【研报】国金证券---高效太阳能电池系列深度(二)-新技术快速渗透,催生辅材发展新机遇VIP专享VIP免费

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市场数据(人民币)
市场优化平均市盈率 18.90
国金电力设备与新能源指数 1734
沪深 300 指数
4156
上证指数 3240
深证成指 11913
中小板综指 12297
相关报告
1.FCV 单月上千已兑现,全年装机量突破
历史新高》2023.1.16
2.《电力设备与新能源行业周报:产业链价
格反弹如期而至,组件集采报... 》,
2023.1.15
3.《电力设备与新能源行业周报:基本面剧
烈波动近尾声,后续积极信号... 》,
2023.1.8
4.2022 年风电招标规模达 95GW-风电月
度报告》2023.1.5
5.《年末降价压力释放完毕Q1 价格企稳
迎放量-新能源与电力设备行...》, 2023.1.2
姚遥
分析师 SAC 执业编号:S1130512080001
(8621)61357595
yaoygjzq.com.cn
张嘉文 联系人
zhangjiawengjzq.com.cn
新技术快速渗透,催生辅材发展新机遇
——效太阳能电池系列深度(二
行业观点
随新型电池技术降本增效快速推进2022 TOPConHJTxBC、钙钛
矿等新电池技术扩产规模、研发进展超市场预期,我们预2023
TOPCon 扩产规模 150-200GWHJT 扩产规模 60GW 以上。在新型高效电
池加速扩产的背景下,电技术的演对配套的辅材耗材均有大的
响,并催生辅材、耗材领域新的市场机遇和投资机会
胶膜:POE 树脂供给紧张,新型封装方案方兴未艾PERC 组件相比,
N型组件PID 问题突出、对水汽更敏感、对紫外敏感,对封装胶膜要求
高。POE 胶膜抗 PID 性能好,更符合 TOPCon 组件封装要求,但目前 POE
树脂尚未实现国产化,供给相对限。我们测算了 TPOCon 组件不同封装
方案对 POE EVA 树脂的需求,预计 2023 EVA 树脂需求 137~154
吨,考虑流通库存后供给170~196 万吨)或出现阶段性紧张;POE 树脂
需求 40~55 万吨,考虑流通库存后供给(40~50 万吨)较为紧张,胶膜厂
POE 树脂的保供能力将成为关键竞争要素。此外,组件及胶膜企业积极
研发储备新型封装方案,产品研发实力强的企业或能提升盈利及份额
璃:钙钛矿技术星大海TCO 璃空间广阔钙钛矿是研发热度较高
的下一代光伏技术方向TCO 玻璃为钙钛矿组件的重要配件,成本占比较
。光伏 TCO 玻璃生产需拥有成熟的超白浮法玻璃产线和 TCO 配方、镀膜
工艺,具备 TCO 玻璃量产能力的企业有望充分受益钙钛矿的产业化进程。
焊带:新技术推动封装工艺迭代产品升级方向明确焊带产品技术升级趋
势明显,圆形焊带、异形焊带随电池技术及图形化工艺加速迭代,未来 2-3
年将加速放量,头部厂商有望充分受益技术加速迭代带来新产品放量。
接线盒:芯片接线盒高电流优势显著,分布式助力智能接线盒推广。组件
尺寸、大功率提高接线盒额定电流要求,分体式接线盒、片接线盒优势凸
显,相关技术掌握娴熟的企业或可获得超额收益、提升市占率。此外,分布
式占比提升或助力集成优化器及关断器的智能接线盒推广。
坩埚/高纯石英砂N型硅片坩埚耗量更高,N型放量或将加剧高纯石英砂及
石英坩埚供需紧张,产能增速较快的石英坩埚企业有望充分享受产量增长
金刚线:金刚线细线化趋势明确钨丝细线化空间大,但钨丝母线生产难度
较大成本高。钨丝母线价格和线径对金刚线经济性有较大影响,考虑到线
径具有理论极限,钨丝母线价格下降将成为钨丝金刚线实现经济性的核心
热场:N型硅片对热场纯度要求更高,具备低成本获得高纯度热场产品技术
的热场企业将充分受益
投资建议
新型电池技术加速渗透,催生辅材、耗材产生新的市场机遇,相关产品及
术领先的企业或将获得市占率及盈利能力的快速提升,建议关注 POE 类胶
膜、POE 树脂、TCO 玻璃圆形/异形焊带、芯片接线盒等技术领先的
业。推荐组合:福斯特、海优新材、金晶科技、欧晶科技、通灵股份(完整
推荐组合详见正文各章节)
风险提示
需求低于预期;行业产能无序扩张导致竞争加剧;国际贸易恶化
1542
1815
2087
2360
2632
2905
3177
220119
220419
220719
221019
230119
国金行业 沪深300
电力设备与新能源行业研究 买入 (维持评级)
)
度研究
2023 01 19
能源与电力设备组
证券研究报告
行业深度研究
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目录
1 新型电池技术加速渗透,行业主流趋势明确 .................................................5
2 胶膜/树脂:POE 树脂供给紧张,新型封装方案方兴未艾 .............................7
2.1 N型组件封装:抗 PID、抗水汽、抗紫外线要求更高 .............................7
2.2 光伏胶膜市场:EVA 胶膜为主,POE 胶膜具有性能优势......................10
2.3 不同封装方案下光伏树脂供需测算:2023POE 树脂供应紧张 .........14
2.4 新型封装方案: UV 转光胶膜、EVA+丁基胶、改良 EVA 等快速发展 ...15
2.5 投资建议 .............................................................................................17
3 玻璃:钙钛矿技术星辰大海,TCO 玻璃空间广阔 .......................................18
3.1 TCO 玻璃:钙钛矿组件最为重要的配件之一,成本占比较高 ...............18
3.2 光伏 TCO 玻璃:在线镀膜生产为主,国内掌握量产技术的企业较少....20
3.3 投资建议 .............................................................................................21
4焊带:新技术推动封装工艺变化,焊带技术升级方向明确 ..........................21
5 接线盒:芯片接线盒高电流优势显著,分布式助力智能接线盒推广 ............24
6 石英坩埚:N型硅片放量提升坩埚耗量 ......................................................26
7 金刚线:钨丝助力金刚线细线化推进,降本为提升渗透率关键 ...................27
7.1 细线化是硅片新发展趋势下的必由之路 ................................................27
7.2 钨丝金刚线细线化空间更大,但钨丝母线成本高、生产难度较大 .........28
7.3 钨丝金刚线经济性测算:钨丝降本为提升经济性核心...........................30
7.4 投资建议 .............................................................................................31
8 热场:N型热场纯度要求更高 ....................................................................32
9 投资建议 ...................................................................................................32
10 风险提示..................................................................................................34
目录
图表 12022TOPCon 扩产超预期 ............................................................5
图表 22022HJT 扩产超预期 ...................................................................5
图表 3TaiyangNews 全球量产光伏组件产品 TOP10 最高效率榜单...............6
图表 4:双玻组件 PID 漏电流的主要路径........................................................7
图表 5PERC 双面光伏组件的 PID 机理 .......................................................8
图表 6:组件发生 PID 效应的机理(PID-s 衰减)...........................................8
图表 7TOPCon 组件功率衰减主要集中在正面 .............................................8
图表 8:水汽会加快组件多种类型失效............................................................9
图表 9 HJT 电池片暴露在紫外下,比其他种类的电池功率衰减更大 .............9
图表 10:不同类型胶膜特点对比 ..................................................................10
图表 11:中国 EVA 产能、产量与表观消费量(万吨) ................................. 11
图表 12:中国 EVA 进出口量及对外依存度(万吨,% .............................. 11
图表 13POE 胶膜水汽透过率更低 ............................................................. 11
行业深度研究
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图表 14POE 胶膜体积电阻率更高 ............................................................. 11
图表 15POE 胶膜抗 PID 性能更好 .............................................................12
图表 16:全球主要的 POE/POP 树脂生产厂商 .............................................12
图表 17POE 胶膜封装结构 ........................................................................13
图表 18EPE 胶膜封装结构 ........................................................................13
图表 192021 年全球 PVB下游应用领域分布 .............................................13
图表 20:光伏胶膜用树脂供需测算基本假设.................................................14
图表 21 N型组件不同封装方案对应的树脂需求测算(万吨) ....................14
图表 22:不同封装方案下 POE 树脂需求测算(万吨).................................15
图表 23:不同封装方案下 EVA 树脂需求测算(万吨) .................................15
图表 24:含吸潮剂的边缘密封胶可延缓水汽侵入组件的时间 ........................16
图表 25:不同 HJT 封装方案的效率和衰减情况 ............................................16
图表 26:高频率的紫外光转为低频率的可见光机理 ......................................17
图表 27:光转换曲线....................................................................................17
图表 28:钙钛矿电池主体结构示意图 ...........................................................18
图表 29TCO 玻璃示意图 ...........................................................................19
