光伏:三类新型技术抢棒PERC,N型高效时代开启-平安证券VIP专享VIP免费

行业深度报告
新型技术抢棒 PERCN型高效时代开启
途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报 告,请 慎重 使用并 注意阅 读研究 报告尾 页的声明内容
电力设备及新能源
2022 07 15
(维持)
行情走势
证券分析
皮秀
吴文成
咨询资格编号
平安观点:
PERC 迫近理论效率极限,N型技术拐点已至在行业“降本增效”主题
驱动下光伏电池历经技术迭代,当前主流产品 PPERC 电池效率迫近
理论极限且降本趋缓,具备转换效率高、温度系数低、光致衰减低等优势
N型电池是下一步迭代发展的方向。目前,NTOPCon 电池经济性
提升明显,HJT 电池中长期提效降本空间较大,IBC 电池技术延伸空间广
阔,未来较长一段时间多种技术路线将竞相发展
TOPCon 济性凸显,引领 N型技术产业化元年。TOPCon 为隧穿氧化
层钝化接触电池,产线可与 PERC 产线兼容,经济性和性价比凸显支撑其
率先占据 N型产品扩产高点。目前一体化龙头如晶科、天合、晶澳等推动
TOPCon 向规模化发展,中来、钧达、一道新能也有较大规模布局,协鑫
和正泰开发提速。2022 TOPCon 电池产能规模有望超过 50GW2023
年或达 80GWTOPCon 在终端应用已具备与 PERC 竞争的实力,预计
中短期内率先布局的企业有望获得超额收益。
设备、材料端齐推“降本增效”HJT 加速产业化。HJT 是具有本征非晶
层的异质结电池,可通过双面微晶、半棒薄片银包铜、SMBB 高精度串
焊、靶材无铟化等工艺进一步降本增效。产能布局方面,新进者如华晟新
能源、金刚玻璃、明阳智能等和下游央国企运营商如华润电力、国电投等
加速扩产布局。到 2022 年底国内 HJT 产能规模(含在建)或超过 15GW
待其经济性优化后,技术迭代红利将加速兑现并有望争夺市场主导地位。
IBC 容性优越,技术延伸空间广阔。IBC 交指式背接触电池,PN 结及
正负极金属栅线位于电池背面,适于中高端分布式市场BIPV 商业化应
用。目前,隆基绿能主推 PIBC 电池(HPBC,爱旭股份在 6月底发
布了名为“黑洞”的 NABC 组件新产品。IBC 兼容性优越,未来可结
TOPConHJT 等技术优势进一步拓展应用空间。
投资建议。布局 N型技术将成为光伏厂商差异化竞争和盈利提升的重要因
素,建议关注三大主线:关注短期性价比较优的 TOPCon 电池组件厂商如
天合光能、晶澳科技、钧达股份等,以及聚焦分布式领域 HPBC 技术应用
的隆基绿能;N型技术产业化发展需要设备环节持续助力降本增效,建议
关注设备企业迈为股份、捷佳伟创、高测股份、金博股份、帝尔激光等;
原材料及辅材的国产化与提质降本将提升 N型技术性价比建议关注帝科
股份、福斯特等企业。
风险提示光伏下游装机需求受贸易政策及疫情等因素影响不及预期;N
型电池组件效率提升水平不及预期;国产化设备及材料降本力度不足,N
型技术产业化速度不及预期。
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电力设备及新能源·行业深度报告
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名称
代码
股票价格
EPS
P/E
评级
2022-07-14
2021A
2022E
2023E
2024E
2021A
2022E
2023E
2024E
绿能
601012.SH
61.91
1.20
2.50
3.07
3.84
51.7
24.8
20.2
16.1
推荐
股份
600438.SH
60.06
1.82
5.43
4.70
3.68
32.9
11.1
12.8
16.3
推荐
股份
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491.45
3.72
4.94
7.56
10.39
132.3
99.5
65.0
47.3
推荐
光能
688599.SH
75.09
0.83
1.67
2.41
3.07
90.2
44.9
31.2
24.5
未评级
科技
002459.SZ
77.34
0.87
1.83
2.47
3.17
89.1
42.3
31.3
24.4
未评级
伟创
300724.SZ
124.20
2.06
2.72
3.48
4.33
60.3
45.6
35.7
28.7
未评级
激光
300776.SZ
178.66
2.24
2.99
4.32
6.13
79.7
59.7
41.3
29.2
未评级
来源:
Wind
,平安证券研究所,评级公司参照
Wind
一致预测
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电力设备及新能源·行业深度报告
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一、 PERC 近理论效率极限,N型技术拐点已至 ................................................................................... 5
1.1“增效推进技术迭代,PERC 仍为行业主流 ................................................................................. 5
1.2 N 拐点已至,多种技术路线竞相发展 ............................................................................................ 6
二、 TOPCon 经济性凸显,引领 N型技术产业化元年 .............................................................................. 9
2.1 兼容 PERC 产线,TOPCon 钝化接触工艺 ....................................................................................... 9
2.2 率与成本优势支撑,一体化厂商力推 TOPCon 量产 ........................................................................... 13
2.3 TOPCon 性提升,技术迭代红利将兑现 .......................................................................................... 15
三、 设备、材料端齐推降本增效HJT 加速产业化 ............................................................................. 16
3.1 HJT步骤相对简化,但工艺精度要求严苛....................................................................................... 16
3.2 HJT性仍待提升,设备、材料端助推降本增 ................................................................................ 17
3.3 进者与央国企运营商布局发力,HJT加速产业化 ............................................................................... 18
四、 IBC 兼容性优越,技术延伸空间广阔 ............................................................................................... 19
4.1 IBC 相对复杂,兼容性优越 ........................................................................................................... 19
4.2 基爱旭规模化布局,抢占分布式光伏市 ......................................................................................... 20
五、 投资建议 ......................................................................................................................................... 20
六、 风险提示 ......................................................................................................................................... 21
