(guī)劃產能超過 7GW ， 目前仍不是最主流廠商的擴產首選。根據 SOLARZOOM 微信公眾號，目前我國 TOPCon 產能約為 2GW，擴產規(guī)劃約為 7.7GW。我們認為，與 110GW 的 PERC 產能以及 2020 年超過 60GW 的 PERC 擴產規(guī)劃（光伏測試網微信公眾號援引N 型技術市場展望的統(tǒng)計數(shù)據）規(guī)劃相比，TOPCon 目前并不是最主流電池廠商擴產首選。TOPCon 已成為部

43、分廠商擴產的重要選項。根據通威股份的擴產公告，公司正在加強 TOPCon 等技術的研發(fā)與論證，新建項目預留后續(xù)技改空間；根據中來股份 2019 年報，公司 N 型電池所有的 N-PERT 產線升級改造為 TOPCon 電池產線，大幅度提升了電池的轉換效率。表 2 TOPCon 擴產統(tǒng)計序號企業(yè)現(xiàn)有產能（MW）規(guī)劃產能（MW）1中來100046003天合5005004林洋3008002晶科2008005一道01000合計20007700資料來源：SOLARZOOM 微信公眾號， 競爭格局：帝爾激光占據激光設備優(yōu)勢地位，捷佳偉創(chuàng)已具備 TOPCon 設備競爭力光伏激光設備：帝爾激光是絕對龍頭根據帝

44、爾激光招股書，光伏激光設備主要公司包括帝爾激光、羅芬、InnoLas Solutions、3D-Micromac、雷射激光、應用材料、友晁能源、邁為股份等，除帝爾激光外，其他公司多為激光或光伏綜合設備公司，根據 OFweek 微信公眾號，帝爾激光的市場份額高達 76%，占據絕對的優(yōu)勢地位。表 3 光伏激光設備主要公司公司名稱公司簡介公司主營業(yè)務為精密激光加工解決方案的設計及其配套設備的研發(fā)、生產和銷售。在光伏領域，公司可針對國內外客戶需求提供定制化、綜合化的高效太陽能電池激光加工解決方帝爾激光羅芬案及相關配套設備。公司目前的主要產品包括 PERC 激光消融設備、SE 激光摻雜設備、 MWT 系

45、列激光設備、全自動高速激光劃片/裂片機、LID/R 激光修復設備、激光擴硼設備以及應用于 TOPCON 電池的激光設備等。羅芬集團是全球工業(yè)材料加工用激光器及激光加工系統(tǒng)的領導者，自 1975 年設立以來，已在全世界安裝各類激光器及激光加工系統(tǒng) 33000 余臺套，現(xiàn)擁有員工 1700 余名，在全球 50 多個國家和地區(qū)設立了營銷與技術服務分支機構。InnoLas SolutionsInnoLas Solutions 成立于 2013 年 10 月，是由 InnoLas 在光伏和電子領域激光加工設備業(yè)務分拆而來，專家團隊擁有超過 20 年的激光技術經驗。3D-Micromac3D-Microm

46、ac 是激光微加工的業(yè)界領導者，其提供的系統(tǒng)和服務已在全球各高科技行業(yè)成功實施，其中包括光伏、半導體、玻璃和顯示器行業(yè)、微診斷以及醫(yī)療技術等。雷射激光雷射激光主要研發(fā)和生產激光設備，產品應用于太陽能、微電子、電路板基材領域的微加工。應用材料是全球最大的半導體生產器材制造商，為全球半導體、平板顯示器、太陽能光伏應用材料發(fā)電及相關行業(yè)提供制造設備、服務以及軟件產品。產品包括：半導體圓片的化學蒸氣沉積(CVD)系統(tǒng)設備，半導體薄片裝配，蝕刻及離子植入設備和 Precision5000 單芯片處理等。友晁能源友晁能源致力于太陽能電池導電漿與激光設備的研究開發(fā)制造，可結合材料與設備的整體性技術為企業(yè)提供

47、高效率、低制造成本的綜合性解決方案。邁為股份是一家集機械設計、電氣研制、軟件算法開發(fā)、精密制造裝配于一體的高端設備邁為股份制造商，主要業(yè)務是智能制造裝備的設計、研發(fā)、生產與銷售，主要產品為太陽能電池絲網印刷生產線成套設備。資料來源：帝爾激光招股書，帝爾激光 2019 年報， TOPCon 設備：捷佳偉創(chuàng)等國內公司已具備競爭力TOPCon 領域，捷佳偉創(chuàng)等國內龍頭公司已經具備一定的競爭力，在部分技術參數(shù)上甚至領先國際巨頭。以核心設備 LPCVD 為例，根據TAIYANG NEWS 的整理，捷佳偉創(chuàng)在產量、氧化層厚度、多晶硅厚度等主要技術指標上，與 Centrotherm、 SEMCO、Tempr