图表 30:主要 TCO 材料对比 .......................................................................19
图表 31:典型钙钛矿组件成本构成(苏州协鑫 100MW 钙钛矿组件) ..........20
图表 32:在线镀膜、离线镀膜对比...............................................................20
图表 33:在线镀膜与 CVD 示意图 ................................................................21
图表 34:离线镀膜 PVD(磁控溅射)示意图................................................21
图表 35:光伏焊带工作原理 .........................................................................22
图表 36:双玻 PERC 组件成本拆分..............................................................22
图表 37:互联焊带与汇流焊带......................................................................22
图表 38:互连焊带、汇流焊带演变趋势........................................................23
图表 39:光伏焊带未来技术趋势 ..................................................................23
图表 40:新型光伏组件对焊带技术要求........................................................23
图表 41:分段焊带示意图.............................................................................24
图表 42:不同尺寸组件对应接线盒额定电流.................................................24
图表 43 IEC61215:2021 对接线盒额定电流的要求 ....................................24
图表 44:分体式接线盒与单体式接线盒特点比较..........................................25
图表 45:快可电子分体式接线盒主要用于大电流组件...................................25
图表 46:通灵股份分体式接线盒占比迅速提高 .............................................25
图表 47:通灵股份分体式芯片接线盒 ...........................................................25
图表 482022 年通灵股份芯片接线盒占比迅速提高.....................................25
图表 49:传统接线盒与智能接线盒功能及成本比较 ......................................26
图表 50:隆基 Hi-MO6 极智家 ......................................................................26
图表 51:硅片薄片化进程预测......................................................................27
图表 52:金刚线母线线径持续下降(μm...................................................28
-1-敬请参阅最后一页特别声明市场数据(人民币)市场优化平均市盈率18.90国金电力设备与新能源指数1734沪深300指数4156上证指数3240深证成指11913中小板综指12297相关报告1.《FCV单月上千已兑现,全年装机量突破历史新高》,2023.1.162.《电力设备与新能源行业周报:产业链价格反弹如期而至,组件集采报...》,2023.1.153.《电力设备与新能源行业周报:基本面剧烈波动近尾声,后续积极信号...》,2023.1.84.《2022年风电招标规模达95GW-风电月度报告》,2023.1.55.《年末降价压力释放完毕,Q1价格企稳迎放量-新能源与电力设备行...》,2023.1.2姚遥分析师SAC执业编号:S1130512080001(8621)61357595yaoy@gjzq.com.cn张嘉文联系人zhangjiawen@gjzq.com.cn新技术快速渗透,催生辅材发展新机遇——高效太阳能电池系列深度(二)行业观点随新型电池技术降本增效快速推进,2022年TOPCon、HJT、xBC、钙钛矿等新电池技术扩产规模、研发进展超市场预期,我们预计2023年TOPCon扩产规模150-200GW,HJT扩产规模60GW以上。在新型高效电池加速扩产的背景下,电池技术的演变对配套的辅材、耗材均有较大的影响,并将催生辅材、耗材领域新的市场机遇和投资机会。胶膜:POE树脂供给紧张,新型封装方案方兴未艾。与PERC组件相比,N型组件因PID问题突出、对水汽更敏感、对紫外敏感,对封装胶膜要求更高。POE胶膜抗PID性能好,更符合TOPCon组件封装要求,但目前POE树脂尚未实现国产化,供给相对受限。我们测算了TPOCon组件不同封装方案对POE及EVA树脂的需求,预计2023年EVA树脂需求137~154万吨,考虑流通库存后供给(170~196万吨)或出现阶段性紧张;POE树脂需求40~55万吨,考虑流通库存后供给(40~50万吨)较为紧张,胶膜厂商POE树脂的保供能力将成为关键竞争要素。此外,组件及胶膜企业积极研发储备新型封装方案,产品研发实力强的企业或能提升盈利及份额。玻璃:钙钛矿技术星辰大海,TCO玻璃空间广阔。钙钛矿是研发热度较高的下一代光伏技术方向,TCO玻璃为钙钛矿组件的重要配件,成本占比较高。光伏TCO玻璃生产需拥有成熟的超白浮法玻璃产线和TCO配方、镀膜工艺,具备TCO玻璃量产能力的企业有望充分受益钙钛矿的产业化进程。焊带:新技术推动封装工艺迭代,产品升级方向明确。焊带产品技术升级趋势明显,圆形焊带、异形焊带随电池技术及图形化工艺加速迭代,未来2-3年将加速放量,头部厂商有望充分受益新技术加速迭代带来的新产品放量。接线盒:芯片接线盒高电流优势显著,分布式助力智能接线盒推广。组件大尺寸、大功率提高接线盒额定电流要求,分体式接线盒、芯片接线盒优势凸显,相关技术掌握娴熟的企业或可获得超额收益、提升市占率。此外,分布式占比提升或助力集成优化器及关断器的智能接线盒推广。坩埚/高纯石英砂:N型硅片坩埚耗量更高,N型放量或将加剧高纯石英砂及石英坩埚供需紧张,产能增速较快的石英坩埚企业有望充分享受产量增长。金刚线:金刚线细线化趋势明确,钨丝细线化空间大,但钨丝母线生产难度较大、成本高。钨丝母线价格和线径对金刚线经济性有较大影响,考虑到线径具有理论极限,钨丝母线价格下降将成为钨丝金刚线实现经济性的核心。热场:N型硅片对热场纯度要求更高,具备低成本获得高纯度热场产品技术的热场企业将充分受益。投资建议新型电池技术加速渗透,催生辅材、耗材产生新的市场机遇,相关产品及技术领先的企业或将获得市占率及盈利能力的快速提升,建议关注POE类胶膜、POE树脂、TCO玻璃、圆形/异形焊带、芯片接线盒等技术领先的企业。推荐组合:福斯特、海优新材、金晶科技、欧晶科技、通灵股份(完整推荐组合详见正文各章节)。风险提示需求低于预期;行业产能无序扩张导致竞争加剧;国际贸易恶化。1542181520872360263229053177220119220419220719221019230119国金行业沪深300电力设备与新能源行业研究买入(维持评级))行业深度研究2023年01月19日新能源与电力设备组证券研究报告行业深度研究-2-敬请参阅最后一页特别声明内容目录1新型电池技术加速渗透,行业主流趋势明确.................................................52胶膜/树脂:POE树脂供给紧张,新型封装方案方兴未艾.............................72.1N型组件封装:抗PID、抗水汽、抗紫外线要求更高.............................72.2光伏胶膜市场:EVA胶膜为主,POE胶膜具有性能优势......................102.3不同封装方案下光伏树脂供需测算:2023年POE树脂供应紧张.........142.4新型封装方案:UV转光胶膜、EVA+丁基胶、改良EVA等快速发展...152.5投资建议.............................................................................................173玻璃:钙钛矿技术星辰大海,TCO玻璃空间广阔.......................................183.1TCO玻璃:钙钛矿组件最为重要的配件之一,成本占比较高...............183.2光伏TCO玻璃:在线镀膜生产为主,国内掌握量产技术的企业较少....203.3投资建议.............................................................................................214焊带:新技术推动封装工艺变化,焊带技术升级方向明确..........................215接线盒:芯片接线盒高电流优势显著,分布式助力智能接线盒推广............246石英坩埚:N型硅片放量提升坩埚耗量......................................................267金刚线:钨丝助力金刚线细线化推进,降本为提升渗透率关键...................277.1细线化是硅片新发展趋势下的必由之路................................................277.2钨丝金刚线细线化空间更大,但钨丝母线成本高、生产难度较大.........287.3钨丝金刚线经济性测算:钨丝降本为提升经济性核心...........................307.4投资建议.............................................................................................318热场:N型热场纯度要求更高....................................................................329投资建议...................................................................................................3210风险提示..................................................................................................34图表目录图表1:2022年TOPCon扩产超预期............................................................5图表2:2022年HJT扩产超预期...................................................................5图表3:TaiyangNews全球量产光伏组件产品TOP10最高效率榜单...............6图表4:双玻组件PID漏电流的主要路径........................................................7图表5:PERC双面光伏组件的PID机理.......................................................8图表6:组件发生PID效应的机理(PID-s衰减)...........................................8图表7:TOPCon组件功率衰减主要集中在正面.............................................8图表8:水汽会加快组件多种类型失效............................................................9图表9:HJT电池片暴露在紫外下,比其他种类的电池功率衰减更大.............9图表10:不同类型胶膜特点对比..................