行业深度报告三类新型技术抢棒PERC,N型高效时代开启行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。行业报告电力设备及新能源2022年07月15日强于大市(维持)行情走势图证券分析师皮秀投资咨询资格编号S1060517070004010-56800184PIXIU809@pingan.com.cn吴文成投资咨询资格编号S1060519100002WUWENCHENG128@pingan.com.cn平安观点:PERC迫近理论效率极限,N型技术拐点已至。在行业“降本增效”主题驱动下光伏电池历经技术迭代,当前主流产品P型PERC电池效率迫近理论极限且降本趋缓,具备转换效率高、温度系数低、光致衰减低等优势的N型电池是下一步迭代发展的方向。目前,N型TOPCon电池经济性提升明显,HJT电池中长期提效降本空间较大,IBC电池技术延伸空间广阔,未来较长一段时间多种技术路线将竞相发展。TOPCon经济性凸显,引领N型技术产业化元年。TOPCon为隧穿氧化层钝化接触电池,产线可与PERC产线兼容,经济性和性价比凸显支撑其率先占据N型产品扩产高点。目前一体化龙头如晶科、天合、晶澳等推动TOPCon向规模化发展,中来、钧达、一道新能也有较大规模布局,协鑫和正泰开发提速。2022年TOPCon电池产能规模有望超过50GW,2023年或达80GW。TOPCon在终端应用已具备与PERC竞争的实力,预计中短期内率先布局的企业有望获得超额收益。设备、材料端齐推“降本增效”,HJT加速产业化。HJT是具有本征非晶层的异质结电池,可通过双面微晶、半棒薄片、银包铜、SMBB高精度串焊、靶材无铟化等工艺进一步降本增效。产能布局方面,新进者如华晟新能源、金刚玻璃、明阳智能等和下游央国企运营商如华润电力、国电投等加速扩产布局。到2022年底,国内HJT产能规模(含在建)或超过15GW,待其经济性优化后,技术迭代红利将加速兑现并有望争夺市场主导地位。IBC兼容性优越,技术延伸空间广阔。IBC交指式背接触电池,PN结及正负极金属栅线位于电池背面,适于中高端分布式市场及BIPV商业化应用。目前,隆基绿能主推P型IBC电池(HPBC),爱旭股份在6月底发布了名为“黑洞”的N型ABC组件新产品。IBC兼容性优越,未来可结合TOPCon、HJT等技术优势进一步拓展应用空间。投资建议。布局N型技术将成为光伏厂商差异化竞争和盈利提升的重要因素,建议关注三大主线:关注短期性价比较优的TOPCon电池组件厂商如天合光能、晶澳科技、钧达股份等,以及聚焦分布式领域HPBC技术应用的隆基绿能;N型技术产业化发展需要设备环节持续助力降本增效,建议关注设备企业迈为股份、捷佳伟创、高测股份、金博股份、帝尔激光等;原材料及辅材的国产化与提质降本将提升N型技术性价比,建议关注帝科股份、福斯特等企业。风险提示。光伏下游装机需求受贸易政策及疫情等因素影响不及预期;N型电池组件效率提升水平不及预期;国产化设备及材料降本力度不足,N型技术产业化速度不及预期。证券研究报告请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告2/22股票名称股票代码股票价格EPSP/E评级2022-07-142021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E隆基绿能601012.SH61.911.202.503.073.8451.724.820.216.1推荐通威股份600438.SH60.061.825.434.703.6832.911.112.816.3推荐迈为股份300751.SZ491.453.724.947.5610.39132.399.565.047.3推荐天合光能688599.SH75.090.831.672.413.0790.244.931.224.5未评级晶澳科技002459.SZ77.340.871.832.473.1789.142.331.324.4未评级捷佳伟创300724.SZ124.202.062.723.484.3360.345.635.728.7未评级帝尔激光300776.SZ178.662.242.994.326.1379.759.741.329.2未评级资料来源:Wind,平安证券研究所,未评级公司参照Wind一致预测请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告3/22正文目录一、PERC迫近理论效率极限,N型技术拐点已至...................................................................................51.1“降本增效”推进技术迭代,PERC电池仍为行业主流.................................................................................51.2N型技术拐点已至,多种技术路线竞相发展............................................................................................6二、TOPCon经济性凸显,引领N型技术产业化元年..............................................................................92.1兼容PERC产线,TOPCon强化钝化接触工艺.......................................................................................92.2效率与成本优势支撑,一体化厂商力推TOPCon量产...........................................................................132.3TOPCon经济性提升,技术迭代红利将兑现..........................................................................................15三、设备、材料端齐推“降本增效”,HJT加速产业化.............................................................................163.1HJT工艺步骤相对简化,但工艺精度要求严苛.......................................................................................163.2HJT经济性仍待提升,设备、材料端助推降本增效................................................................................173.3新进者与央国企运营商布局发力,HJT加速产业化...............................................................................18四、IBC兼容性优越,技术延伸空间广阔...............................................................................................194.1IBC工艺相对复杂,兼容性优越...........................................................................................................194.2隆基爱旭规模化布局,抢占分布式光伏市场.........................................................................................20五、投资建议.........................................................................................................................................20六、风险提示.........................................................................................................................................21请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告4/22图表目录图表1太阳能晶硅电池发电原理.....................................................................................................................