48、ess 等全球龍頭公司差距不大，在設備組成、繞鍍等指標上甚至稍領先全球龍頭公司。表 4 全球主要廠商 LPCVD 設備對比SPECTRUM LPCVDHORTUSSPECTRUM LPCVD產品設備生產商Centrotherm捷佳偉創(chuàng)SEMCOTempress用途隧穿氧化物+多晶硅隧穿氧化物+多晶硅隧穿氧化物+多晶硅隧穿氧化物+多晶硅工業(yè)生產新/升級(PERC/PERT)新/升級(PERC/PERT)新/升級(PERC/PERT)新/升級(PERC/PERT)硅片定位垂直方向垂直方向水平方向垂直方向設備組成5 棧管5 棧管5 棧管5 棧管繞鍍YesYesMinimalYes原位摻雜可選YesY

49、esYes每個腔室裝在硅片數(shù)量-14001200生長速率-4-5nm/min氧化層厚度1.3-2.4nm1.4-1.6nm1.4-1.6nm1.2-1.6nm多晶硅層厚度100 - 200 nm100 - 200 nm100 - 160 nm150nm產量 (WPH)4000300040003000；40003% batch-batch; 5%3.7% wafer to3% batch-batch;薄膜均勻性wafer to wafer &-wafer5% wafer to waferwithin wafer& within wafer大規(guī)模生產完成測試完成測試YesYes正常運行時間95%9

50、5%95%95%資料來源：TAIYANG NEWS高效電池技術報告， 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 億元量級我們假設：1）2020/2021/2022 年預計擴產規(guī)模分別為 50.0/40.0/30.0GW；2）2020 年 PERC/PERC+/TOPCon 占比分別為 35%/60%/5%，2021 年 PERC/PERC+/TOPCon 占比分別為 30%/60%/10%，2022 年 PERC/PERC+/TOPCon占比分別為 30%/60%/10%；3）2020/2021/2022 年 PERC 設備投資額分別為 2

51、.0/1.9/1.8 億元/GW，PERC+設備投資額分別為 2.2/2.1/2.0 億元/GW，TOPCon 設備投資額分別為 3.2/3.1/3.0 億元/GW；測算得出 2020/2021/2022 年不考慮 HJT 投資的情況下，光伏電池片設備市場空間分別為 109.0/85.6/61.2 億元，合計市場空間為 255.8 億元。表 5 市場空間測算202020212022預計擴產規(guī)模（GW）50.040.030.0PERC 占比（%）35%30%30%PERC+占比（%）60%60%60%TOPCon 占比（%）5%10%10%PERC 擴產規(guī)模（GW）17.512.09.0PERC

52、+擴產規(guī)模（GW）30.024.018.0TOPCon 擴產規(guī)模（GW）2.54.03.0PERC 設備投資（億元/GW）2.01.91.8PERC+設備投資（億元/GW）TOPCon 設備投資（億元/GW）PERC 市場空間（億元）35.022.816.2PERC+市場空間（億元）66.050.436.0TOPCon 市場空間（億元）8.012.49.0合計市場空間（億元）109.085.661.2資料來源： 測算設備公司：建議關注 PERC+和 TOPCon 給電池片設備龍頭帶來的業(yè)績增量捷佳偉創(chuàng)：唯一在三個新技術方向上的產品都具備競爭力的公司公司是國內光伏電池片設備龍頭，主要產品包括 PECVD 及擴散爐等半導體摻雜沉積工藝光伏設備、清洗、刻蝕、制絨等濕法工藝光伏設備以及自動化（配套）設備、全自動絲網印刷設備等晶體硅太陽能電池生產工藝流程中的主要及配套設備的研發(fā)、制造和銷售。2019 年公司在 PERC+和 TOPCon 設備實現(xiàn)突破，背鈍化技術氧化鋁鍍膜設備研發(fā)已形成批量生產銷售，TOPCon 電池工藝技術鈍化設備研發(fā)已進入工藝驗證階段。風險提示：公司新產品推廣不及預期，設備降價幅度過大，電池片擴產不及預期。圖28 捷佳偉創(chuàng)營業(yè)收入圖29 捷佳偉創(chuàng)歸母凈利潤營業(yè)收入（億元，左軸