................................................10图表11:中国EVA产能、产量与表观消费量(万吨).................................11图表12:中国EVA进出口量及对外依存度(万吨,%)..............................11图表13:POE胶膜水汽透过率更低.............................................................11行业深度研究-3-敬请参阅最后一页特别声明图表14:POE胶膜体积电阻率更高.............................................................11图表15:POE胶膜抗PID性能更好.............................................................12图表16:全球主要的POE/POP树脂生产厂商.............................................12图表17:POE胶膜封装结构........................................................................13图表18:EPE胶膜封装结构........................................................................13图表19:2021年全球PVB下游应用领域分布.............................................13图表20:光伏胶膜用树脂供需测算基本假设.................................................14图表21:N型组件不同封装方案对应的树脂需求测算(万吨)....................14图表22:不同封装方案下POE树脂需求测算(万吨).................................15图表23:不同封装方案下EVA树脂需求测算(万吨).................................15图表24:含吸潮剂的边缘密封胶可延缓水汽侵入组件的时间........................16图表25:不同HJT封装方案的效率和衰减情况............................................16图表26:高频率的紫外光转为低频率的可见光机理......................................17图表27:光转换曲线....................................................................................17图表28:钙钛矿电池主体结构示意图...........................................................18图表29:TCO玻璃示意图...........................................................................19图表30:主要TCO材料对比.......................................................................19图表31:典型钙钛矿组件成本构成(苏州协鑫100MW钙钛矿组件)..........20图表32:在线镀膜、离线镀膜对比...............................................................20图表33:在线镀膜与CVD示意图................................................................21图表34:离线镀膜PVD(磁控溅射)示意图................................................21图表35:光伏焊带工作原理.........................................................................22图表36:双玻PERC组件成本拆分..............................................................22图表37:互联焊带与汇流焊带......................................................................22图表38:互连焊带、汇流焊带演变趋势........................................................23图表39:光伏焊带未来技术趋势..................................................................23图表40:新型光伏组件对焊带技术要求........................................................23图表41:分段焊带示意图.............................................................................24图表42:不同尺寸组件对应接线盒额定电流.................................................24图表43:IEC61215:2021对接线盒额定电流的要求....................................24图表44:分体式接线盒与单体式接线盒特点比较..........................................25图表45:快可电子分体式接线盒主要用于大电流组件...................................25图表46:通灵股份分体式接线盒占比迅速提高.............................................25图表47:通灵股份分体式芯片接线盒...........................................................25图表48:2022年通灵股份芯片接线盒占比迅速提高.....................................25图表49:传统接线盒与智能接线盒功能及成本比较......................................26图表50:隆基Hi-MO6极智家......................................................................26图表51:硅片薄片化进程预测......................................................................27图表52:金刚线母线线径持续下降(μm)...................................................28行业深度研究-4-敬请参阅最后一页特别声明图表53:金刚线母线线径(μm)与最小破断力(N)的关系........................29图表54:主要金刚线企业钨丝金刚线产品研发及量产进度............................29图表55:钨丝生产流程................................................................................29图表56:钨丝、碳丝母线与金刚线产品价格对比(元/km).........................30图表57:钨丝金刚线性价比测算(以182硅片为例)..................................30图表58:钨丝母线价格和线径对钨丝切割经济性(元/W)的敏感性分析......31图表59:碳化硅涂层的制备技术..................................................................32图表60:核心标的估值表(元/股、亿元,股价截至2023年1月19日收盘)....................................................................................................................34行业深度研究-5-敬请参阅最后一页特别声明1新型电池技术加速渗透,行业主流趋势明确2022年光伏新型电池技术快速发展,从扩产角度看,年内TOPCon(年初预期40-60GW)、HJT(年初预期20-30GW)、HPBC/IBC扩产均超出市场预期;从电池效率角度看,研发布局较为领先的企业在新技术增效方面已经开始进行更为深入的探索,TOPCon技术中开始导入激光掺杂进一步提效,HJT技术中导入单/双面微晶、靶材优化、后续电镀等提效,较PERC电池量产效率的领先幅度进一步扩大。图表1:2022年TOPCon扩产超预期图表2:2022年HJT扩产超预期来源:各公司公告、公众号等,国金证券研究所整理来源:各公司公告、公众号等,国金证券研究所整理图表3:新型电池技术转换效率持续快速提升来源:各公司公告,国金证券研究所绘制公司新增产能(GW)核心设备选型中来4杰太、拉普拉斯晶科32拉普拉斯晶澳6.5捷佳等阿特斯7.5捷佳(湿法、PE-Poly)天合8捷佳(70%),赛睿达一道14拉普拉斯等捷泰18拉普拉斯润阳12捷佳(PE-Poly)三一1-通威7.5捷佳(PE-Poly)沐邦高科10捷佳(PE-Poly)聆达股份5捷佳(整线)总计125.5公司新增产能(GW)核心设备供应商东方日升5.2迈为、钧石爱康1.2迈为华晟10迈为、理想万里晖金刚玻璃4.8迈为浙江润海新能源1.8迈为某新进入者1.2迈为海外(REC)4.8迈为宝馨科技2迈为国晟新能源1钧石总计32行业深度研究-6-敬请参阅最后一页特别声明在TaiyangNews2022年12月和2021年12月光伏组件量产产品TOP10效率榜单中,可以看到一个明确的趋势,无论是HJT、TOPCon还是xBC路线,组件效率均远超当前主流PERC产品,最新的全球组件最高效率榜单TOP10中已不再出现PERC组件的身影。图表3:TaiyangNews全球量产光伏组件产品TOP10最高效率榜单2022年12月2021年12月公司技术效率(%)公司技术效率(%)LONGi(隆基)HPBC22.8MaxeonIBC22.7MaxeonIBC22.8Jolywood(中来)TOPCon22.53JinkoSolar(晶科)TOPCon22.65LGIBC22.3Huasun(华晟)HJT22.53JinKo(晶科)TOPCon22.26Jolywood(中来)TOPCon22.53RECHJT21.9Akcome(爱康)HJT22.5MeyerBurgerHJT21.8CanadianSolarHJT22.5MegasolTOPCon21.62JASolar(晶澳)TOPCon22.4CanadianSolarPERC21.6SPIC(国电投)IBC22.3SuntechPERC21.6RECHJT22.3Talesun(腾晖)PERC21.6来源:TaiyangNews、国金证券研究所从头部组件及电池厂商的产能规划及实际落地产能来看,TOPCon无疑已成为当前行业内高效电池技术扩产的最主流选择,晶科、钧达等布局较快的厂商已经开始兑现超额盈利。HJT在2022年由于新产线爬产时间较长、银包铜尚未完全导入等因素,年内大部分时间尚未实现盈利,但2022年底有望实现毛利转正,预计2023年将逐步出现盈利拐点、成本拐点及大厂扩产拐点,扩产有望提速。xBC技术由于技术难度高、良率较TOPCon及HJT稍低,效率优势尚未完全体现,但隆基、爱旭等在电池环节研发实力较强的企业已经开始量产布局,考虑到分布式市场的空间广阔、盈利水平高,预计后续产能将会进一步扩张。钙钛矿是较晶硅电池拥有更高理论极限效率的技术路线,目前单结钙钛矿电池最高实验室效率记录已达到25.2%,钙钛矿与晶硅叠层电池的效率已达到32%,理论上可提升至45%以上,远超晶硅电池理论效率极限,是目前业内研发热度较高的下一代光伏技术方向。但由于产品材料配方、量产工艺路径等核心要素尚未定型,且在野外实证环境下的运行稳定性仍有待验证,我们判断短期内钙钛矿投入大规模商用的可能性较低。近两年国内外多家钙钛矿研发企业逐步进入中试阶段,并将在近几年从中试走向量产,一级市场相关企业投融资热度较高,部分企业开始对小规模试点项目的批量出货。我们预计2023年TOPCon扩产规模150-200GW,HJT扩产规模60GW以上。在新型高效电池扩产加速的背景下,电池技术的演变对配套的辅材、耗材均有较大的影响,并将催生辅材、耗材领域新的市场机遇和投资机会。