5图表22021-2030年国内不同类型硅片市场占比趋势.......................................................................................5图表3太阳能电池分类..................................................................................................................................5图表4光伏电池技术路线演进........................................................................................................................6图表5光伏电池各技术路线对比.....................................................................................................................7图表6主要光伏厂商N型电池组件产品梳理...................................................................................................8图表72021-2030年各种电池技术平均转换效率趋势.......................................................................................9图表82021-2030年国内电池技术市场占比趋势.............................................................................................9图表9常规铝背场电池与PERC电池结构对比................................................................................................9图表10TOPCon电池结构示意图...............................................................................................................10图表11超薄隧穿氧化层示意图...................................................................................................................10图表12TOPCon电池提效方案示意图........................................................................................................10图表13PERC与TOPCon电池工艺流程及主要设备厂商..............................................................................11图表14TOPCon电池四种钝化技术比较.....................................................................................................12图表15晶科TOPCon电池效率刷新纪录....................................................................................................13图表16双面率提升影响发电增益对比.........................................................................................................13图表17TOPCon技术发展路径与效率预测..................................................................................................13图表18TOPCon电池进一步降本增效发展路径...........................................................................................13图表19TOPCon电池开启产业化元年........................................................................................................14图表20国内主要N型高效电池产能预测(GW)........................................................................................14图表21TOPCon电池组件主要厂商扩产布局情况.......................................................................................14图表22PERC与TOPCon电池组件价格对比.............................................................................................15图表23TOPCon实证案例情况..................................................................................................................15图表24HJT电池结构示意图......................................................................................................................16图表2522年6月隆基刷新HJT效率世界纪录26.5%..................................................................................16图表26HJT电池工艺流程及重点设备........................................................................................................17图表27全产业链助力HJT降本增效...........................................................................................................18图表28PERC与HJT电池组件价格对比....................................................................................................19图表29HJT电池组件主要厂商扩产布局情况..............................................................................................19图表30IBC电池结构................................................................................................................................20图表31IBC电池简版工艺流程...................................................................................................................20图表32N型电池主要设备厂商梳理............................................................................................................21请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告5/22一、PERC迫近理论效率极限,N型技术拐点已至1.1“降本增效”推进技术迭代,PERC电池仍为行业主流光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应,把太阳能转化为电能的过程。