2022年光伏電池片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、2022年光伏電池片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析一、光伏電池片設備廠商受益電池技術迭代電池片設備產(chǎn)業(yè)鏈分析 公司所處的晶體硅太陽能設備制造業(yè)系晶體硅太陽能光伏行業(yè)的 配套行業(yè)，受整個晶體硅太陽能光伏行業(yè)景氣程度的影響較大。晶體硅太陽能光伏設備制造業(yè)包 含硅料生產(chǎn)設備、硅片生產(chǎn)設備、電池和組件生產(chǎn)設備、專用材料（鋁漿、封裝玻璃等）生產(chǎn)設 備、光伏系統(tǒng)支持部件生產(chǎn)設備等一系列設備的制造。光伏行業(yè)助力“碳達峰”、“碳中和”，未來有望持續(xù)高景氣 2020 年 9 月 22 日， 在第七 十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，習近平總書記鄭重宣告，中國“二氧化碳排放力爭于 2030 年 前達到峰值，努力爭取 2060 年前

2、實現(xiàn)碳中和”。 2020 年 12 月 12 日，習近平總書記在氣候雄 心峰會上強調(diào)： “到 2030 年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比 2005 年下降 65%以 上，非化石能源占一次能源消費比重將達到 25%左右，森林蓄積量將比 2005 年增加 60 億立 方米，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到 12 億千瓦以上?！痹诳梢灶A見的未來，光伏行業(yè)將 為這一莊嚴宣告持續(xù)貢獻產(chǎn)業(yè)力量，推動中國能源轉(zhuǎn)型和能源發(fā)展。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計， 2020 年全球新增裝機量約為 130GW，在各國政策催化下，未來發(fā)展有望持續(xù)超預期。在這一背 景下，光伏電池片行業(yè)迎來高景氣階段，行業(yè)高景氣周期疊加

3、技術進步將是未來電池片發(fā)展主旋 律。圖：2011-2025 全球光伏新增裝機預測技術進步替代周期性成為光伏行業(yè)核心特征。目前，隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，成本不斷 下降，光伏實現(xiàn)“平價上網(wǎng)”，周期性逐漸減弱。從技術角度講，目前降低成本主要通過提高晶 體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和減少硅用量兩種方式，因此技術進步成為了光伏行業(yè)的核心特征。電池片技術迭代帶來設備更新需求 太陽能電池設備的市場需求主要取決于下游光伏電池 片的技術迭代，光伏電池片目前的發(fā)展階段：從常規(guī)鋁背板 BSF 電池（1 代）PERC 電池（2 代） PERC+電池（TOPCon）（2.5 代）HJT 電池（3 代）IBC 電池（4 代

4、）等。每一次新技術迭 代，光伏電池行業(yè)都會迎來 2-3 年新一輪的擴產(chǎn)周期，進而帶動代表新技術的電池設備的需求。二、技術路線變革帶來光伏電池片產(chǎn)業(yè)發(fā)展PERC 技術，即鈍化發(fā)射極背面接觸，利用 SiNx 或 Al2O3 在電池背面形成鈍化層，作為背 反射器，增加長波光的吸收，同時將 P-N 極間的電勢差最大化，降低電子復合，以提升電池轉(zhuǎn) 化效率。BSF 產(chǎn)線改造升級 PERC 產(chǎn)線相容性高，改造僅需較少資本開支 PERC 技術對常規(guī)電池產(chǎn)線 來說有很好的兼容性，只需在常規(guī)電池的基礎上增加背面的氧化鋁+氮化硅的工藝+激光開槽的工 藝就能夠?qū)崿F(xiàn) PERC 電池的升級。因此，PERC 技術改造只需較

5、少的資本投入就可以獲得效率較高 的提升。PERC 技術受到推崇主要是因為其改良的特征，新增設備投資相對背電極、 HIT 等 N 型 電池技術低得多，一般只需要在普通電池生產(chǎn)線基礎上增加少量設備，轉(zhuǎn)換效率則會有較大幅度 的提升。PERC 替代 BSF 過程超預期 2019 年新建電池產(chǎn)線均采用 PERC 技術，并且部分電池企業(yè)對老 舊電池產(chǎn)線進行技改，使得 2019 年 PERC 電池技術迅速反超 BSF 電池，占據(jù)了超過 65%的市場， 2019 年 BSF 電池市場占比約為 31.5%，較 2018 年下降 28.5%。2020 年，PERC 電池電池片市場占 比超預期進一步提升至 86.4

6、%，而常規(guī)電池片（BSF 電池）市場占比下降至 8.8。PERC 電池技 術替代 BSF 電池技術超預期的原因有二，一是 PERC 電池片效率遠超 BSF 電池片，二是 PERC 僅 需在 BSF 產(chǎn)線上進行改造升級。圖：2020 年各種電池技術占比趨勢預測隧穿氧化層鈍化接觸（tunnel oxide passivated contact，TOPCon）太陽能電池，是 2013 年在第 28 屆歐洲 PVSEC 光伏大會上德國 Fraunhofer 太陽能研究所首次提出的一種新型鈍化接觸 太陽能電池。首先在電池背面制備一層 1-2nm 的隧穿氧化層，然后再沉積一層摻雜多晶硅，二者 共同形成了鈍