行业深度研究-7-敬请参阅最后一页特别声明2胶膜/树脂:POE树脂供给紧张,新型封装方案方兴未艾2.1N型组件封装:抗PID、抗水汽、抗紫外线要求更高光伏封装胶膜为光伏组件中玻璃、电池和背板之间的粘结材料,位于电池片上下两侧,主要作用包括:1)粘结:粘结光伏电池片和玻璃、背板;2)透光:使电池和玻璃之间达到光耦合,以保证太阳辐射透过率超过90%,并在20~30年甚至更长的使用过程中,组件的最大光损失不超过5%;3)保护:作为电池和其他元件的物理隔离,保护电池电路不受组件使用环境中不良因素的影响4)支撑:在组件生产、存储、安装和使用过程中起到结构支撑和定位电池的作用;5)绝缘:保持电池和其他元件间的电绝缘。因此,光伏胶膜需要具有粘结性好、高透光性、抗紫外湿热黄变性等特点。与PERC组件相比,N型组件对水汽更敏感、PID问题突出(TOPCon)、对紫外敏感(HJT),对封装胶膜有更高的要求。TOPCon组件封装要求:抗PID要求高、抗水汽要求高PID效应(PotentialInducedDegradation)全称为电势诱导衰减,是太阳能电池长期受到一定外电压时发生功率衰减的现象,主要由于电池片和组件其他部分(如玻璃或铝边框)之间产生高电势差导致负离子和正离子迁移,迁移后负离子通过接地的铝边框流出,而正离子(钠离子Na+)则迁移富集到电池片表面减反层,导致钝化效果恶化,引发衰减。图表4:双玻组件PID漏电流的主要路径来源:林洋光伏,国金证券研究所目前PERC双面组件主要存在两种PID机理:1)PID-s衰减(PID-shunt分流):钠离子Na+在电场作用下穿过玻璃和胶膜,聚集在电池片表面膜层,再铜鼓扩散的形式进入填充在硅晶体的缺陷(位错)中,并穿过PN结,形成PN结两端的漏电流通道;2)PID-p衰减(PID-polarization极化),背玻中的Na+快速聚集到电池片背面膜层,吸引背面少子和背面原有的带负电钝化层氧化铝,导致钝化效果恶化。目前业界针对缓解PERC正面PID-s衰减的措施已较为成熟(如适当提高SiNx层的折射率、增加SiO2层),且铝栅线的背钝化工艺使PERC双面太阳电池的背面对PID更为敏感,因此,目前针对PERC双面光伏组件PID的研究热点大部分聚焦在其背面。行业深度研究-8-敬请参阅最后一页特别声明图表5:PERC双面光伏组件的PID机理来源:《光照恢复处理对采用不同封装材料的p型PERC双面光伏组件PID的影响》,国金证券研究所TOPCon组件PID问题更为突出,正面PID衰减更大。由于电池结构不同,TOPCon组件主要存在三种PID机理:1)与PERC类似的正面PID-s衰减;2)正面PID-p衰减:正面玻璃中Na+快速涌入膜层,原本钝化层Al2O3的负电被Na+吸引,导致正面钝化效果恶化;3)背面PID-s衰减:背面玻璃中Na+快速涌入膜层,并穿过PN结,形成PN结两端的漏电流通道。由于TOPCon组件正面具有PID-s和PID-p衰减,其正面PID衰减大于背面衰减,且TOPCon组件因漏电阳离子离PN结更近,PID问题更突出。因此,TOPCon组件封装对抗PID性能要求更高。图表6:组件发生PID效应的机理(PID-s衰减)来源:林洋光伏,国金证券研究所图表7:TOPCon组件功率衰减主要集中在正面来源:《ENGAGETMPVPOE胶膜对双面光伏组件长期可靠性的影响》,国金证券研究所行业深度研究-9-敬请参阅最后一页特别声明光伏组件失效一般包括初期失效、中期失效和后期失效,水汽进入会造成组件内部金属部件脱落,PID、焊带等多种类型的组件失效也与水汽进入有关。TOPCon正面主栅为银浆、细栅为银铝浆,银铝浆对水汽更为敏感,水汽进入后会造成电池片周围栅线发黑和功率衰减现象。因此,TOPCon组件对水汽更为敏感,对正面封装材料阻水性能要求更高。图表8:水汽会加快组件多种类型失效来源:林洋光伏,国金证券研究所HJT组件封装要求:粘贴力强,阻水、抗酸要求高,抗紫外要求高HJT电池结构较为特殊,表面为TCO膜层,与传统封装胶膜粘粘力较弱,同时对水汽特别敏感,因此要保证HJT电池封装材料的阻水性及粘连力。此外,由于当前HJT技术非硅成本较高,后续银包铜浆料替代传统低温银浆将成为HJT重要降本手段,而铜栅线容易受大气环境中微量的氧气、水汽、有机酸(醋酸)的氧化和腐蚀,导致电池出现效率加速衰减等可靠性问题,预计后期HJT组件封装将对阻水、抗酸提出更高的要求。HJT电池使用非晶或微晶硅,表面因Si-H基团更容易遭受紫外辐照而被破坏产生缺陷,导致组件功率衰减。美国SLAC和NREL团队2022年发表在PHOTOVOLTAICS上的论文显示,HJT电池片暴露在紫外下比其他种类的电池功率衰减更大。因此,HJT组件对抗紫外的要求更高。图表9:HJT电池片暴露在紫外下,比其他种类的电池功率衰减更大来源:《UV-induceddegradationofhigh-efficiencysiliconPVmoduleswithdifferentcellarchitectures》,国金证券研究所行业深度研究-10-敬请参阅最后一页特别声明2.2光伏胶膜市场:EVA胶膜为主,POE胶膜具有性能优势目前光伏胶膜主要分为EVA胶膜、POE胶膜、共挤胶膜(如EPE胶膜)、PVB胶膜等。图表10:不同类型胶膜特点对比胶膜类型图示主要原料优点缺点应用场景配方透明EVA胶膜EVA树脂技术成熟且成本低,高粘附特性,满足封装材料透光、可粘接、耐紫外及高温等要求反射性差;透水率高,易产生PID现象普通单面组件正背面封装(对性能要求不高)99%EVA树脂+交联剂+增粘助剂+抗老化助剂白色EVA胶膜EVA树脂反射率高,提升组件效率;抗湿热老化及紫外老化能力较强抗PID性能差单面组件背面封装90%EVA树脂(双玻改为低熔脂EVA树脂)+白色填料POE胶膜POE树脂优异的水汽阻隔性、抗PID性能、抗老化性能价格高单晶PERC双面组件、N型电池组件,尤其是双玻组件99%POE树脂+交联剂+增粘助剂+抗老化助剂多层共挤EPE胶膜EVA树脂+POE树脂透水率低,接近同等厚度EVA胶膜的1/5,可大幅度提升组件耐候性能;抗PID性能好;相较POE胶膜成本较低价格高有耐高温高湿、高抗PID要求的单玻组件,PERC双面、N型双面等高效双玻组件EVA树脂+POE树脂+交联剂+增粘助剂+抗老化助剂PVB胶膜PVB树脂优异的机械强度和很强的粘接性能,安全性高透光性、阻水性差、价格高建筑BIPV幕墙玻璃PVB树脂+增塑剂+铯钨青铜+丙二醇甲醚醋酸酯+乙酸钾+乙醇来源:海优新材招股说明书等,国金证券研究所EVA胶膜:目前主流封装材料,加工属性好、供给较充足,但抗PID性能较差。EVA胶膜是以EVA树脂(乙烯-醋酸乙烯共聚物)为主要原料,通过添加多种助剂改性,经熔融加工成型的胶膜。由于加工性能好、供给充足且成本较低,EVA胶膜为目前主流的光伏封装胶膜。特点1:加工属性好。EVA树脂为极性材料,在加工为EVA胶膜的过程中更容易与极性助剂融合,且具有出色的熔体流动性和低加工温度,加工属性好。特点2:国产替代持续推进,供给较为充足,具有一定成本优势。2022年起国内新增EVA产能逐步释放,国产EVA树脂供给迅速增长,国内EVA产量从2014年的35.27万吨增加到2022年的167.55万吨,2022年上半年进口依存度已下降至42.4%。目前光伏EVA胶膜产能几乎都集中在国内,考虑到国产原料供给的便利性和经济性,光伏级EVA树脂国产替代快速推进,光伏EVA树脂供应稳定性、经济性优势凸显。行业深度研究-11-敬请参阅最后一页特别声明图表11:中国EVA产能、产量与表观消费量(万吨)图表12:中国EVA进出口量及对外依存度(万吨,%)来源:金联创资讯,卓创资讯,国金证券研究所来源:卓创资讯,国金证券研究所特点3:稳定性差。醋酸乙烯酯基团使EVA胶膜容易因紫外光和湿热氧化导致降解老化,表现为胶膜的黄变及脱层,影响组件效率及使用寿命。特点4:抗PID性能差。EVA材料中醋酸乙烯酯基团具有亲水性,组件边缘水汽进入后EVA易发生水解生产醋酸,醋酸与玻璃反应生成大量自由移动的钠离子,玻璃表面的钠离子通过封装材料迁移至电池表面,与电池片表面的银栅线发生电腐蚀反应,从而腐蚀电池栅线,导致串联电阻升高、组件性能衰减。POE胶膜:水汽透过率低、体积电阻率高、抗PID性能好,更符合N型组件封装要求,但加工属性较差、POE树脂供给有限。POE指聚烯烃弹性体,是由乙烯与α-烯烃(以4~8个碳的α-烯烃为主,如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)共聚得到的无规共聚物,具有优异的物理力学性能、良好的低温性能、优异的耐热老化和抗紫外线性能,主要用于PP和PE的共混改性,下游包括汽车、建筑、机械、光伏等多个领域。POE胶膜以POE树脂为主要原料,添加多种助剂改性后经熔融加工成型。由于POE树脂的性能优势,POE胶膜具有水汽透过率低、抗PID性能好等多种优势,目前广泛应用于双玻组件、N型组件的封装。特点1:水汽透过率低、体积电阻率高、抗PID性能好。POE树脂为非极性材料,不能和水分子形成氢键,也不会像EVA等含极性基团(醋酸乙烯酯基团)的材料一样吸附水汽,水汽透过率更低。此外,POE胶膜的体积电阻率高,且随着温度升高,POE胶膜体积电阻率降幅较EVA胶膜更小。这些特点使得POE胶膜可以很大程度上阻隔正电荷离子(如Na+)向电池片表面迁移的速率,一定程度上降低PID效应,抗PID性能更好。图表13:POE胶膜水汽透过率更低图表14:POE胶膜体积电阻率更高样品水汽透过率(g/m2/d)ENGAGETMPVPOE胶膜3.3EVA胶膜34来源:《ENGAGETMPVPOE胶膜对双面光伏组件长期可靠性的影响》,国金证券研究所来源:《光照恢复处理对采用不同封装材料的P型PERC双面光伏组件PID的影响》,国金证券研究所050100150200250产能产量表观消费量42.4%0%10%20%30%40%50%60%70%80%050100150200250出口量进口量表观消费量进口依存度(%,右轴)行业深度研究-12-敬请参阅最后一页特别声明图表15:POE胶膜抗PID性能更好来源:《ENGAGETMPVPOE胶膜对双面光伏组件长期可靠性的影响》,国金证券研究所特点2:加工属性差,具有助剂迁移风险。POE树脂为非极性材料,目前制备胶膜添加的助剂基本为极性助剂,与POE树脂相容性较差,POE胶膜在应用中存在助剂析出、易产生气泡等一系列加工问题,组件层压良率低,且POE胶膜表面光滑易移位,影响组件生产效率。特点3:POE树脂供给紧张,成本较高。POE树脂的生产工艺为溶液聚合,核心技术为高碳α-烯烃(以4~8个碳的α-烯烃为主,如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)及催化剂(茂金属催化剂)的制备,目前国内α-烯烃主要依赖进口,仅具有少量1-丁烯产能,且国内企业尚未完全突破POE催化剂体系,导致POE树脂生产尚未实现国产化。目前陶氏、三井、LG为主要的光伏POE树脂进口商,供给相对有限,供需紧张时成本较高。图表16:全球主要的POE/POP树脂生产厂商生产商商品商标名地址投产年份产能(万吨)DowPOEEngage美国德州1993/200420.0POPAffinity美国路易斯安那州2003/200613.6EPDMVerify西班牙塔拉戈纳20045.5OBCInfuse泰国马塔府20085.0ExxonPOEExact美国路易斯安那州1991/200417.0POEVistamaxx1991/2004MitsuiPOETafmer新加坡裕廊岛2003/200520.0POP2003/2005EPDM2003/2005SKPOESolumer韩国蔚山201517.0SABICPOEFortify2015POPCohere2015BorealisPOEQueo荷兰赫仑20133.0POP2013LGPOELucene韩国丽水20071.0来源:《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》,国金证券研究所行业深度研究-13-敬请参阅最后一页特别声明多层共挤胶膜:抗PID性能较EVA胶膜更优、POE树脂耗量少,但加工难度更高。目前多层共挤胶膜以EPE胶膜为代表,是将EVA树脂和POE树脂共挤熔融加工成型的胶膜。特点1:抗PID性能较EVA胶膜更优,POE树脂耗量少。共挤胶膜将EVA树脂和POE树脂按一定比例共挤熔融,具备POE胶膜的高抗PID性能,且由于外层为EVA材料,PERC双面组件正面可使用EVA胶膜进行封装,“EVA-EPE”封装结构相较于“POE-POE”结构对POE树脂的用量大幅减少,一定程度上可缓解POE树脂供给紧张,降低组件封装成本。特点2:加工难度高。共挤胶膜为多层结构,由于EVA树脂为极性材料、POE树脂为非极性材料,两者相容性较差,界面粘贴力弱,EVA层与POE层的融合存在一定难度。图表17:POE胶膜封装结构图表18:EPE胶膜封装结构来源:海优新材招股说明书,国金证券研究所绘制来源:海优新材招股说明书,国金证券研究所绘制PVB胶膜:强度高,但阻水性能差,主要应用于BIPV封装。PVB胶膜是以PVB树脂为主要原料,通过添加多种助剂改性,经熔融加工成型的胶膜。特点1:机械强度优异,安全性高。PVB胶膜具有优异的机械强度和很强的粘接性能,国家建筑工业标准规定,建筑光伏必须使用PVB胶膜,目前PVB胶膜多用于建筑BIPV幕墙玻璃。特点2:阻水性差、热塑性差,难以应用于传统组件。PVB胶膜透光性、阻水性较差,难以应用于传统组件。此外,PVB热塑性不如EVA,对覆膜机要求更高,设备成本较高。