其发电原理是太阳光照在半导体P-N结上,形成新的空穴-电子对,在P-N结内建电场的作用下,光生空穴(正电荷)由N区流向P区,光生电子(负电荷)由P区流向N区,形成从N到P的光生电动势,从而使P端电势升高,N端电势降低,接通电路后就形成P到N的外部电流。太阳能电池是实现光电转换最为核心的环节。图表1太阳能晶硅电池发电原理图表22021-2030年国内不同类型硅片市场占比趋势资料来源:润阳股份招股说明书,平安证券研究所资料来源:CPIA,平安证券研究所太阳能电池根据半导体材料的不同分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池,晶硅太阳能电池在太阳能电池中份额占比超95%,是目前产业化水平与可靠性最高的光伏电池类型。晶硅电池根据用料的不同可分为单晶硅电池和多晶硅电池,单晶硅片因具有完美的晶体结构,易制备高品质的PN结从而获得更高的光电转换效率,且通过改进单晶炉、金刚线切片等环节大幅降本,已成为行业的主流选择。单晶电池根据硅片掺杂元素不同,又分为P型电池和N型电池。传统P型电池硅片基底掺硼,通过扩散磷形成N+/P结构,虽然扩散工艺简单但转换效率上限较低;新型N型电池硅片基底掺磷,通过扩散硼形成P+/N结构,扩散工艺难度大,但少子寿命长,且没有硼氧复合和硼铁复合,从而避免了形成复合中心的光致衰减损失,是未来的技术迭代方向。图表3太阳能电池分类资料来源:智汇光伏,SOLARZOOM,平安证券研究所历经两代技术变革,N型电池技术拐点已至,单晶P型PERC电池最具经济性仍为行业主流。0%25%50%75%100%20212022E2023E2025E2027E2030E多晶硅片铸锭单晶硅片P型单晶硅片N型单晶硅片请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告6/22第一代电池技术(2016年之前)为常规Al-BSF铝背场电池(AluminiumBackSurfaceField),在电池P-N结制备完成后,于硅片的背光面沉积一层铝膜,无介电膜。铝背场电池效率损失来自于背面全金属的复合,背钝化电池结构PERC应运而生。2021年BSF电池市场占比下降至5%,基本面临淘汰。第二代电池技术(2017至今)为单晶P型PERC及PERC+电池,PERC发射极钝化和背面接触电池(PassivatedEmitterandRearContact),在电池片背面形成氧化铝钝化层作为背反射器,增加长波光的吸收,同时降低背表面电子复合,增大P-N极间的电势差,提高转换效率。2017-2020年PERC电池加速迭代,市占率从15%上升至86%,4年间渗透率提升近6倍。随着近两年大尺寸PERC电池新产能的释放,2021年其市场占比进一步提升至91.2%。目前,PERC+利用提效工艺如激光SE、碱抛、光注入/电注入等,延长了技术生命周期,2022年平均转换效率约为23.3%,是目前最具经济性的主流电池产品。但PERC效率迫近理论极限24.5%,大尺寸PERC的降本路径也临近扩产瓶颈,下一场竞赛将是高效率的比拼。第三代电池技术(开启产业化元年)为N型高效电池技术,其钝化接触技术大幅减少金属电极和电池的接触复合,从而实现比PERC电池更高的转换效率。具体包括TOPCon隧穿氧化层钝化接触电池(TunnelOxidePassivatedContact)、HJT具有本征非晶层的异质结电池(Hetero-JunctionwithIntrinsicThin-layer)、IBC交指式背接触电池(InterdigitatedBackContact)等。N型电池相对成本较高,2021年市场占比约为3%,2022年产业化元年正式启动。随着国内外需求开始转向高效产品以及“降本增效”提速,N型电池是下一步迭代发展的方向。图表4光伏电池技术路线演进资料来源:一道新能,平安证券研究所1.2N型技术拐点已至,多种技术路线竞相发展降本增效是光伏行业永恒主题,降低度电成本LCOE的终端目标驱动市场向高功率高效率组件转换。高效晶硅电池迭代迅速,根据晶硅太阳能电池的工作原理,要实现高转换效率(η=FFVocJsc/Pin)需要高的填充因子(FF)、开路电压(VOC)和短路电流密度(JSC)。相应地,电池技术演进的逻辑是:用更低成本的规模化工艺手段,减少电池载流子的复合,提高开路电压、短路电流和转换效率,最终降低度电成本LCOE,实现全行业降本增效。早期第一代Al-BSF铝背场电池,背面沉积一层铝膜,金属复合严重。第二代PERC电池利用背面氧化铝钝化层沉积,增强光线的内背反射、降低了复合。而N型电池的钝化接触技术,大幅减少金属电极和电池的接触复合,其中TOPCon通过背面隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成钝化接触结构,形成了良好的界面钝化,降低金属接触区域的复合;HJT综合了晶体硅电池优异的光吸收性能与薄膜电池的钝化性能优势,利用本征非晶硅层将N型衬底与两侧的掺杂非晶硅层完全隔开,实现了晶硅/非晶硅界面态的有效钝化,获得更高的开路电压;IBC电池将P+掺杂区域和N+掺杂区域均放置在电池背面,受光面无任何金属电极遮挡,从而有效增加电池的短路电流,使电池的能量转化效率得到提高。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告7/22图表5光伏电池各技术路线对比内容PERCTOPConHJTIBC名称释义发射极钝化和背面接触:背面形成钝化层作为背反射器,增加长波光的吸收,同时增大p-n极间的电势差,降低电子复合,提高效率。隧穿氧化层钝化接触:在电池背面制备一层超薄氧化硅,然后再沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构。具有本征非晶层的异质结:在电池片里同时存在晶体和非晶体级别的硅,非晶硅的出现能更好地实现钝化效果。交指式背接触:把正负电极都置于电池背面,减少置于正面的电极反射一部分入射光带来的阴影损失。其中,TBC电池在IBC基础上叠加钝化接触技术;HBC异质结背接触电池将非晶硅钝化技术应用于IBC,结合了IBC电池高的短路电流与HJT电池高的开路电压的优势,能获得更高的电池效率。核心工艺背钝化等硼扩及LPCVD/PECVD等非晶硅/微晶薄膜沉积TCO制备,低温浆料交叉排列p+区和n+区金属电极设计等平均效率23%以上24%以上24.3%以上25%以上双面率75%85%95%单面为主衰减首年2.5%,此后0.5%首年1%,此后0.4%零PID、零LID零PID、零LID代表企业目前主流厂商晶科、中来、天合等华晟、日升等隆基、爱旭等优势成本低、技术成熟度高设备可接轨、成本与效率性价比高工序少、效率较高效率高2021产能390GW10GW7GW量产情况成熟已量产经济性待提高难度较大设备投资1.5亿元/GW1.5-2亿/GW3.5-4亿/GW约3亿元/GW发展难点迫近效率极限,降本空间小工序较多,良率偏低成本高、银耗大成本高,技术难度大资料来源:CPIA,SOLARZOOM,北极星电力,平安证券研究所N型单晶硅杂质少、纯度高、少子寿命长,N型电池具备转换效率高、温度系数低、光致衰减低、弱光响应好、双面率高、降本空间大等综合优势,全生命周期内的发电量高于P型电池,是下一步迭代发展的方向。根据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所测算,PERC、HJT、TOPCon三种类型电池技术理论极限效率分别为24.5%,28.5%,28.7%(双面)。随着P型PERC电池效率迫近理论极限,且降本趋缓步入薄利时代,光伏企业围绕“降本增效”争先布局N型高效新型技术路线。预计2022年N型电池市场渗透率将超过8%,2023年有望超过20%。其中,能兼容PERC生产线的TOPCon电池量产领先一步,N型新技术拐点已至。当前,多样化的终端应用市场推进着多种N型电池路线并存发展,已有部分光伏厂商发布了N型新产品。TOPCon短期量产经济性显著,HJT中长期提效降本空间较大,P型IBC受一体化龙头力推,三类电池处于发展导入期;此外,IBC有望与TOPCon和HJT结合成下一代TBC及HBC技术,钙钛矿叠层电池极具远期发展潜力,技术前沿方案不断优化。未来较长一段时间,多种N型技术路线将竞相发展。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告8/22图表6主要光伏厂商N型电池组件产品梳理主要厂商重点产品技术路线产品特性晶科能源TigerNeo系列组件TOPCon电池量产效率已达24.75%,良率接近PERC量产水平,兼具高功率、高效率、高可靠性和低衰减等特点。2022年N型TOPCon组件出货量预计达到10GW。晶澳科技DeepBlue4.0X组件Bycium+TOPCon技术由182PERC产线技改量产,组件单瓦发电量比p型组件高3.9%左右,最高功率可达625W,量产电池效率可达24.8%以上,组件最高转换效率可达22.4%,BOS成本最大可降低2.1%左右,LCOE成本最大可降低约4.6%中来股份J-TOPCon2.0电池JW-HD144N组件TOPCon采用M10大尺寸硅片,电池量产效率24.5%,功率可以达到570W,温度系数为-0.32%/℃,首年衰减1%,年度衰减0.4%。