7、化接觸結(jié)構，為硅片的背面提供了良好的界面鈍化。TOPCon 工藝路徑與 PERC 兼容性較好，理論極限效率最高 從工藝兼容性上看TOPCon 與PERC 兼容性較好，僅需在 PERC 產(chǎn)線上增加硼擴散、LPCVD（或 PECVD）以及濕法刻蝕機臺。同時根據(jù) ISFH 的測算，TOPCon 電池理論極限效率為 28.7%，十分接近單結(jié)電池的效率極限 29.43%。TOPCon 相較 PERC 優(yōu)勢明顯 TOPCon 電池技術目前電池效率相較于 PERC 高近 1%，同 HJT 目 前相當，組件功率比 PERC 高 15-20W。由于采用 N 型硅片和雙面銀漿，成本高于 PERC，隨著電池 良率提

8、高及高效率帶來的組件成本降低，成本有望低于 0.1 元/W。性能上，TOPCon 技術的組件 雙面率、溫度系數(shù)等優(yōu)于 PERC。同時 N 型 TOPCon 電池組件能與多主柵、半片、疊片技術相配合， 可以實現(xiàn)更高的組件效率。根據(jù)中國光伏協(xié)會數(shù)據(jù)，2020 年 PERC 設備投資額為 2.25 億元 /GW,N-TOPCon 設備投資額為 2.7 億元/GW,GW 級別設備的投資額相較于 PERC 僅增加 20%-30%。HJT 國內(nèi)進程迅速，未來有望超預期 HJT 最早在 1990 年由日本三洋公司成功開發(fā)，在國 內(nèi)發(fā)展發(fā)展時間相對較短。根據(jù)南京航空航天大學沈鴻烈的劃分可以分為五個階段：（1）

9、自由探索期：2010 年之前，中科院電工所王文靜教授團隊、中科院研究生院劉豐珍團 隊、南京航空航天大學沈鴻烈團隊等解決異質(zhì)結(jié)的基本科學問題。（2）政府推動期：2010-2015 年，王文靜、劉正新教授牽頭承擔 2 個中試規(guī)模的 863 項目。 杭州賽昂、宜興上澎等公司開始 20-30MW 級異質(zhì)結(jié)電池的研發(fā)與小規(guī)模量產(chǎn)，解決能不能做出產(chǎn) 品的問題。（3）產(chǎn)業(yè)形成期：2016-2019 年，福建鈞石、國電光伏、泰州中智和山西晉能等企業(yè)開始 對異質(zhì)結(jié)電池進行量產(chǎn)工藝的驗證，并形成 50-100MW 級的異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能，解決能不能規(guī)模生 產(chǎn)的問題。（4）快速發(fā)展期：2020-2023 年，國產(chǎn)設備逐

10、漸成型并使得整線設備投入降低、原輔材料 逐漸形成一定規(guī)模使得價格下降、工藝逐漸掌握與成熟，產(chǎn)線規(guī)模提升至 GW 級別，解決良品率 和穩(wěn)定生產(chǎn)的問題。（5）成熟爆發(fā)期：2023 年及以后，在設備廠商的協(xié)作下，設備國產(chǎn)化并使得整線投入大幅 下降；輔材（低溫銀漿、靶材等）國產(chǎn)化并形成規(guī)模效應，可使得非硅成本較大幅下降。解決繼 續(xù)降本增效的問題。沈鴻烈這五個階段的劃分具備指導意義，目前 HJT 發(fā)展速度基本符合預期。HJT 工藝流程簡單，但不與 PERC 產(chǎn)線兼容。HJT 產(chǎn)線僅有 4 道工藝，即清洗制絨非晶硅鍍 膜TCO 鍍膜絲網(wǎng)印刷、退火、測試，相較于 PERC 和 TOPCon 工藝流程大幅減少

11、。HJT 電池由 于在制備過程中對清潔度的要求高于 PERC 電池，對設備和車間的潔凈度提出了更高的要求，所 以原有的 PERC 產(chǎn)線無法和 HJT 產(chǎn)線進行兼容。HJT 產(chǎn)線平均效率不斷新高，效率提升路徑明確。 HJT 電池的產(chǎn)線平均效率已經(jīng)達到 24 左右，產(chǎn)線良率在 96左右，隨著產(chǎn)線的進一步調(diào)試，現(xiàn)有 HJT 產(chǎn)線平均效率有望提升至 24.5 -25。同時產(chǎn)線效率在 25以上的技術路線已經(jīng)十分明確，即在前后表面使用摻雜微晶硅取代 現(xiàn)有的摻雜非晶硅，可以進一步提升效率。HJT 降本路徑明確，降本有望實現(xiàn)加速。 HJT 發(fā)展上的問題主要集中在設備成本、硅成本、 銀漿消耗量、靶材成本以及工藝

12、成本上，都有其對應的降本路徑。HJT 目前是世界記錄最高的單 晶硅電池，由于采用低溫工藝，適合超薄電池發(fā)展；國產(chǎn)設備正在對進口設備進行迅速替代，根 據(jù)中科院電工所王文靜教授的估計，2021 年 HJT 設備投資額將下降至 4 億元/GW;低溫銀漿國產(chǎn) 替代也在迅速進行，包括帝科股份、蘇州固锝（子公司蘇州晶銀）、聚和股份、江蘇連銀（連城 數(shù)控子公司）在內(nèi)的廠家對銀漿成本的下降進行努力，同時高精度絲網(wǎng)印刷和激光轉(zhuǎn)印技術致力 于減少銀漿消耗量。隨著新技術迭代及高景氣周期持續(xù)，未來電池片設備行業(yè)空間呈上升趨勢，2023 年行業(yè)空 間超過 200 億元。核心假設：（1）2021 年受硅料價格上漲影響，產(chǎn)能利用率下滑，同時裝機量按照保守預期為 150