图表19:2021年全球PVB下游应用领域分布来源:MordorIntelligence,国金证券研究所汽车:47%建筑:42%可再生能源:7%其他:4%行业深度研究-14-敬请参阅最后一页特别声明2.3不同封装方案下光伏树脂供需测算:2023年POE树脂供应紧张1.光伏EVA树脂及POE树脂供给:近年光伏EVA树脂供给增量主要为古雷炼化、宝丰能源等新建装置投产及爬坡,预计2023年光伏EVA树脂供给170~196万吨,2024年200~225万吨。目前POE树脂尚未国产化,2023年光伏POE树脂供给增量主要为海外厂商扩产及不同领域的POE树脂产能调配,随万华化学等国产厂商研发推进,2024年国产光伏POE树脂或有增量释放,预计2023年光伏POE树脂供给40~50万吨,2024年增长至60~70万吨。2.光伏胶膜封装需求:随硅料供给释放,光伏组件需求快速增长,预计2023-2024年光伏新增装机360/450GW,对应组件需求约450/567GW。N型技术路线快速发展,预计2023年起TOPCon、HJT、xBC等技术路线均有规模化出货,预计2023-2024年N型组件出货约175/350GW,N型组件渗透率快速提升。预计电池效率提升推动胶膜单耗略下降,胶膜单平克因粒子紧缺持续下降。图表20:光伏胶膜用树脂供需测算基本假设2022E2023E2024E组件需求(GW)光伏交流侧新增装机230360450容配比1.251.251.26光伏组件需求300450567N型组件10175350TOPCon10150250N型BC520HJT2080P型双面组件1257810P型单面组件(含HPBC)165198207胶膜需求单GW组件胶膜用量(亿平/GW)0.1100.1000.098全球胶膜需求(亿平)33.045.055.6胶膜单平克重(g/平)EVA胶膜480440420POE胶膜420400380来源:CPIA、各公司产能规划,国金证券研究所测算由于N型组件对水汽及酸更为敏感、PID问题更为突出(TOPCon),主流N型组件企业都较早探索导入POE胶膜或含POE树脂成分的胶膜作为封装材料,目前量产TOPCon组件以POE胶膜封装为主,各家选型稍有不同;HJT、N型BC组件以POE胶膜或EVA胶膜+丁基胶方案为主。考虑到POE树脂尚未国产化,预计随N型组件大规模量产,组件企业将探索多种封装方案。我们对TOPCon组件不同封装方案进行情景假设,测算POE树脂及EVA树脂的供需情况(假设TOPCon组件封装用共挤胶膜POE树脂含量提升至50%):图表21:N型组件不同封装方案对应的树脂需求测算(万吨)TOPCon封装方案HJT/N型BC封装方案POE树脂EVA树脂2023E2024E2023E2024E需求情景1正POE+反POE目前为POE或EVA+丁基胶,考虑到HJT及N型BC出货占比较低,暂使用50%纯POE、50%EVA+丁基胶方案测算70112121109情景2正POE+反共挤5589137135情景3正POE+反EVA4066154161情景4正共挤+反共挤4066154161情景5正共挤+反EVA2543170186供给---40~5060~70170~196200~225行业深度研究-15-敬请参阅最后一页特别声明来源:产业链调研,国金证券研究所测算在TOPCon组件企业选择不同组件封装方案的假设下,POE树脂及EVA树脂供需情况如下:情景1:POE树脂供给在2023-2024年将出现缺口。情景2:POE树脂供给在2023-2024年将非常紧张。情景3、情景4:考虑到流通库存,POE树脂及EVA树脂供给在2023年偏紧,POE树脂更为紧张。情景5:考虑到流通库存,EVA树脂供给在2023-2024年较为紧张。图表22:不同封装方案下POE树脂需求测算(万吨)图表23:不同封装方案下EVA树脂需求测算(万吨)来源:国金证券研究所测算;来源:国金证券研究所测算;目前TOPCon组件企业多选用双面POE封装方案(情境1),预计2023上半年逐步在反面导入共挤胶膜(情境2)及EVA胶膜(情境3),随技术成熟,后续或将在TOPCon组件正面也逐步导入共挤胶膜(情境4、情境5)。综合考虑组件封装技术发展趋势,预计2023年TOPCon组件胶膜选型更接近情景2和情景3,即2023年EVA树脂需求约137~154万吨,考虑流通库存后或出现阶段性供给紧张;POE树脂需求约40~55万吨,供给较为紧张。预计2024年EVA树脂需求约135~161万吨,总体维持供需均衡;POE树脂需求约66~89万吨,供给持续紧张。2.4新型封装方案:UV转光胶膜、EVA+丁基胶、改良EVA等快速发展考虑到POE树脂供给紧张,组件及胶膜企业积极研发储备新型封装方案,EVA+丁基胶、无酸EVA胶膜、转光胶膜等多种方案快速发展,新产品研发实力强的企业或将提升市场份额及盈利水平。EVA胶膜+丁基胶封边:延缓水汽浸入时间,降低POE树脂用量。组件四周边缘为水汽侵入的主要通道,晶硅组件常用的铝边框和硅胶密封可以阻挡液态水,却不能有效阻隔水汽分子。丁基边缘密封胶是一种电气绝缘、低水汽透过率的粘合剂,采用丁基边缘密封胶对组件边缘封装可显著延缓水汽侵入,保护电池、连接件及透明导电氧化物免受腐蚀和降解,同时增强电气绝缘性能,对抗组件的功率衰减,提升全寿命周期内的发电效率。目前华晟HJT组件已有部分导入EVA胶膜+丁基胶封装方案,考虑到2023年POE树脂供给紧张,若POE胶膜与EVA胶膜价差显著拉大,EVA胶膜+丁基胶的封装方案或将成为HJT组件中POE胶膜的替代封装方案,具体渗透情况需持续跟踪丁基胶阻水性能及性价比。行业深度研究-16-敬请参阅最后一页特别声明图表24:含吸潮剂的边缘密封胶可延缓水汽侵入组件的时间来源:柯耐士,国金证券研究所UV转光胶膜:转光提升HJT组件转换效率。相较PERC电池片,HJT电池表面的Si-H基团更容易遭受紫外辐照而被破坏,HJT电池片在紫外下较其他种类的电池功率衰减更大。目前主流封装方式是使用截止型EPE+截止型EPE,通过过滤紫外光减缓衰减,但组件功率低。赛伍技术推出的UV转光胶膜中的光转物质可将高频率的紫外光转为低频率的可见光,一方面避免HJT电池片因紫外光衰减,同时紫外光转换成的蓝光可提升发电效率。随2023年HJT组件量产出货,UV转光胶膜出货量有望快速提升。图表25:不同HJT封装方案的效率和衰减情况来源:赛伍技术,国金证券研究所行业深度研究-17-敬请参阅最后一页特别声明图表26:高频率的紫外光转为低频率的可见光机理图表27:光转换曲线来源:赛伍技术,国金证券研究所来源:赛伍技术,国金证券研究所改良EVA:高阻水、低酸EVA提升抗PID性能。针对Na+迁移诱发晶硅组件PID效应的机制,EVA胶膜抗PID改性主要包含两个层面:抑制EVA老化、降低EVA封装胶膜内部离子迁移率以阻止Na+迁移引发的PID效应。目前针对这两个层面的研究方向包括改性研制高性能的抗老化EVA封装胶膜、提高体积电阻率以缓解因绝缘不良而导致的漏电等现象。在POE树脂紧缺的背景下,改良EVA胶膜或成为可选方案之一。2.5投资建议胶膜:建议关注POE树脂供应充足、POE胶膜工艺领先的企业。随N型组件推广,未来1-2年POE树脂供给紧张,胶膜厂商的POE树脂保供能力将成为胶膜行业的关键竞争要素,POE树脂供应保障充足、POE胶膜工艺掌握领先的企业具有较强的竞争优势。此外,转光胶膜、丁基胶等新型封装方案或将逐步提升渗透率,新品研发实力强的企业或将快速提升份额及盈利。推荐福斯特、海优新材,建议关注信义储电、赛伍技术、明冠新材、激智科技等。福斯特:POE胶膜市占率绝对领先,POE树脂供应保障优势明显,有望充分受益TOPCon组件放量带来的POE类胶膜需求提升。海优新材:首创共挤胶膜,有望在TOPCon组件用共挤胶膜中持续保持技术优势。EVA树脂:随硅料供给释放推动下游组件需求快速提升,2023年EVA树脂或出现阶段性紧缺,目前EVA树脂价格处于历史低位区间,预计2023年EVA树脂价格及盈利将迎来明显修复,推荐联泓新科,建议关注东方盛虹、荣盛石化等。联泓新科:国内EVA树脂领先企业,光伏料比例较高,有望充分受益EVA树脂价格上涨。POE树脂:目前国内领先企业已启动POE树脂及上游α烯烃、茂金属催化剂的研发及量产进程,若推进顺利,相关企业业绩将有明显增量,建议关注万华化学、鼎际得、卫星化学、岳阳兴长、东方盛虹等。行业深度研究-18-敬请参阅最后一页特别声明3玻璃:钙钛矿技术星辰大海,TCO玻璃空间广阔3.1TCO玻璃:钙钛矿组件最为重要的配件之一,成本占比较高TCO玻璃为钙钛矿电池基片,起机械支撑及保护作用。机械支撑:晶硅电池的主要原材料——硅在自然界中直接可得,但薄膜电池中起主要作用的化合物需要通过化学反应制备,或使用物理沉积获得功能层,这种多层薄膜结构需要依托基础物做机械支撑,目前钙钛矿电池多选择TCO玻璃作为电池基片。目前钙钛矿电池的工艺流程是先将玻璃作为衬底生长TCO薄膜制成TCO玻璃,再根据电池nip/pin结构在TCO薄膜面依次生长功能层,最后用背板玻璃封装形成完整光伏组件,TCO玻璃主要起支撑作用。保护:此外,薄膜电池的所有功能层厚度都在纳米量级,且钙钛矿吸光层对空气中的水和氧极其敏感,TCO玻璃还起到隔绝空气和保护功能层的作用。图表28:钙钛矿电池主体结构示意图来源:知言光电材料,国金证券研究所绘制TCO玻璃由TCO膜层和浮法玻璃组成,透过率、导电性和雾度为主要参数。光谱透过率:由浮法玻璃和TCO膜层共同影响,为了提高转换效率,TCO玻璃要求可见光的透过率>80%。导电性:TCO膜层的导电性取决于方阻(薄膜厚度方向上的电阻密度)大小,RS=ρ(电阻率)/d(膜厚),TCO层越厚方阻越小,导电性能越好,但透过率会变差,因此对TCO玻璃上的膜层厚度选择提出了一定要求。雾度:材料对透射光的散射能力,由浮法玻璃和TCO膜层共同作用。光伏用TCO玻璃要求具有一定的光散射能力以提高电池的光电转换效率。激光划刻性能:在整块浮法玻璃镀上TCO膜层后,钙钛矿企业需划刻掉指定位置的导电氧化物薄膜,使整块TCO玻璃分隔成独立的电池单元,因此TCO玻璃需具备激光划刻性能。耐候性和耐久性:目前晶硅电池的寿命一般可达到25~30年,薄膜电池也要具有良好的耐候性和耐久性,需要起电极和保护作用的TCO玻璃具有耐候性、耐久性和长期稳定性。行业深度研究-19-敬请参阅最后一页特别声明图表29:TCO玻璃示意图来源:《透明导电氧化物镀膜玻璃光伏应用前景》,国金证券研究所绘制TCO膜层起导电和透光的作用,目前光伏TCO玻璃多为FTO材料。透明导电氧化物(TransparentConductiveOxide,TCO)是可以导电的宽禁带半导体材料,在可见光范围的透射率高(80%~90%),电阻率低(10-5~10-4Ω·cm)。TCO薄膜的导电能力由载流子浓度决定,但载流子浓度较低时才能表现出较好的透明度,目前最常见的手段是通过掺杂平衡高透明度和高电导率。目前市场上研究较多的3种光伏用TCO材料分别是FTO、ITO、AZO。FTO:稳定性良好,膜层结合力好,易划刻,但电学性能略差。FTO(SnO2:F)是目前钙钛矿光伏电池使用的主流透明导电材料,虽然材料表面不平整导致其导电性和透光性略低于ITO和AZO,但热稳定和化学稳定性能良好,且成本较低,是现有材料中匹配薄膜光伏市场的最优选择。ITO:导电性最好、透光性最高,但划刻难度高,多用于显示领域。ITO(In2O3:Sn)是目前研究和应用最广泛的透明导电材料,具有高透明性、低电阻率、可低温制备的优点,多被用于显示领域,但受限于成本高、热稳定性差等缺陷,与薄膜光伏匹配度并非最佳。AZO:光电性能最接近ITO,成本低廉,但稳定性欠佳,研究应用尚未成熟。AZO(ZnO:Al)是最有可能取代ITO的透明导电材料,其透射率和电阻率可以媲美ITO,且掺杂后热稳定性明显提高,可用于光伏领域,但目前AZO薄膜化学稳定性差,易腐蚀,无法很好满足光伏电池使用寿命长达25~30年的需求。图表30:主要TCO材料对比FTOITOAZO主体材料SnO2In2O3ZnO掺杂元素FSnAl其他可掺杂元素Sb、As、Nb等Ge、Mo、Ti等Ga、B、In等可见光透过率87%>90%>80%电阻率5×10−4Ω·cm10−5~10−3Ω·cm2×10−4Ω·cm优点稳定性好;光学性能适宜;成本低;易刻蚀导电性能最佳;膜层牢固;硬度高;耐磨无毒;成本低廉;导电性能与ITO相当缺点方阻大;导电性能略差成本高;有毒;化学稳定性差膜层软;寿命短;工业应用不够成熟应用领域薄膜电池电器显示屏非晶硅薄膜电池生产方式在线镀膜离线镀膜离线镀膜来源:《FTO透明导电薄膜表面处理及其复合膜的研究》,国金证券研究所整理由于钙钛矿电池以TCO玻璃为基片,TCO玻璃在钙钛矿组件中成本占比较高,据苏州协鑫,TCO玻璃约占钙钛矿组件成本的32%,相较晶硅组件中玻璃占比大幅提升。行业深度研究-20-敬请参阅最后一页特别声明图表31:典型钙钛矿组件成本构成(苏州协鑫100MW钙钛矿组件)来源:苏州协鑫,国金证券研究所绘制3.2光伏TCO玻璃:在线镀膜生产为主,国内掌握量产技术的企业较少TCO玻璃的生产主要分为浮法玻璃加工段和TCO薄膜生长段,根据两种工艺产线的结合情况,TCO玻璃生产可分为在线镀膜和离线镀膜。在线镀膜是目前光伏用TCO玻璃主流生产方式,成本较低。在线镀膜是指在浮法玻璃生产产线中完成TCO薄膜生长,使用化学法沉积薄膜(CVD),满足大面积镀膜需求,是主流的光伏TCO玻璃生产方式。化学气相沉积将可反应生成薄膜的原材料以气态的方式导入反应室中,在基片表面生成目标材料,目前在线镀膜一般采用常压化学气相沉积法(APCVD),借助玻璃窑炉已有的高温,在约600℃的产线段锡槽上方插入镀膜气体通道,工艺设备相对简单、重复性好,但需要提前制备反应前驱物,对ITO和AZO而言成本较高、技术较难,因此目前市场上的在线镀膜基本为FTO玻璃。