TOPCon组件较PERC高出2-3%发电量。一道新能DAON组件TOPCon电池效率24.6%,实验室电池效率25.5%,采用182尺寸,有54片、72片、78片三种版型,满足户用分布式屋顶、工商业屋顶、集中式电站场景需求,30年功率质保,首年衰减不超过1%,此后每年衰减不超过0.4%。东方日升“伏曦”系列组件HJT电池效率突破25.5%,组件功率达700W,组件效率达到22.53%。阿特斯HiHero屋顶组件HJT针对户用电站,采用54片182尺寸HJT电池,组件功率最高达到440W,组件效率最高达到22.5%。华晟新能源喜马拉雅G12系列组件HJT210大尺寸HJT结合单面微晶技术,双面双玻半片,可实现高达85%的双面率以及更优的LCOE成本。G12组件由公司宣城二期电池、组件产线生产,平均组件功率为680-700W,最高可达710W,高于同版型的PERC组件50W左右。HJT二期项目电池批次平均转换效率24.73%,冠军电池片效率25.1%,组件全面积转化效率超过23%。爱旭股份AllBackContact“黑洞”ABC组件N型IBC采用了全新的背接触结构,正面无电极栅线遮挡,电池量产平均效率高达25.5%,组件量产效率最高达23.5%,最大功率720瓦。ABC组件全生命周期发电量提高11.6%,系统成本降低超3%,同时采用了非银技术,材料成本大幅降低。正泰ASTRON系列组件TOPConASTRON6(700W+)、ASTRON5(570W+)、ASTRON5s,对应地面电站、大型分布式电站、海外户用场景等,其中ASTRON5s系列中,全黑设计的组件功率可达420W,常规设计可达430W。新品涵盖M10和G12两种N型大硅片,目前电池的正面效率24.6%,背面做到20%~21%效率,整体双面率折算为85%。国电投黄河公司Andromeda仙女座系列组件IBCIBC电池平均量产转换效率24.2%,组件量产转换效率22.1%。资料来源:北极星电力,公司公众号,平安证券研究所请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告9/22图表72021-2030年各种电池技术平均转换效率趋势图表82021-2030年国内电池技术市场占比趋势资料来源:CPIA,平安证券研究所资料来源:CPIA,平安证券研究所二、TOPCon经济性凸显,引领N型技术产业化元年2.1兼容PERC产线,TOPCon强化钝化接触工艺PERC电池结构方面,与常规铝背场电池相比,PERC电池背面增加了氧化铝AlOx,氧化硅SiOx和氮化硅SiNx等钝化叠层,在工艺制程上主要增加了背面抛光、背面ALD/PECVD钝化及镀膜、激光开槽等三道工艺,在背面钝化和局部铝背场的共同效应下,PERC电池效率得到有效提升。图表9常规铝背场电池与PERC电池结构对比资料来源:全球新能源网,平安证券研究所TOPCon电池结构方面,该技术利用量子隧穿效应,在电池背表面制备一层超薄隧穿氧化层(1.5-2nm氧化硅SiO2),形成良好的化学钝化性能,允许多数载流子(电子)通过,阻止少数载流子(空穴)通过,降低多少子表面复合。同时,隧穿氧化层与高掺杂的n型多晶硅薄层Poly-Si共同形成了钝化接触结构,使电极不接触硅片就完成电流传输,降低背面金属复合,提升电池的开路电压和转换效率。TOPCon产线与PERC产线兼容,工艺流程在PERC基础上增加了硼扩、隧穿氧化层和掺杂多晶硅层沉积等步骤,需要扩散炉和沉积设备等。22%24%26%28%20212022E2023E2025E2027E2030EPERCTOPConHJTIBC0%25%50%75%100%20212022E2023E2025E2027E2030EIBCMWTHJTTOPConPERCBSF请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告10/22图表10TOPCon电池结构示意图图表11超薄隧穿氧化层示意图资料来源:一道新能,平安证券研究所资料来源:中来股份,平安证券研究所图表12TOPCon电池提效方案示意图资料来源:英利能源,平安证券研究所TOPCon技术的核心工艺包括隧穿层氧化物生长、本征多晶硅沉积及多晶硅掺杂。在硼扩环节中,尽管硼扩与磷扩工艺及设备高度相似,但是因为硼在硅中的固溶度较低,导致硼扩相较常规的磷扩较难。在隧穿氧化层及多晶硅沉积——钝化接触结构制备环节中,主要有LP+扩散/离子注入、LP+原位掺杂、PE+原位掺杂、PVD+原位掺杂等几种方式。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告11/22图表13PERC与TOPCon电池工艺流程及主要设备厂商资料来源:PVInfoLink,一道新能,北极星电力,平安证券研究所按照隧穿氧化层和多晶硅层的不同制备方式,薄膜沉积主要包括LPCVD、PECVD、PEALD、PVD等作为核心设备的制作流程。当前主流的工艺为通过热氧法生长约1.5-2nm的隧穿氧化层,同时通过LPCVD方法沉积150-200nm的薄多晶硅层,再辅之磷扩进行掺杂,但是该技术路线镀膜速度较慢,或伴随绕镀、石英件沉积和良率偏低等问题。目前,晶科等企业采用LPCVD路线为主,已实现成熟量产,可用良率基本与PERC持平。也有设备厂商逐步应用新的技术路线,如PECVD/PEALD/PVD。PECVD配合原位掺杂,可以实现同一台设备一次性完成氧化硅、多晶硅膜的沉积并掺杂,工艺流程简化,效率与LPCVD基本持平或略低,且具有沉积速率快、绕度易去除、无石英耗材、设备与运维成本较低等优势,单GW设备投资较LP低约2000万元,但仍需解决成膜不稳定、良率较低等问题,待客户端数据验证后有望逐渐打开市场空间。目前TOPCon主要任务尚需简化工艺、降本提效,现各工艺路线并行存在,新技术路线的设备需量产能力和市场应用进一步验证。当前捷佳伟创布局LPCVD和PECVD两条技术路线,其中核心专用设备PECVD-Poly实现了隧穿层、Poly层、原位掺杂层的“三合一”制备。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告12/22图表14TOPCon电池四种钝化技术比较内容LPCVD路线PECVD路线PEALD路线PVD路线工作原理低压化学气相沉积法将一种或数种气态物质,在较低压力下,用热能激活,使其发生热分解或化学反应,沉积在衬底表面形成所需的薄膜等离子体增强化学气相沉积法借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强易发生反应,在基片上沉积出薄膜等离子增强原子层沉积:结合了ALD和等离子体辅助沉积的优势等离子氧化及等离子辅助原位掺杂技术——物理气相沉积:在真空条件下,用物理的方法(真空溅射镀膜)使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术掺杂方式二次掺杂磷扩散or离子注入结合退火原位掺杂原位掺杂原位掺杂薄膜绕镀绕镀,需增加额外刻蚀,且刻蚀控制较为复杂原则上可实现无绕镀沉积,轻微绕镀易清洗绕镀<1mm预期无绕镀优点工艺成熟,控制简单容易厚度均匀性好,致密度高原位掺杂,几乎无绕镀,成膜速率快,成本低,易于制备硼掺杂及其他掺杂非晶硅具有PECVD优势,更好的隧穿氧化物性能,镀膜均匀度好,氧源安全原位掺杂,无绕镀,流程少,成膜速率快缺点成膜速率慢,有绕镀,需要高温,石英器件沉积严重,耗材成本较高膜厚度均匀性差,纯度低,气泡问题,膜层致密度不高,膜含氢造成爆膜设备成本高,靶材用量大,方阻均匀性偏差成膜速度3-6nm/min(intrinsic本征)1-3nm/min(in-situdoping原位掺杂)>10nm/min(in-situdoping原位掺杂)>10nm/min(in-situdoping原位掺杂)工艺时间本征多晶硅沉积(>120min)磷扩散/离子注入结合退火掺杂非晶硅沉积(20-40min)晶化退火(30min)NA产品良率90-95%较LPCVD高,待验证97%(中来)设备需求扩散炉或离子注入机/退火炉、刻蚀机晶化处理需退火炉等取决于技术方案的配套设备隧穿氧化层需PECVD制备,晶华处理需退火炉等常见问题绕镀,石英器件沉积严重气泡、掉粉方阻均匀性设备厂商普乐、捷佳伟创、北方华创LAPLACE、SEMCO捷佳伟创、金辰股份MB、微导微导、艾华江苏杰太、科锐、普乐电池厂商晶科、钧达、天合、隆基等通威、晶澳、润阳等通威、尚德中来资料来源:PVInfoLink,SOLARZOOM,平安证券研究所效率与成本优势显著,支撑着TOPCon电池在后PERC时代率先占据扩产高点。TOPCon可基于PERC技术积累、人才储备和成熟设备的积淀进一步发展,同时投资成本相较于其他N型电池技术更具有经济性,单GW设备投资低于HJT和IBC电池,且可通过改造升级PERC产线(费用约0.5亿元/GW)拉长原有设备生命周期。此外,TOPCon具有可观的发展潜力,目前平均量产效率约24.5%+,晶科创造的实验室效率纪录为25.7%,理论效率可达28.7%(双面)。TOPCon技术拥有完整的可持续发展的技术路线支撑,可应用选择性发射极/激光硼掺杂技术降低发射级钝化区域的复合损失和载流子传输损失,同时通过大尺寸薄片化、银铝浆替代、设备降价等途径进一步降本。