离线镀膜是显示用TCO玻璃主流生产方式,镀膜质量更优、材料选择灵活度高、可进行定制化生产,但成本昂贵。离线镀膜是指在浮法玻璃离开窑炉产线之后进行TCO薄膜生长,浮法玻璃生产和镀膜是两条独立的产线,使用物理法沉积薄膜(PVD),依赖于设备的高真空,多用于制备ITO玻璃和AZO玻璃。物理气相沉积是在超高真空环境下使靶材以原子或分子方式沉积在基片表面的薄膜制备技术,氧化物的离线镀膜工艺一般采用磁控溅射的方式,用特定频率的粒子轰击靶材,实现物质原子从靶到衬底的转移,基于物理法对真空度的需求,设备结构相对复杂,价格昂贵,对靶材的制作也提出了一定的要求。但PVD制作的薄膜质量优于CVD,高能粒子沉积时的能量转换增强了薄膜与衬底的附着力,使用物理法还可以更精确地调整材料配比,灵活高效地获得种类丰富的薄膜。图表32:在线镀膜、离线镀膜对比在线镀膜离线镀膜镀膜工艺位置浮法玻璃产线中浮法玻璃产线外应用领域FTO玻璃ITO玻璃、AZO玻璃镀膜工艺CVD(APCVD)PVD(磁控溅射)可见光透过率>90%>80%薄膜生长源前驱物TCO靶材生长温度550~1100℃常温或<600℃反应室压力常压0.1~200mTorr生长速率2-300um/h<1mm/min行业深度研究-21-敬请参阅最后一页特别声明优点成本低;薄膜硬度高灵活度高;膜层质量好缺点薄膜表面略粗糙成本昂贵来源:《集成电路产业全书》,国金证券研究所整理图表33:在线镀膜与CVD示意图来源:NSGEuropeanTechnicalCenter,国金证券研究所图表34:离线镀膜PVD(磁控溅射)示意图来源:《FTO透明导电薄膜的制备及性能研究》,国金证券研究所绘制生产光伏用TCO玻璃需要同时拥有成熟的超白浮法玻璃产线和匹配的TCO配方、镀膜工艺,独立开发周期较长,国内公司相关前沿研发稀缺,目前仅少数企业可进行TCO玻璃量产。3.3投资建议推荐具备TCO玻璃量产能力的企业。钙钛矿是目前业内研发热度较高的下一代光伏技术方向,TCO玻璃作为钙钛矿组件的重要配件,市场空间广阔,具备TCO玻璃量产能力的企业或将充分受益钙钛矿产业化进程。推荐金晶科技,建议关注信义光能、福莱特、亚玛顿等。金晶科技:国内外少数掌握TCO玻璃技术且能量产的企业之一,目前为国内多家钙钛矿中试企业的TCO玻璃供应商,已与国内头部钙钛矿公司纤纳光电签署战略合作协议,计划为其长期供应TCO玻璃,有望充分受益钙钛矿的产业化进程。4焊带:新技术推动封装工艺变化,焊带技术升级方向明确光伏焊带为光伏组件的核心辅材之一,是在铜带表面涂敷锡基焊料形成的复合导电材料,应用于光伏电池片的串联或并联,发挥汇集电流和导电的作用,形成完整的电路回路。其品质优劣直接影响电流收集效率,对组件功率和发电系统效率都有较大影响。据solarzoom数据及我们测算,硅料行业深度研究-22-敬请参阅最后一页特别声明价格16万元/吨时,焊带成本占光伏组件总成本/辅材成本的4%/8.6%,技术升级所带来的成长空间较为广阔。图表35:光伏焊带工作原理图表36:双玻PERC组件成本拆分来源:宇邦新材招股说明书,国金证券研究所来源:Solorzoom,国金证券研究所测算;使用硅料价格16万元/吨测算光伏焊带按产品应用方向可分为互连焊带和汇流焊带,互连焊带用于连接光伏电池片,收集、传输光伏电池片电流,作为太阳能电池的导电引线带,直接焊接在电池正面栅线和背面栅线,连接相邻电池片的正负极,形成串联电路,将光伏发电的电能输送到汇流焊带。汇流焊带用于连接光伏电池串及接线盒,传输光伏电池串电流,众多电池串通过汇流焊带连接起来以实现完整电路。图表37:互联焊带与汇流焊带来源:宇邦新材招股说明书,国金证券研究所焊带产品向适应多主栅化、细线化发展。目前光伏焊带技术发展专注于提升焊带的力学性能,以及通过优化焊带的表面结构、外观尺寸等降低焊带电阻率,增加电池片受光总量,提升光伏组件功率。电池栅线从2018年以前的2BB-5BB发展到目前主流的MBB,焊带也跟随从最初的压延涂锡扁焊带发展到如今的圆形焊带、异形焊带等,互连焊带平均宽度从2BB时代的2mm降低到现阶段的0.32mm。行业深度研究-23-敬请参阅最后一页特别声明图表38:互连焊带、汇流焊带演变趋势来源:宇邦新材招股说明书,国金证券研究所整理新型组件技术推进适配焊带技术更新迭代。目前市场上主流光伏焊带产品为适用于多主栅组件的MBB焊带,比常规焊带更细更密,有利于减少对电池片的遮光,减少电池功率损失。此外,黑色组件、HJT组件、叠瓦组件、IBC/MWT组件等下游新技术对焊带功能提出了新要求,催化焊带产品升级。互连焊带新型产品包括低电阻焊带、低温焊带和异形焊带,分别适配常规组件、HJT电池组件和多栅组件。汇流焊带新型产品包括折弯焊带、冲孔焊带、黑色焊带,分别适配常规组件、叠瓦组件和全黑组件。此外,高密度封装的普及,也对焊带技术提出了新的要求。通过高密度封装,减少电池片的间距,有利于增加组件有效受光面积,实现更高的发电能量密度提升。图表39:光伏焊带未来技术趋势来源:光伏荟,国金证券研究所整理图表40:新型光伏组件对焊带技术要求互连焊带汇流焊带常规组件低电阻焊带、反光焊带反光焊带、折弯焊带多主栅组件MBB焊带、异形焊带反光焊带、折弯焊带黑色组件黑色焊带黑色焊带HJT组件低温焊带反光焊带、折弯焊带叠瓦组件导电胶互连冲孔焊带IBC/MWT组件导电胶/异形焊带反光焊带、折弯焊带行业深度研究-24-敬请参阅最后一页特别声明来源:宇邦新材招股说明书、同享科技招股说明书,国金证券研究所图表41:分段焊带示意图来源:奥特维,国金证券研究所投资建议:焊带产品技术升级趋势明显,圆形焊带、异形焊带产品随电池技术及图形化工艺同步加速迭代,未来2-3年将加速放量,建议关注受益于新技术加速迭代带来新产品放量的头部焊带厂商宇邦新材。5接线盒:芯片接线盒高电流优势显著,分布式助力智能接线盒推广随着行业降本增效推进,光伏电池效率持续提升,182、210尺寸组件逐步取代166组件成为行业主流。相比于166尺寸组件,182、210组件在工作时形成的电流较高,以600W功率的210尺寸组件为例,其短路电流(Isc)为18.6A,大大高于182及166组件,对配套的接线盒额定电流提出更高要求。按照现行的IEC61215\IEC61730:2021标准进行计算,在考虑双面系数和1.25倍的安全冗余下,两款182组件完美适配额定电流为25A的接线盒,而210尺寸的组件则需要30A的接线盒进行适配,组件大功率对接线盒额定电流的要求逐步提高。图表42:不同尺寸组件对应接线盒额定电流图表43:IEC61215:2021对接线盒额定电流的要求组件类型组件功率组件Isc组件串Voc接线盒额定电流166系列组件450W11.5A16.5V16、18或20A182系列组件530W13.9A16.5V20、22或25A590W13.9A17.9V210系列组件540W18.6A15.1V25或30A600W18.6A13.9V组件类型功率短路电流Isc双面系数φ接线盒最小额定电流隆基Hi-MO科学家182/HPBC600W14.46A70%21.87A晶科TigerNeo182/TOPCon630W14.39A85%22.57A爱康AKiPower210/HJT690W17.17A90%27.26A日升泰坦210/PERC670W18.43A70%27.88A计算公式𝐼𝑠𝑐×(1+30%∙𝜑)×1.25来源:摩尔光伏,国金证券研究所来源:晶科能源官网、solarzoom,国金证券研究所接线盒发展趋势1:电流承载能力较高的分体式接线盒替代单体式接线盒成为行业主流。传统单体式接线盒为每套接线盒一个盒体,盒体内集成三个自动保护器件,其优点是配件较少、生产及安装均较简单,但器件放置较为集中造成接线盒整体的电流承载能力较差。随着行业不断向大功率、大尺寸发展,每套含三个盒体的分体式接线盒迅速取代单体式接线盒成为行业主流,据通灵股份招股说明书,2021年上半年公司分体式接线盒已成为公司主导产品。行业深度研究-25-敬请参阅最后一页特别声明图表44:分体式接线盒与单体式接线盒特点比较接线盒种类图片技术特点优势劣势单体式接线盒每套接线盒中含有1个盒体;1个盒体内放置3个自动化保护器件配件少,结构简洁,生产简单;每个组件配套1个接线盒,安装简单汇流带较长导致串联电阻及物料成本较高,电缆用量较高;自动保护器件的集中放置造成发热量集中,电流承载能力较差分体式接线盒每套接线盒中含有3个盒体;每个盒体中放置1个自动化保护器件电缆及汇流带的使用长度减少,串联电阻及组件发电效率较优;自动保护器件相互分离,发热互不干涉,电流承载能力较高;粘接面积大幅下降,增加双玻双面组件的光照面积分体接线盒含3个盒体,所需生产配件、模具、设备和工装数量增加,生产成本及管理难度较高来源:快可电子招股说明书、通灵股份招股说明书,国金证券研究所图表45:快可电子分体式接线盒主要用于大电流组件图表46:通灵股份分体式接线盒占比迅速提高来源:快可电子招股说明书,国金证券研究所来源:通灵股份公告、招股说明书,国金证券研究所接线盒发展趋势2:芯片接线盒渗透率逐步提升。传统二极管接线盒中,二极管与导电部件连接后通过灌封胶的整体密封;芯片接线盒使用低压封装工艺将自动保护器件二极管中的芯片直接浇注在接线盒内部,并填充各种导热材料以增强其散热效果,从而降低芯片的工作温度,提升芯片的散热能力以及接线盒的电流承载能力。随着接线盒额定电流提高,芯片接线盒可承载电流大、散热性能好、成本低的优势逐步凸显,据通灵股份,其芯片接线盒产品收入占比呈上升的趋势。图表47:通灵股份分体式芯片接线盒图表48:2022年通灵股份芯片接线盒占比迅速提高来源:通灵股份公告,国金证券研究所来源:通灵股份公告,国金证券研究所行业深度研究-26-敬请参阅最后一页特别声明趋势3:分布式光伏占比提升,集成优化器及关断器的智能接线盒或成为接线盒新方向。早年光伏行业主要由大型光伏电站主导,降本增效要求较高,装置选型时成本因素占比较高,而随着应用场景为终端消费者的分布式光伏占比提升,安全、效率在设备选型的考察因素中重要性提升,具备快速关断及效率优化功能的智能接线盒有望实现推广。与传统接线盒相比,智能接线盒集成了智能控制芯片模块,可通过芯片模块实现对组件单板级的远程数据监控、实时功率优化与效率提升、火灾智能快速关断等功能,从而提高光伏系统的安全及效率。但由于智能芯片模块成本较高,智能成本大约在传统接线盒的五倍以上。2022年11月2日,隆基发布Hi-MO6系列组件产品,其中主打智能安全的极智家系列组件预制优化器,从而满足高安全和遮挡优化场景需求,有望成为行业分布式产品新标杆。图表49:传统接线盒与智能接线盒功能及成本比较图表50:隆基Hi-MO6极智家传统二极管接线盒智能芯片接线盒电流输送&旁路保护√√功率追踪(MPPT)—√功率优化&发电效率提升—√远程电流/电压/温度监控—√智能快速关断—√成本智能接线盒成本约为传统接线盒5倍以上来源:快可电子招股说明书,国金证券研究所来源:隆基绿能官网,国金证券研究所投资建议:随行业大尺寸、大功率推进,接线盒额定电流要求逐步提升,分体式接线盒、芯片接线盒优势逐步凸显,相关工艺掌握领先的企业或将获得超额收益及市占率提升,此外,分布式占比提升或助力集成优化器及关断器的智能接线盒推广。推荐通灵股份,建议关注快可电子。通灵股份:首创芯片接线盒,有望凭借芯片接线盒成本、散热、稳定性优势持续提升市占率及盈利能力。6坩埚/高纯石英砂:N型硅片放量提升坩埚耗量在单晶硅片的生产过程中,石英坩埚主要用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒,由于单晶硅片的纯度要求,石英坩埚一次或几次加热拉晶完成后即报废,需要定期更换,属于消耗性器皿。N型硅片相比P型硅片在氧含量、少子寿命、纯度等方面要求更高,若在拉晶过程中引入碳氧杂质,会直接影响硅片的纯度与品质。在拉制N型单晶的过程中,为防止坩埚加热时间过长造成涂层脱落而引入碳氧杂质,更需要及时更换坩埚来减少拉晶过程中引入杂质的机率,因此N型硅片生产过程中单个坩埚的使用时间缩短。此外,目前N型硅棒长晶速度明显低于P型硅棒,单根硅棒对应坩埚耗量明显高于P型。投资建议:N型产品放量提升石英坩埚耗量,或将进一步加剧2023年高纯石英砂及石英坩埚供需紧张,扩产积极、产品品质优势明显的石英坩埚企业有望充分受益。推荐欧晶科技,建议关注石英股份、晶盛机电、天宜上佳。欧晶科技:石英坩埚领先企业,坩埚产能快速扩张,高纯石英砂保供及技术优势保障产品质量,有望迎来量利齐升。行业深度研究-27-敬请参阅最后一页特别声明7金刚线:钨丝助力金刚线细线化推进,降本为提升渗透率关键7.1细线化是硅片新发展趋势下的必由之路硅片切割过程中,切割槽距=硅片厚度+金刚线线径+振动损耗+误差范围,降低硅片生产成本、提高硅片切割出片数有两个方向:1)降低硅片厚度,即硅片薄片化;2)降低金刚线线径,即金刚线细线化。N型技术发展加速硅片薄片化的进程。2021年P型单晶硅片平均厚度约为170μm,目前N型硅片平均厚度约在140~150μm,并有趋势向130~140μm发展,未来将会达到120μm甚至更薄。随着N型电池渗透率快速提升,硅片薄片化将持续推进。1)薄片化助力N型技术降本:由于N型硅片对原料、耗材的品质要求更高,且规模效应不充分,目前N型硅片生产成本较高,硅片减薄可以在面积不变的前提下节省用料,直接降低单GW硅耗。