后续,TOPCon可与IBC技术结合形成TBC(POLO-IBC)技术,量产效率达26%-28%,还可实现与钙钛矿结合的叠层电池,迭代升级空间广阔。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告13/22图表15晶科TOPCon电池效率刷新纪录图表16双面率提升影响发电增益对比资料来源:晶科能源,平安证券研究所资料来源:晶科能源,平安证券研究所图表17TOPCon技术发展路径与效率预测资料来源:中来股份,平安证券研究所图表18TOPCon电池进一步降本增效发展路径事项目前情况降本增效路径与目标硅片薄片化140-150μm持续减薄:130μm及以下银浆替代-降银耗100mg/片15-20mg/w银浆国产化、背面银铝浆替代细线化+多主栅降低银浆耗量:超细栅+SMBB+高精度串焊90mg/片以下降低设备投资1.5-2亿元/GW持续降本:设备价格及折旧成本下降选择性发射极/激光硼掺杂效率24.5%通过选择性发射极/激光掺杂设备提效0.2-0.4个百分点POLO结构IBC即TBC效率24.5%降低光学遮挡及反射损失,提效至26%以上资料来源:索比光伏,北极星电力,平安证券研究所2.2效率与成本优势支撑,一体化厂商力推TOPCon量产请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告14/22今年以来,多家光伏厂商公布其TOPCon电池组件扩产计划及量产进度,截止目前国内规划产能超百GW,TOPCon大规模量产开启了N型电池产业化元年。其中,一体化组件龙头如晶科、天合、晶澳等推动TOPCon由中试向规模化发展,一定程度上反应技术演进的市场化方向。中来、钧达、一道新能也有较大规模布局,协鑫和正泰正在布局赶上。2021年国内TOPCon电池产能约10GW,伴随效率、良率和规模化生产性价比的提升,其市占率将逐步提升,2022年TOPCon电池产能规模有望超过50GW,2023年产能或达80GW。图表19TOPCon电池开启产业化元年图表20国内主要N型高效电池产能预测(GW)资料来源:一道新能,平安证券研究所资料来源:PVInfoLink,平安证券研究所TOPCon于技术竞赛中率先出圈,下半年产能将加速落地。晶科能源海宁与合肥16GW182TOPCon产能已经满产,海宁电池量产效率已达24.75%,可用良率与PERC持平,晶科成为行业首家建成10GW以上规模N型产品生产线的企业。6月28日晶科“尖山二期11GW高效电池及15GW组件智能生产线项目”开工,电池量产平均效率目标25%以上。晶澳科技2022年末将形成6.5GWN型技术的产能,2023年预计新增15GW以上产能。天合光能江苏宿迁8GWTOPCon电池项目已经启动,预计2022年下半年投产,其电池量产平均效率突破24.5%。阿特斯210N型TOPCon高功率组件计划在三季度试生产,四季度进入正式量产,很快达到GW级别,其正面最高功率可达690W、双面最高可达765W。中来股份在山西基地规划建设年产16GW高效单晶电池智能工厂,一期8GW规模,6月30日中来山西一期首批4GW的182/210TOPCon电池首片成功下线,并将快速推进一期后续4GW及二期8GW项目建设。钧达股份在2021年完成TOPCon技术路线的研发验证,将在安徽投资112亿建设16GW高效TOPCon电池片项目,预计一期8GW规模在2022年下半年投产爬坡。图表21TOPCon电池组件主要厂商扩产布局情况主要厂商基地现有产能规划产能电池效率晶科能源浙江海宁尖山安徽合肥中试800MW海宁+合肥16GW满产合肥二期8GW在建尖山二期11GW电池及15GW组件开工,电池量产平均效率目标25%以上22年TOPCon电池产能或达35GW,出货目标10GW;23年N型出货占比50%24.6%+中来股份江苏泰州山西2.1GW-166尺寸1.5GW-182尺寸山西一期首批4GW部分产线开机分步爬坡山西一期后续4GW在建,年底达11.6GW山西二期8GW规划建设中24.5%天合光能江苏宿迁西宁产业园常州500MW新中试210尺寸宿迁8GW-尺寸210下半年投产西宁一期5GW电池组件(西宁二期5GW路线待定)24.5%晶澳科技义乌、曲靖、合肥、扬州宁晋100MW中试线义乌10GW电池组件或为Topcon,曲靖10GW电池5GW组件、扬州10GW电池组件规划产能或为Topcon24.4%+050100150200202020212022E2023E2024E2025EHJTTOPCon请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告15/22一道新能浙江衢州6GW2022年或达20GW2023年或达30GW24.6%钧达股份安徽滁州一期8GW年内达产二期N型8GW待定24.5%协鑫集成乐山10GW,一期5GW通威股份眉山、金堂中试1GW金堂7.5GW及眉山7.5GW已预留可升级试生产阿特斯GW级别,三季度试生产,四季度正式量产组件效率22.2%无锡尚德无锡2GW尺寸182&210润阳10GW下半年建成正泰电器浙江海宁2022年3GW,2023年6GW2025年达到20GW以上十四五N型产能占比68%24.6%中清智慧光伏(国电投参股)湖北当阳一期2GW组件二期3GW电池+组件待建10GW玻璃、背板、EVA胶膜等材料资料来源:PVInfoLink,公司公告,北极星电力,Wind,平安证券研究所2.3TOPCon经济性提升,技术迭代红利将兑现光伏电池组件进入技术迭代红利期,布局N型技术将被持续验证。根据正泰海宁研发基地实测数据,由于TOPCon组件的弱光性能、工作温度和温度系数等因素影响,N型TOPCon电池单瓦发电量较常规PERC平均增益约4%。在辐照度低的条件下,N型TOPCon组件更优的弱光性能可使组件单瓦发电量增益可达3%。当前,TOPCon凭借效率较高、LCOE较低、全生命周期性价比凸显等优势,在终端应用中已经具备与PERC组件竞争的实力。今年以来,晶科能源、一道新能等主要TOPCon厂商已经在国内大型地面电站招标过程中批量中标,晶科全年N型出货目标超过10GW。与此同时,华能集团、中广核、国家电投、中国华电、大唐集团、中核汇能等央企先后采购TOPCon组件,其中华电与大唐采购量分别达1.5GW和1GW,华能在2022年度首批集采项目设置了针对N型组件的独立标段。下游电站对TOPCon组件的采购意愿逐渐增强,预计四季度TOPCon市场渗透率有望达到10%,1-2年内率先布局的企业有望获得超额收益。成本与溢价空间方面,目前TOPCon组件成本较PERC高约0.03-0.05元/W,M10尺寸TOPCon组件价格较PERC溢价约0.03-0.1元/W。目前在导入地面电站初期有让利开拓市场情况,对终端电站厂家的吸引力较大,技术迭代红利正在兑现。预计随着国产化银浆降价、银耗量下降、效率良率提升,TOPCon电池组件盈利性将进一步提升。图表22PERC与TOPCon电池组件价格对比电池/组件PERC价格TOPCon价格一道新能TOPCon报价M10电池1.24-1.28元/w售价未形成主流、自用为主1.3-1.36元/w双面1.37元/w(效率>24.6%)M10组件单面单玻1.90-2.02元/w双面双玻1.92-2.05元/w单面2-2.05元/w双面2.05-2.08元/w双面双玻2.15元/w(功率>560W)资料来源:PVInfoLink(2022.7.13),一道新能(2022.6.30),平安证券研究所图表23TOPCon实证案例情况项目TOPCon品牌运营数据海兴领跑者某项目-2019.11-2020.9,TOPCon整体发电能力优于PERC组件,平均单瓦发电增益为4.85%白城领跑者某项目中来股份2019.8-2020.9,同样平单轴支架,TOPCon组件发电能力比两家PERC请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告16/22组件分别高出4.87%和6.65%,发电量增益明显山西某大基地项目晶科能源晶科N型TigerNeo组件较PERC组件:降低BOS成本3-4分/w,提升发电量约3%,项目全投资收益率提升0.4%-0.46%资料来源:光伏盒子,中来股份,晶科能源,平安证券研究所三、设备、材料端齐推“降本增效”,HJT加速产业化3.1HJT工艺步骤相对简化,但工艺精度要求严苛HJT电池是具有本征非晶层的异质结电池,即在晶体硅上沉积非晶硅薄膜。电池结构方面,HJT以N型单晶硅为衬底光吸收区,经过制绒清洗后,其正面依次沉积厚度为5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和掺杂的P型非晶硅薄膜p-a-Si,并与硅衬底形成P-N异质结。硅片的背面又通过沉积厚度为5-10nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和掺杂的N型非晶硅薄膜n-a-Si形成背表面场。在掺杂非晶硅薄膜的两侧沉积透明导电氧化物薄膜(TCO),再通过丝网印刷在TCO两侧顶层形成金属电极。异质结电池的关键技术在于超薄本征非晶硅层i-a-Si,该薄层将N型衬底与两侧的掺杂非晶硅层完全隔开,大幅度降低晶硅的表面复合,从而获得很高的开路电压。HJT电池中长期发展优势显著,到2022年底国内HJT产能规模(含在建)或超过15GW,后续经济性凸显后有望争夺市场主导地位。具体来看,HJT电池(1)本征非晶硅钝化,开路电压较大,理论效率高达28.5%;(2)核心工艺流程仅4步,相对PERC与TOPCon流程简化;(3)天然双面发电电池,双面率>95%,增加发电增益;(4)掺磷N型硅片,无硼氧复合、硼铁复合,无光衰;(5)电池对称结构和低温工艺,适于薄片化降本;(6)温度系数较小,高温环境下衰减较小,发电量相对较高。图表24HJT电池结构示意图图表2522年6月隆基刷新HJT效率世界纪录26.5%资料来源:隆基LONGiSolar,平安证券研究所资料来源:隆基LONGiSolar,平安证券研究所HJT工艺流程方面,HJT产线与PERC不兼容,需增配非晶硅与导电膜沉积设备,增加靶材需求。具体工艺中,清洗制绒主要有RCA和臭氧清洗法两种技术,其中臭氧清洗法的化学品耗量和废料处理成本更低,应用更广泛。非晶硅镀膜有等离子增强沉积PECVD与热丝镀膜沉积HWCVD两种设备,其中PECVD已实现国产化应用更为广泛,目前VHF-PECVD推动“微晶-HJT”技术变革。微晶工艺有助进一步提升HJT效率,使用掺杂微晶硅或者掺杂微晶氧(碳)化硅替代掺杂非晶硅,进一步提高掺杂浓度、增加透光性能,同时降低掺杂层的电阻,增大HJT电池的电流密度。HJT工艺环节中,透明导电膜(TCO)可采用PVD(磁控溅射)、RPD(反应等离子体沉积)两种方法制备,PVD工艺用直流磁控溅射制备TCO,较为成熟,量产性更好;RPD工艺采用蒸发镀膜法制备IWO导电薄膜(氧化铟掺钨),薄膜导电性好,但设备价值量更高,请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告17/22且靶材尚未规模量产。金属化丝网印刷工序因低温银浆需两次印刷,对印刷线的精度有较高要求,辐照退火也能有效提高电池效率。目前迈为股份、捷佳伟创均具备全套设备供应能力。图表26HJT电池工艺流程及重点设备工艺流程工艺核心主要设备主流设备企业硅片吸杂、背面抛光清洗制绒硅片衬底双面制绒制绒清洗机迈为股份、捷佳伟创制结制备双面非晶硅薄膜PECVD/HWCVD设备迈为股份、捷佳伟创、理想万里晖、钧石能源、金辰股份镀膜制备双面TCO导电膜PVD/RPD设备捷佳伟创、迈为股份、钧石能源印刷电极丝印前后电极固化不超250度丝网印刷机烧结固化炉迈为股份、捷佳伟创、金辰股份电/光注入退火增效、测试分选资料来源:SOLARZOOM,公司公告,平安证券研究所3.2HJT经济性仍待提升,设备、材料端助推降本增效2022年6月,经德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测试,隆基硅HJTM6全尺寸电池(274.4c㎡)光电转换效率达26.5%,创造了大尺寸单结晶硅光伏电池效率新的世界纪录。当前,HJT电池平均效率约24.5-24.7%,成本是制约HJT产业化发展的核心因素,HJT与PERC正面竞争仍需设备端、材料端等全产业链环节助力降本增效,进一步提升经济性。HJT降本增效发展路线主要分为HJT1.0,HJT2.0,HJT3.0三个阶段。1.0阶段采用非晶硅制备异质结,目前HJT主流企业M6-12BB电池单片银耗约150mg(每瓦银耗量22.3mg),130-135μm厚度已获大量验证。2.0阶段由正面微晶硅代替非晶硅,平均效率约24.5%-24.7%,目标效率为25%-25.2%,厚度或可降至120μm,采用钢板印刷+SMBB+背面银包铜等技术后单片银耗或可降至120mg。3.0阶段采用双面微晶PECVD设备,量产效率有望达到25.5%,同时应用接近100μm薄片和全面银包铜技术,银耗量有望降至80mg/片(每瓦银耗量约11-12mg),含银量约30%。未来,利用电镀铜技术或可全面取代含银浆料,同时HJT与钙钛矿叠层电池技术结合,在全尺寸上效率有望突破30%。HJT的具体提效降本进度仍待实践数据验证。综合来看,HJT技术降本提效的过程中,电池设备企业主导工艺革新,较大程度确定电池转换效率与成本的基准水平,主要通过大产能设备、双面微晶PECVD、半棒薄片技术、电镀铜设备、钢板印刷及激光转印、SMBB高精度串焊等设备工艺革新降本增效;原材料企业辅助配合,实现高品质、低成本原辅料供应,推进低温银浆国产化、银包铜替代方案、靶材无铟化等进程;电池企业则通过温度湿度等环境把控、材料配比、气体速率、高精度工艺手法提升效率上限。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告18/22图表27全产业链助力HJT降本增效产业环节降本增效事项具体路径及目标效果主导企业设备端微晶化—提效微晶代替本征非晶硅,从单面微晶PECVD到双面微晶PECVD设备,双面微晶可提升效率至25.5%迈为股份等薄片化—降硅耗前置半棒半片,薄片切割设备工艺厚度<=120μm可至100μm,切片良率>=95%高测股份等电镀铜—金属替代降银目前镀铜设备约1.8亿元/GW,需进一步降本实现降银耗迈为股份等超细栅+高精度串焊—降银耗SMBB、SWCT技术降银耗奥特维等激光转印、钢板印刷降银耗帝尔、迈为等材料端低温银浆国产化、银包铜国产化—降银耗背面银包铜、正背面全面银包铜含银量<=30%,即12mg/w(成本约3分/w)帝科、迈为等靶材无铟化—优化降本双面ITO—单面ITO—SiNx/ITO复合膜设备降铟、叠层和回收降铟至2mg/w,再到无铟化迈为股份等高品质硅料电子II级以上通威股份等N型硅片掺杂元素更均匀、碳氧含量更低、厚度更薄隆基、中环等高性能胶膜POE胶膜(抗PID性)、转光胶膜赛伍技术等金刚线细线化细线化、钨丝替代碳钢母线美畅股份等高纯度热场灰分要求<100ppm、降低杂质金博股份等高纯度石英坩埚降低杂质石英股份等电池组件端工艺精度、温度湿度等环境把控、操作水平、材料配比、串焊封装、良品率等提效方式降银耗、供应链管理、高精度串焊等成本管控华晟、隆基等资料来源:北极星电力,华晟新能源,平安证券研究所3.3新进者与央国企运营商布局发力,HJT加速产业化一直以来,光伏龙头企业是技术革新与应用的引领和主导者,但从HJT布局进展来看,主流一体化龙头对HJT的大规模量产安排相对谨慎,目前通威股份拥有1GW中试线,东方日升主推大尺寸异质结组件。而业外新进者如华晟新能源、金刚玻璃、明阳智能等,和下游央国企运营商如华润电力、国电投等则加速扩产布局。作为目前产能最大的HJT厂商,华晟新能源于6月26日发布了喜马拉雅G12系列组件,采用其宣城二期HJT电池,批次平均转换效率24.73%,组件全面积转化效率超过23%。预计到2022年三季度华晟将形成总计2.7GW的HJT产能,并积极推进宣城三期4.8GW项目建设,2023年华晟合计HJT电池产能将突破7.5GW,并有望达到10GW。金刚玻璃将在原有的1.2GWHJT产能基础上新扩建4.8GW产能。央国企也开始入局异质结,国家电投拟与福建钜能电力共同建设5GW异质结项目;华润电力在舟山规划布局12GW的HJT产能,已启动厂房工程总承包招标。当下HJT的合计产能已经超过6GW,伴随新技术的经济性优化与市场成熟度提升,后续具备进一步扩产潜力。成本与溢价空间方面,目前HJT与PERC电池在单W成本端差距约0.2元/W左右,国内M6尺寸HJT组件较PERC溢价约0.2-0.3元/W。HJT转换效率已步入24.6%+时代,随着设备和工艺的不断升级,今年HJT有望实现25.00%+的量产效率。待微晶替代非晶、省硅省铟省银等降本增效路径验证成熟后,具备量产性价比的HJT扩张将越来越多,技术迭代的超额利润也会加速兑现。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告19/22图表28PERC与HJT电池组件价格对比电池/组件PERC价格HJT价格M6电池1.22-1.25元/w1.4-1.45元/wM6组件1.9-1.98元/w国内2.15-2.2元/w海外0.29-0.33美金/w资料来源:PVInfoLink(2022.7.13),平安证券研究所图表29HJT电池组件主要厂商扩产布局情况主要厂商基地现有产能规划产能东方日升常州金坛、宁海基地常州500MW中试线宁海总规划15GW,一期5GW预计2023年4月投产,其中2GW或年底投产华晟新能源宣城1-3期、大理一期500MW满产二期2GW单面微晶投产三季度达2.7GW产能2023年宣城三期4.8GW投产-双面微晶大理规划5GW850MW异质结硅片切片项目调试爬坡通威股份合肥、金堂400MW试验线1GW中试线爱康科技江苏泰州、江西赣州、浙江湖州五年内22GW异质结产能明阳智能盐城、信阳规划布局5GW电池组件产线金刚玻璃苏州吴江1.2GW半片210尺寸微晶PECVD,年目标效率25.5%+,功率700w+4.8GW双面微晶2023年底前形成6GW产能隆基绿能HJT研发与中试线华润电力舟山12GW分4期建设,2025年达产山煤国际10GW,一期3GW阿特斯嘉兴200MW晶澳科技200MW中试线资料来源:PVInfoLink,公司公告,北极星电力,平安证券研究所四、IBC兼容性优越,技术延伸空间广阔4.1IBC工艺相对复杂,兼容性优越IBC为交叉背接触电池,是指电池正面没有电极,正负金属栅线交叉排列在电池背面的结构。电池结构方面,IBC电池的PN结和金属接触位于太阳电池的背部,前表面避免了金属栅线电极对光的遮挡,而金字塔绒面结构和减反层组成的陷光结构,能够最大限度地利用入射光,减少光学损失,具有更高的短路电流。