2)相比PERC,降低硅片厚度对TOPCon、HJT等N型电池效率的负面影响较小:硅片厚度减薄会影响其对太阳光的吸收,导致短路电流降低,据相关研究,PERC硅片短路电流和开路电压对厚度敏感,厚度降低到一定程度会影响电池效率。硅片表面是晶格截止面,会不可避免引入大量缺陷,对应的表面能级具有很强的少数载流子复合的能力,容易捕获电子进行复合。N型技术以N型硅片为基材,其中电子作为多子、空穴作为少子(少数载流子),空穴作为少子的N型硅片表面复合速率更低,少子寿命更高,少子寿命对太阳能电池的光电转换效率起着重要作用,N型硅片厚度减薄后虽短路电压降低,但依赖优异的表面复合性能,短路电流的损失可以通过开路电压得到补偿,转换效率基本不受硅片厚度影响。3)HJT技术更适合推进硅片薄片化:HJT电池采用低温制程,硅片减薄后不容易发生翘曲、失效的现象,且整体电池结构对称、工艺流程简洁,极大减少破片率,更符合薄片化趋势。图表51:硅片薄片化进程预测来源:CPIA,国金证券研究所预测细线化是硅片新发展趋势下的必由之路。目前常用的金刚线以高碳钢丝为母线,金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀固结在母线上,形成刀刃起切割作用。金刚线的总线径=母线线径+金刚石微粉颗粒直径,细线化通常是指减小母线线径。1)细线化助力降本:硅片切割过程中,金刚线总线径与产生的硅料损耗直接相关,金刚线线径越细,锯缝越小,切割时产生的锯缝硅料损失越少,相同长度硅棒可切割加工的硅片数量越多。此外,金刚线细线化有助于提高单刀有效切割时间,可实现效率和产能的双重提升,10012014016018020020182019202020212022E2023E2024E多晶硅片P型硅片N型TOPConN型HJT行业深度研究-28-敬请参阅最后一页特别声明长期来看符合光伏行业的降本趋势。据美畅股份招股说明书,金刚线线径每下降10%,硅片出片量增加3%。2)细线化提升切割力:金刚石微粉颗粒含量相同时,母线线径越小则表面积越小,金刚石颗粒的分布密度越高,更有利于切割;在切割过程中,硅粉也更不容易粘在金刚线上,避免影响后续切割力。3)细线化提升切片良率:在金刚线线径不变的情况下,硅片的薄片化、大尺寸趋势会降低切片合格率,更薄的硅片在电池和组件端隐裂、碎片等风险也随之提升。若继续使用线径较粗的金刚线进行切割,往复运动伴随的微小震动会对硅片产生较大的应力,划痕深度增大,对硅片内部的损伤也会加大,影响生产良率。相同工艺下,较小的线径和介质颗粒可以减少加工时对硅片表面的损伤、提高产品良率。图表52:金刚线母线线径持续下降(μm)来源:CPIA,国金证券研究所预测7.2钨丝金刚线细线化空间更大,但钨丝母线成本高、生产难度较大钨丝金刚线特点1:钨丝强度高、破断力大,断线率相同时线径可比碳丝更细。金刚线线径与最小破断拉力成正比,线径下降会降低金刚线的拉伸强度,细线径的金刚线在切割过程中更容易被拉断,为避免断线则需要增加金刚线更换频率,提升金刚线耗量。目前行业内金刚线母线基材为高碳钢丝(由黄丝拉制而成),随着金刚线细线化推进,钢丝线所能承受的最小破断拉力也相应下降,目前领先金刚线产品线径已达35μm及以下,现有钢丝母线细线化程度已逐渐接近物理极限,将难以支撑更新规格产品切割所需张力。钨丝具有强度高、耐磨、受拉力不易变形、寿命长等优点,以掺杂钨丝为母线制作的金刚线具有线径细、抗拉强度高、断线率低、使用寿命长的特点,破断拉力值较同规格碳钢线更高,断线率相同时可具有较碳丝金刚线更细的线径。据聚成科技招股书,目前30μm、28μm等规格的细线径钨丝线产品已成功量产,线径较主流碳丝线(34~36μm)具有明显优势。在硅片大尺寸、薄片化、细线化的趋势下,钨丝线可有效提高切割效率,是母线基材未来发展方向之一。行业深度研究-29-敬请参阅最后一页特别声明图表53:金刚线母线线径(μm)与最小破断力(N)的关系来源:聚成科技招股说明书,国金证券研究所图表54:主要金刚线企业钨丝金刚线产品研发及量产进度公司钨丝金刚线产品研发及量产进度聚成科技截至2022年6月末,公司已经成功量产30线、28线等规格的细线径钨丝线产品岱勒新材截至2022年11月,30~32μm钨丝产品批量出货,28μm钨丝产品小批量供应原轼新材截至2022年6月,使用钨丝母线生产的31线产品实现销售,29线通过小试三超新材截至2022年9月,已有小批量钨丝金刚线的销售高测股份截至2022年10月,自用金刚线主要以34μm金刚线为主,同时有小批量的钨丝金刚线美畅股份截至2022年6月,钨丝目前还未批量生产、供货,更多的是继续深入基础材料的研究来源:各公司公告、聚成科技招股说明书,国金证券研究所钨丝金刚线特点2:钨丝可重复利用,寿命更长。目前碳丝金刚线多为一次性使用,但细钨丝可以重复利用。据公开数据,在单晶硅生产中,钢丝金刚线使用寿命只有2~4次,而钨丝金刚线使用寿命可以达到40次以上。钨丝金刚线特点3:钨丝母线拉拔工艺难度高,生产良率低、价格较高。钨丝母线生产需要APT还原、钨粉压制烧结、钨条旋锻加工、钨棒拉拔等30多道工序。拉拔是制备钨丝母线的重要过程,原料钨棒经拉丝机在高温下多次拉伸至目标线径,拉拔钨丝的拉拔力随钨丝强度增加而呈线性增加,由于金属钨的硬度和脆度较大,拉拔过程中容易出现缩丝和断丝,拉拔工艺难度大。此外,钨丝母线生产流程长、合金配方和拉拔工艺控制等难度较大,钨丝生产成材率较低,目前行业平均成材率仅50%~60%,较碳丝母线具有较大差距(70%~90%),生产成材率较低导致钨丝母线价格较高。图表55:钨丝生产流程来源:中钨高新环评报告,国金证券研究所绘制行业深度研究-30-敬请参阅最后一页特别声明此外,钨丝的密度约19.3g/cm³,碳钢的密度约7.9g/cm3,同样长度的钨丝重量是碳钢的接近2.5倍。据聚成科技,目前钨丝母线价格为碳丝母线价格的4~5倍,钨丝金刚线价格为碳钢丝金刚线价格的2~3倍。图表56:钨丝、碳丝母线与金刚线产品价格对比(元/km)来源:聚成科技招股说明书,国金证券研究所钨丝金刚线特点4:钨丝母线产品长度与金刚线生产要求匹配度较低。金刚线生产所需的钨丝母线长度远超当前钨丝主要应用领域(灯泡等)所需钨丝长度,目前单卷金刚线产品长度约10万米(单台机器每日消耗量),而钨丝母线产品长度在10~20万米/卷之间,长度难以保持稳定,而10万米以下的钨丝母线在金刚线生产时需并线增加换产时间,难以达到金刚线厂家生产要求,导致钨丝母线产品交货不足。7.3钨丝金刚线经济性测算:钨丝降本为提升经济性核心钨丝金刚线成本较高,目前较碳丝母线尚无经济型。目前钨丝成本较高,在硅料价格150元/kg的假设下,30μm钨丝金刚线综合成本仍较36μm高碳钢丝金刚线高0.029元/W,钨丝金刚线尚不具备性价比优势,大规模应用仍需进一步推进降本。图表57:钨丝金刚线性价比测算(以182硅片为例)36μm钢丝金刚线30μm钨丝金刚线参数金刚线母线线径(μm)3630硅料价格(含税,元/kg)150150硅片厚度(μm)150150边际收益锯缝厚度(μm)5246每Kg出片数(片/kg)62.564.4单瓦硅耗(g/W)2.152.09硅料成本(元/W)0.290.28硅料成本节省(元/W)0.008边际成本金刚线母线单价(元/公里)6.830.0金刚线非母线成本(元/公里)1515金刚线生产成本(元/公里)22.246.5金刚线毛利率35%35%金刚线价格(元/公里)34.171.5金刚线线耗(米/片)4.04.0金刚线消耗量(公里/kg)0.490.5229.330.666.866.8281.2974.0739.4635.95010203040506070809020212022H1钨丝母线碳丝母线钨丝金刚线碳丝金刚线行业深度研究-31-敬请参阅最后一页特别声明金刚线成本(元/片)0.270.57金刚线成本(元/W)0.0340.072金刚线成本增加(元/W)0.038成本差距单位收益(元/W)-0.029来源:聚成科技招股说明书、草根调研,国金证券研究所测算钨丝金刚线经济性主要受到钨丝线径、钨丝母线价格、硅料价格的影响。钨丝母线价格:钨丝母线价格下降可直接降低钨丝金刚线成本,提升经济性;钨丝线径:细线径可降低硅料损耗,增加硅片出片数,提升切片经济性;硅料价格:硅料价格越高,钨丝细线径增加的出片数带来的经济效益越高,可放大钨丝金刚线切片经济性。考虑到后续硅料价格将逐步趋稳,我们在硅料价格150元/kg时,测算钨丝母线价格和钨丝母线线径对钨丝金刚线切割经济性的影响。从敏感性分析结果看,钨丝线径低于28μm、钨丝母线价格下降至18元/km以下,钨丝金刚线可能具备经济性。考虑到钨丝材料线径具有理论极限,钨丝母线价格下降将成为推动钨丝金刚线实现经济性的重要因素。图表58:钨丝母线价格和线径对钨丝切割经济性(元/W)的敏感性分析钨丝母线价格(元/km)/钨丝母线线径(μm)302724211815129632-0.032-0.029-0.026-0.022-0.019-0.016-0.013-0.009-0.00631-0.030-0.027-0.024-0.021-0.017-0.014-0.011-0.008-0.00430-0.029-0.025-0.022-0.019-0.016-0.012-0.009-0.006-0.00329-0.027-0.024-0.020-0.017-0.014-0.011-0.008-0.004-0.00128-0.025-0.022-0.019-0.015-0.012-0.009-0.006-0.0030.00127-0.023-0.020-0.017-0.014-0.011-0.007-0.004-0.0010.00226-0.021-0.018-0.015-0.012-0.009-0.006-0.0030.0010.00425-0.020-0.017-0.013-0.010-0.007-0.004-0.0010.0020.00524-0.018-0.015-0.012-0.009-0.005-0.0020.0010.0040.00723-0.016-0.013-0.010-0.007-0.004-0.0010.0030.0060.00922-0.014-0.011-0.008-0.005-0.0020.0010.0040.0070.01021-0.013-0.010-0.006-0.0030.0000.0030.0060.0090.01220-0.011-0.008-0.005-0.0020.0010.0040.0080.0110.014来源:聚成科技招股说明书、草根调研,国金证券研究所测算;按照硅料价格150元/kg测算7.4投资建议金刚线:金刚线母线基材对金刚线生产技术影响不大,目前龙头金刚线企业均具有钨丝金刚线研发布局,钨丝金刚线量产进度较快的企业或可获得阶段性超额利润及市占率提升。建议关注高测股份、美畅股份、岱勒新材等。钨丝母线:目前光伏钨丝未大规模产业化,随在建钨丝母线产能逐步投产,预计后续钨丝母线大规模量产带来规模效应、钨丝母线企业技术进步提升良率,钨丝母线成本将有下降空间。建议关注光伏钨丝母线扩产规划较快的厦门钨业、中钨高新、翔鹭钨业等。行业深度研究-32-敬请参阅最后一页特别声明8热场:N型热场纯度要求更高热场系统主要用于单晶硅长晶、拉制过程,在高温设备中起到支撑、隔热或导流作用。热场的设计很大程度上决定了动态热场中各温度梯度的变化及气体在炉室内的流动,好的热场有利于改善晶体品质、提高成晶效率。N型硅片少子寿命、氧碳含量要求更高,对热场材料也提出了更高的要求:1)纯度高:P型单晶要求热场灰分<200ppm,目前N型单晶要求<100ppm;2)部分客户会对比较敏感的金属元素提出要求。目前领先热场企业通过配套纯化设备具备生产半导体热场(灰分<30ppm)的能力,可充分满足N型产品技术要求。此外,在直拉单晶硅过程中,硅料熔融会产生硅蒸气和熔融硅飞溅,造成碳/碳热场材料的硅化侵蚀,碳/碳热场材料的力学性能和使用寿命会受到影响。碳化硅涂层由于其优异的抗热震性能、耐磨性能等特点成为碳/碳热场材料表面涂层防护的首选。致密的CVD碳化硅涂层可有效阻止微孔石墨材料内部的污染物到达表面,提高热场性能及使用寿命,同时可以减少杂质进入硅熔料中,提升N型硅片的纯度。目前,高纯涂层制备技术已取得突破,可以改善石墨材料涂层易脱落的问题。图表59:碳化硅涂层的制备技术制备技术原理优点缺点包埋法用混合粉体包裹碳碳复合材料,进行热处理,发生反应形成涂层单一过程,尺寸变化小,适用任何纤维增强结构,与基体结合好高温下易使纤维受损,碳碳基体力学性能下降;均匀性难控制浆料涂覆法混合涂层材料和黏结剂,均匀涂刷在基体表面,烘干后在惰性气氛中高温烧结,得到涂层简单易操作,涂层厚度易控制涂层与基体间结合强度较差,抗热震性差,均匀性较低化学气相反应法在一定温度下蒸发固体硅料成硅蒸气,与基体中的碳原位反应生成碳化硅气氛均匀,简单易操作,可通过改变参数控制涂层厚度试样受炉内摆放位置影响,硅蒸气压达不到理论均匀度,导致涂层厚度不均匀化学气相沉积法以碳氢化合物作为气源,高纯N2/Ar作为载气,将混合气体引入反应炉,碳氢化合物在一定的温度和压力下反应,在碳碳复材基体表面生成固体薄膜涂层的密度、纯度可控;适用形状复杂的工件;可以控制产物的晶体结构、表面形貌沉积速率低、工艺过程复杂、生产成本高,可能存在涂层缺陷包埋法用混合粉体包裹碳碳复合材料,进行热处理,发生反应形成涂层单一过程,尺寸变化小,适用任何纤维增强结构,与基体结合好高温下易使纤维受损,碳碳基体力学性能下降;均匀性难控制来源:国家材料环境腐蚀平台、国金证券研究所投资建议:N型硅片对热场纯度要求更高,具备低成本获得高纯度热场产品技术的热场企业有望受益。建议关注金博股份、天宜上佳。9投资建议新型电池技术加速渗透,催生辅材、耗材产生新的市场机遇,相关产品及技术领先的企业或将获得市占率及盈利能力的快速提升。建议关注核心原材料供应充足、技术领先的企业。胶膜:建议关注POE树脂供应充足、POE胶膜工艺领先的企业。随N型组件推广,未来1-2年POE树脂供给紧张,胶膜厂商的POE树脂保供能力将成为胶膜行业的关键竞争要素,POE树脂供应保障充足、POE胶膜工艺掌握领先的企业具有较强的竞争优势。此外,转光胶膜、丁基胶等新型封装方案或将逐步提升渗透率,新品研发实力强的企业或将快速提升份额及盈利。推荐福斯特、海优新材,建议关注信义储电、赛伍技术、明冠新材、激智科技等。行业深度研究-33-敬请参阅最后一页特别声明EVA树脂:随硅料供给释放推动下游组件需求快速提升,2023年EVA树脂或出现阶段性紧缺,目前EVA树脂价格处于历史低位区间,预计2023年EVA树脂价格及盈利将迎来明显修复,推荐联泓新科,建议关注东方盛虹、荣盛石化等。POE树脂:目前国内领先企业已启动POE树脂及上游α烯烃、茂金属催化剂的研发及量产进程,若推进顺利,相关企业业绩将有明显增量,建议关注万华化学、鼎际得、卫星化学、岳阳兴长、东方盛虹等。玻璃:推荐具备TCO玻璃量产能力的企业。钙钛矿是目前业内研发热度较高的下一代光伏技术方向,TCO玻璃作为钙钛矿组件的重要配件,市场空间广阔,具备TCO玻璃量产能力的企业或将充分受益钙钛矿产业化进程。推荐金晶科技,建议关注信义光能、福莱特、亚玛顿等。焊带:焊带产品技术升级趋势明显,圆形焊带、异形焊带产品随电池技术及图形化工艺同步加速迭代,未来2-3年将加速放量,建议关注受益于新技术加速迭代带来新产品放量的头部焊带厂商宇邦新材。接线盒:随行业大尺寸、大功率推进,接线盒额定电流要求逐步提升,分体式接线盒、芯片接线盒优势逐步凸显,相关工艺掌握领先的企业或将获得超额收益及市占率提升,此外,分布式占比提升或助力集成优化器及关断器的智能接线盒推广。推荐通灵股份,建议关注快可电子。坩埚/高纯石英砂:N型产品放量提升石英坩埚耗量,或将进一步加剧2023年高纯石英砂及石英坩埚供需紧张,扩产积极、产品品质优势明显的石英坩埚企业有望充分受益。推荐欧晶科技,建议关注石英股份、晶盛机电、天宜上佳。金刚线:金刚线母线基材对金刚线生产技术影响不大,目前龙头金刚线企业均具有钨丝金刚线研发布局,钨丝金刚线量产进度较快的企业或可获得阶段性超额利润及市占率提升。建议关注高测股份、美畅股份、岱勒新材等。钨丝母线:目前光伏钨丝未大规模产业化,随在建钨丝母线产能逐步投产,预计后续钨丝母线大规模量产带来规模效应、钨丝母线企业技术进步提升良率,钨丝母线成本将有下降空间。建议关注光伏钨丝母线扩产规划较快的厦门钨业、中钨高新、翔鹭钨业等。热场:N型硅片对热场纯度要求更高,具备低成本获得高纯度热场产品技术的热场企业有望受益。建议关注金博股份、天宜上佳。行业深度研究-34-敬请参阅最后一页特别声明图表60:核心标的估值表(元/股、亿元,股价截至2023年1月19日收盘)来源:Wind、国金证券研究所(带“星号”公司采用wind一致盈利预期,其余公司采用国金证券盈利预测)10风险提示需求低于预期的风险:疫情对电力需求及其增速的负面影响超预期,导致即使光伏成本已大幅下降,并成为最便宜的电源,但装机动力仍然不足以支撑需求持续快速增长;配置储能是未来电源结构中光伏实现高比例渗透的必经之路,如果储能成本下降速度不及预期或电池储能安全性未能获得认可,则有可能限制中期光伏在能源结构中的渗透率提升速度。产业链价格竞争激烈程度超预期:在明确的双碳目标背景下,新能源行业的产能扩张明显加速,并出现跨界资本大量进入的迹象,可能导致部分环节因产能过剩程度超预期而出现阶段性竞争格局和盈利能力恶化的风险。归母净利PE归母净利PE归母净利PE603806.SH福斯特CNY73.10973.3621.9724.683936.252746.442137%688680.SH海优新材CNY220.28185.082.523.05617.742410.291884%8328.HK信义储电HKD5.2040.820.63-------603212.SH赛伍技术CNY32.75144.261.703.24455.60268.391761%688560.SH明冠新材CNY52.53105.741.232.07515.02217.501491%300566.SZ激智科技CNY25.6567.651.190.561212.27303.3420144%003022.SZ联泓新科CNY37.35498.8310.9113.503716.703020.122522%000301.SZ东方盛虹CNY14.67969.8645.4439.8024107.739131.73782%002493.SZ荣盛石化CNY12.411,256.58128.2481.1315134.859176.19747%600309.SH万华化学CNY95.853,009.45246.49183.7816230.8213275.771122%603255.SH鼎际得CNY50.1466.921.321.17571.98342.752453%002648.SZ卫星化学CNY17.59592.6060.0748.181275.88898.11643%000819.SZ岳阳兴长CNY23.1570.910.640.79902.77264.3416135%600586.SH金晶科技CNY11.11158.7413.078.661811.511414.481129%0968.HK信义光能HKD10.06894.9649.2450.991877.0012100.88941%601865.SH福莱特CNY36.27706.9221.2026.272739.571853.551343%6865.HK福莱特玻璃CNY23.50817.3821.2026.273139.572153.551543%002623.SZ亚玛顿CNY31.2062.110.541.44432.78224.041567%焊带301266.SZ宇邦新材CNY82.5385.830.771.23702.44353.472568%301168.SZ通灵股份CNY69.1582.980.801.39603.14265.261695%301278.SZ快可电子CNY104.8967.130.651.28522.23303.372062%001269.SZ欧晶科技CNY102.49140.851.332.36604.51316.612167%603688.SH石英股份CNY125.67454.022.819.194920.662230.641583%300316.SZ晶盛机电CNY66.61871.7417.1227.513237.222345.211928%688033.SH天宜上佳CNY23.09129.621.752.49524.64286.372060%688556.SH高测股份CNY80.48183.441.737.892310.631713.261430%300861.SZ美畅股份CNY51.35246.497.6313.741816.161518.501316%300700.SZ岱勒新材CNY37.4645.53-0.781.18392.65173.811280%600549.SH厦门钨业CNY21.21300.8611.8117.611724.271230.191031%000657.SZ中钨高新CNY15.69168.755.286.15278.622010.901533%002842.SZ翔鹭钨业CNY8.1922.740.250.26870.34670.464933%688598.SH金博股份CNY242.00227.665.016.44359.102512.081937%688033.SH天宜上佳CNY23.09129.621.752.49524.64286.372060%平均值43231765%中位数39231662%热场石英坩埚/高纯石英砂2021年归母净利2022E2023E胶膜EVA/POE树脂金刚线/钨丝接线盒TCO玻璃2024E2023/24年复合增速环节证券代码名称货币股价总市值行业深度研究-35-敬请参阅最后一页特别声明国际贸易环境恶化风险:随着光伏在各国能源结构中的比例持续提升,中国作为在光伏制造业领域一家独大的存在,仍然可能面临其他国家更严苛的贸易壁垒限制(尽管这种壁垒可能导致该国使用清洁能源的成本上升)。行业深度研究-36-敬请参阅最后一页特别声明公司投资评级的说明:买入:预期未来6-12个月内上涨幅度在15%以上;增持:预期未来6-12个月内上涨幅度在5%-15%;中性:预期未来6-12个月内变动幅度在-5%-5%;减持:预期未来6-12个月内下跌幅度在5%以上。行业投资评级的说明:买入:预期未来3-6个月内该行业上涨幅度超过大盘在15%以上;增持:预期未来3-6个月内该行业上涨幅度超过大盘在5%-15%;中性:预期未来3-6个月内该行业变动幅度相对大盘在-5%-5%;减持:预期未来3-6个月内该行业下跌幅度超过大盘在5%以上。行业深度研究-37-敬请参阅最后一页特别声明特别声明:国金证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。本报告版权归“国金证券股份有限公司”(以下简称“国金证券”)所有,未经事先书面授权,任何机构和个人均不得以任何方式对本报告的任何部分制作任何形式的复制、转发、转载、引用、修改、仿制、刊发,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。经过书面授权的引用、刊发,需注明出处为“国金证券股份有限公司”,且不得对本报告进行任何有悖原意的删节和修改。本报告的产生基于国金证券及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料,但国金证券及其研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告反映撰写研究人员的不同设想、见解及分析方法,故本报告所载观点可能与其他类似研究报告的观点及市场实际情况不一致,国金证券不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他任何损失承担任何责任。且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断,在不作事先通知的情况下,可能会随时调整,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与国金证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。本报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可能会受汇率影响而波动。过往的业绩并不能代表未来的表现。客户应当考虑到国金证券存在可能影响本报告客观性的利益冲突,而不应视本报告为作出投资决策的唯一因素。证券研究报告是用于服务具备专业知识的投资者和投资顾问的专业产品,使用时必须经专业人士进行解读。国金证券建议获取报告人员应考虑本报告的任何意见或建议是否符合其特定状况,以及(若有必要)咨询独立投资顾问。报告本身、报告中的信息或所表达意见也不构成投资、法律、会计或税务的最终操作建议,国金证券不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。在法律允许的情况下,国金证券的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易,并可能为这些公司正在提供或争取提供多种金融服务。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。国金证券并不因收件人收到本报告而视其为国金证券的客户。本报告对于收件人而言属高度机密,只有符合条件的收件人才能使用。根据《证券期货投资者适当性管理办法》,本报告仅供国金证券股份有限公司客户中风险评级高于C3级(含C3级)的投资者使用;本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具,本报告的收件人须保持自身的独立判断。使用国金证券研究报告进行投资,遭受任何损失,国金证券不承担相关法律责任。若国金证券以外的任何机构或个人发送本报告,则由该机构或个人为此发送行为承担全部责任。本报告不构成国金证券向发送本报告机构或个人的收件人提供投资建议,国金证券不为此承担任何责任。此报告仅限于中国境内使用。国金证券版权所有,保留一切权利。上海北京深圳电话:021-60753903传真:021-61038200邮箱:researchsh@gjzq.com.cn邮编:201204地址:上海浦东新区芳甸路1088号紫竹国际大厦7楼电话:010-85950438邮箱:researchbj@gjzq.com.cn邮编:100005地址:北京市东城区建内大街26号新闻大厦8层南侧电话:0755-83831378传真:0755-83830558邮箱:researchsz@gjzq.com.cn邮编:518000地址:中国深圳市福田区中心四路1-1号嘉里建设广场T3-2402

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