电池前表面无遮挡,提高转换效率且外形美观,适合应用于中高端分布式光伏市场特别是光伏建筑一体化BIPV,具有较大的商业化前景。从工艺制程来看,IBC工艺较为复杂且成本较高,重点包括离子注入、掩膜、开槽、刻蚀以及PN区的制备。离子注入环节需采用精度高、均匀性好的离子注入设备,掩膜使用PECVD或APCVD设备,刻蚀使用湿法设备,PN区的制备使用PECVD,开槽使用激光开槽设备。IBC的关键工艺在于在电池背面形成交叉排列的p+区和n+区,以及在上面形成金属化接触。因此,IBC电池的制作需要采取局部掺杂法,利用光刻或者激光形成所需要的图案,然后采取两步单独的扩散过程来形成p型区和n型区。同时,IBC关键工艺还在于丝网印刷的对准精度问题和印刷重复性问题,因此对电池背面图案和栅线的设计要求非常高。请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告20/22作为产业化IBC电池技术的领先者,Sunpower研发的第三代IBC电池最高效率已经达到25%。然而,目前IBC电池制备需要多种复杂的工艺使得其制造成本较高,一定程度制约IBC电池的大规模应用。未来依托其兼容性,IBC将与TOPcon技术结合形成TBC电池,利用IBC高的短路电流与TOPCon优异的钝化接触特性,获得更高的电池效率;同时可与HJT技术结合成TBC电池,利用IBC高的短路电流与HJT高的开路电压的优势,获得高电池效率。对于提前布局IBC路线的光伏企业,未来将有储备优势进行下一步延伸拓展。图表30IBC电池结构图表31IBC电池简版工艺流程资料来源:口袋光伏,平安证券研究所资料来源:未来智库,平安证券研究所4.2隆基爱旭规模化布局,抢占分布式光伏市场当前光伏电站的应用场景愈发多样化,组件厂商也需差异化、定制化技术产品满足下游运营商复杂场景下的安装需求。目前IBC技术路线应用中,国电投下属公司黄河水电拥有200MWIBC电池组件产线,平均量产转换效率达到24.2%,组件量产转换效率达到22.1%;光伏龙头隆基绿能主推应用于分布式领域的P型IBC技术(HPBC技术路线),到2022年底有望在西咸和泰州形成19GW的产能;爱旭计划年内在珠海形成6.5GW的N型IBC产能(ABC技术路线)。HPBC电池利用P型单晶硅衬底作为P区,正背面无需硼掺杂,也省去了较贵的离子注入和光刻、掩膜设备,工艺步骤相对简单;同时,P区正电极采用铝浆,银浆使用量降低50%,降低了生产成本。预计改良后P型IBC设备与PERC+/TOPcon设备成本较为接近,预计单GW投资额约在1.5-2亿元左右。隆基HPBC新电池产能预计将于今年三季度投产,主要针对中高端分布式及BIPV市场,有望在国内及欧美市场通过差异化竞争贡献业绩弹性。爱旭股份旗下子公司深圳赛能于2022年6月28日发布全新产品N型ABC组件,全称“AllBackContact”,正面全黑名为“黑洞”系列。其电池为背结背接触结构,正负两极金属接触均在电池背面,正面无电极栅线遮挡,可100%接收太阳光,最大限度优化电极栅线,降低串联电阻,电池量产平均效率高达25.5%。本次ABC组件分为54、66、72、78片四种版型,适应户用屋顶、工商业屋顶、光伏建筑一体化等各类应用场景需求。ABC组件量产效率最高达23.5%,最大功率720瓦,同时应用非银化技术进一步降本。据爱旭测算,相较于目前主流的P型产品,ABC组件产品全生命周期发电量提高11.6%,系统成本降低超3%,降本增效明显。五、投资建议N型技术降本进度、扩产计划、商业应用的经济性情况值得关注,建议投资布局围绕三条主线:1、关注采取差异化竞争策略的光伏电池组件龙头N型高效电池组件将成为光伏厂商市场差异化竞争和盈利提升的重要因素,新型技术将为电池组件企业贡献业绩弹性。建议请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。电力设备及新能源·行业深度报告21/22关注布局TOPCon电池组件的主要厂商如天合光能、晶澳科技、钧达股份等,预计今明年大规模出货的厂商将获得超额收益;关注HJT布局企业如通威股份、东方日升等,伴随经济性与性价比优化,后续技术迭代红利将快速兑现;关注分布式领域主推P型IBC技术应用的一体化龙头隆基绿能。2、关注硅片、电池片、组件等环节N型电池设备龙头N型电池的快速发展需设备环节持续助力降本增效,设备先于光伏电池和组件产品成熟,电池设备企业主导工艺革新,建议关注迈为股份、捷佳伟创、高测股份、金博股份、帝尔激光等企业。图表32N型电池主要设备厂商梳理产业链环节设备企业产品特性硅片环节晶盛机电单晶炉龙头,受益于N型硅片扩产高测股份布局切割设备及金刚线,HJT半棒、薄片切割技术领先上机数控异质结N型硅片切片机,制备异质结薄片化N型硅片金博股份高纯度热场电池环节京山轻机HJT清洗制绒设备,钙钛矿电池设备迈为股份HJT整线设备国内市占率与全球市占率双项第一,在双面微晶、低铟无铟、电镀等领域率先布局,与硅片、电池、原材料、辅材等环节深度合作捷佳伟创实现PERC+/TOPCon/HJT设备全覆盖,具备HJT整线能力其TOPConPE-poly三合一设备有望获得更多应用帝尔激光布局TOPCon/HJT/IBC多种高效技术,转印技术持续突破,XBC路线有望受益组件环节金辰股份具备光伏组件设备“全链条”供应能力,持续发力HJT、TOPCon电池核心设备,非晶HJT用PECVD设备已获晋能产线验证,微晶HJTPECVD设备已运抵晋能科技。奥特维成熟组件的设备,新进入硅片设备、电池片设备领域:高精度串焊技术领先,光注入设备可以修复N型电池效率损失,子公司松瓷机电单晶炉布局N型硅片资料来源:北极星电力,公司公告,平安证券研究所3、关注推进N型技术降本与国产化的原材料及辅材企业N型电池规模化、经济性发展需要全产业链的供应配合。N型电池对于硅片的品质乃至硅料的质量要求较高,目前国内N型硅料供应产能偏紧,N型硅片品质也影响着电池良率水平。建议关注N型高品质硅料、N型硅片、国产化银浆、银包铜材料、无铟靶材、适宜N型组件的转光/POE胶膜等原材料和辅材的降本提效与国产化替代的投资机会,建议关注帝科股份、福斯特等企业。六、风险提示1、光伏需求受国内外行业及贸易政策、疫情、产业链上游产品价格等因素影响,存在市场需求不及预期的风险;2、N型电池组件效率提升水平及可靠性仍待长期实证数据验证,或存在提效水平不及预期的风险;3、N型技术快速发展需设备端和材料端进一步降本,或面临国产化程度不足、经济性瓶颈难突破等情况,存在新型技术产业化速度不及预期的风险。平安证券研究所投资评级:股票投资评级:强烈推荐(预计6个月内,股价表现强于市场表现20%以上)推荐(预计6个月内,股价表现强于市场表现10%至20%之间)中性(预计6个月内,股价表现相对市场表现在±10%之间)回避(预计6个月内,股价表现弱于市场表现10%以上)行业投资评级:强于大市(预计6个月内,行业指数表现强于市场表现5%以上)中性(预计6个月内,行业指数表现相对市场表现在±5%之间)弱于大市(预计6个月内,行业指数表现弱于市场表现5%以上)公司声明及风险提示:负责撰写此报告的分析师(一人或多人)就本研究报告确认:本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格。平安证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格。本公司研究报告是针对与公司签署服务协议的签约客户的专属研究产品,为该类客户进行投资决策时提供辅助和参考,双方对权利与义务均有严格约定。本公司研究报告仅提供给上述特定客户,并不面向公众发布。未经书面授权刊载或者转发的,本公司将采取维权措施追究其侵权责任。证券市场是一个风险无时不在的市场。您在进行证券交易时存在赢利的可能,也存在亏损的风险。请您务必对此有清醒的认识,认真考虑是否进行证券交易。市场有风险,投资需谨慎。免责条款:此报告旨为发给平安证券股份有限公司(以下简称“平安证券”)的特定客户及其他专业人士。未经平安证券事先书面明文批准,不得更改或以任何方式传送、复印或派发此报告的材料、内容及其复印本予任何其他人。此报告所载资料的来源及观点的出处皆被平安证券认为可靠,但平安证券不能担保其准确性或完整性,报告中的信息或所表达观点不构成所述证券买卖的出价或询价,报告内容仅供参考。平安证券不对因使用此报告的材料而引致的损失而负上任何责任,除非法律法规有明确规定。客户并不能仅依靠此报告而取代行使独立判断。平安证券可发出其它与本报告所载资料不一致及有不同结论的报告。本报告及该等报告反映编写分析员的不同设想、见解及分析方法。报告所载资料、意见及推测仅反映分析员于发出此报告日期当日的判断,可随时更改。此报告所指的证券价格、价值及收入可跌可升。为免生疑问,此报告所载观点并不代表平安证券的立场。平安证券在法律许可的情况下可能参与此报告所提及的发行商的投资银行业务或投资其发行的证券。平安证券股份有限公司2022版权所有。保留一切权利。平安证券研究所电话:4008866338深圳上海北京深圳市福田区益田路5023号平安金融中心B座25层邮编:518033上海市陆家嘴环路1333号平安金融大厦26楼邮编:200120北京市西城区金融大街甲9号金融街中心北楼16层邮编:100033

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