时间: 2023-07-19 04:33:49 | 作者: 腹膜卷材
PERC 发电原理-PN 结。太阳能电池运用光生伏特效应将太阳辐射直接转化为电能，其间 发电的要害在于制备 PN 结。光线照耀供给能量使得 P 型硅和 N 型硅中的电子从共 价键中激起，由此发生电子-空穴对。当 P 型和 N 型半导体结合时会发生一个特别 的薄层界面，界面 P 型侧带负电，N 型侧带正电。这是因为 N 型半导体区域电子浓 度较高，P 型半导体空穴浓度很高(带正电)，构成浓度差。N 型区域电子分散到 P 区， P 型区域空穴分散到 N 区，构成了 N 指向 P 的“内电场”，然后阻挠了分散进行， 到达平衡后这个薄层就构成了电势差，然后构成 PN 结。
太阳能电池分类。依据基底硅片不同能够分为 P 型电池和 N 型电池。P 型电池便是 在 P 型硅片（掺杂 3 价元素）制备 n+/p 结构的电池，P 型电池运用磷分散工艺，主 要代表为前期的铝背场电池和现在干流的 PERC 电池，极限转化功率为 24.5%。2015 年之前，BSF 电池占有 90%商场，2016 年 PERC 电池开端发力，到 2020 年 PERC 电池占比超越 85%。P 型电池工艺比较简单、本钱低可是面对功率进步瓶颈。 N 型电池结构优化，具有更高的功率潜力。N 型电池则运用硼分散工艺，在 N 型硅 片（掺杂 5 价元素）上制备 p+/n 结构，首要代表有 TOPCon 和 HJT，与 P 型电池相 比具有转化率高、温度系数低、双面率高以及载流子寿数高级长处。TOPCon 和 HJT 的极限转化功率别离为 28.7%和 27.5%，远超现在干流 PERC 电池 24.5%极限功率。
重要技能延伸-IBC 电池。IBC, 穿插指式背触摸电池技能将 P/N 结、基底与发射区 的触摸电极以交指形状做在电池反面, 是光伏电池的重要技能开展途径也可制备 N 型电池，现在代表产品有隆基的 P 型 HPBC 和爱旭 N 型 ABC ，类 IBC 电池布局玩 家较少，一同隆基在 TOPCon 与 HJT 技能道路上均有布局，相较于 TOPCon 与 HJT， IBC 电池未来或许跟着 N 型叠层技能需求的呈现进一步放量，如 HBC/TBC 电池。
整面钝化技能引领第三代 N 型电池-TOPCon 与 HJT。2015 年前后，PERC 电池通 过在反面堆积氧化铝以及双面堆积氮化硅获得优异的界面钝化作用，成功从传统的 铝背场电池中接过了光伏电池的接力棒。到了第三代，隧穿氧化层电池， TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)，是 2013 年在第 28 届欧洲 PVSEC 光伏大 会上由德国 Fraunhofer 太阳能研讨所初次提出，首先在反面制备一层 1-2nm 的隧穿 氧化层，然后再堆积一层掺杂多晶硅一同构成钝化触摸结构，给硅片反面供给了良 好的界面钝化；本征薄膜异质结电池，HJT(Heterojunction with Intrinsic Thin-film)， 具有对称双面电池结构，中心为 N 型硅，在正面堆积本征非晶硅薄膜和 P 型非晶硅 薄膜构成 PN 结，反面堆积本征非晶硅薄膜和 N 型非晶硅薄膜，因为非晶硅导电性 较差，最终在两边堆积通明导电薄膜 TCO 进行导电, 凭仗优异的钝化技能，N 型电 池的转化功率显着进步。
叠层电池不断改写极限功率。因为不同区间光的波长不同，不同资料对光的吸收能 力不同，能够经过机械堆叠的办法运用多种资料添加光电转化功率。现在首要研讨 方向为钙钛矿和砷化镓等直接带隙半导体资料，比较硅、锗等直接带隙半导体资料 具有更高的光吸收才干，可是大面积成膜仍存在困难，现在干流厂商处于百兆瓦级 到 GW 级出产，仍未大规划放量，设备依然需进一步工业化进步老练度。 剑指未来，N 型/钙钛矿叠层电池值得等候。N 型除了自身具有的功率高、温度低以 及载流子优势，还能够与钙钛矿等直接带隙半导体资料制作叠层电池例如 HBC 和 TBC 电池。2022 年 6 月晶科、北京大学与澳洲国立大学协作制备了单片钙钛矿 /TOPCon 叠层器材，以 TOPCon 结构晶硅电池作为底部电池，钙钛矿薄膜作为顶部 电池，转化功率到达了 27.6%；HJT 电池结构与叠层电池相容性更好，杭萧钢构子 公司合特光电 2022 年末将投产首条异质结/钙钛矿叠层电池中试线%。上述叠层电池经过制备两个 PN 结的为双结叠层电池，未来经过新工艺调理 半导体资料带隙和界面钝化，可达 30%以上转化功率。
PERC 组件尺度标准化，功率进步放缓。单晶 PERC 电池自 2016 年的转化功率 20.8%， 组件功率 350w，在叠加了半片技能后功率进步至 375w；叠加多主栅技能以及大尺 寸硅片的导入现在转化功率现已来到了 23.8%，功率 550w 较 2021 年进步速度显着 放缓。依据 CPIA 的 2021 年《中国光伏工业开展道路 年 PERC 电池占有 率到达了 91.2%。但现在天合光能 P-PERC 电池的试验室功率现已到达 24.5%，达 到了 ISFH 依据载流子挑选性理论给出的 PERC 极限功率 24.5%，其增效空间不断 紧缩，新技能开释需求火急。
PERC 现在仍占有干流，N 型技能试验室功率不断改写。2022 年上半年以隆基、晶 科和迈为为首的龙头企业 N 型电池功率纪录不断改写，晶科 N-TOPCon 的单晶试验 室功率到达了 26.10%，无铟 HJT 与 HJT 试验室功率别离到达了 25.40%与 26.50%， 有用验证了 N 型电池技能开展的可行性，咱们猜测未来 N 型电池仍将坚持较高的 功率发展。 N 型量产功率超出预期，工业化发展加速。TOPCon 方面，以晶科动力和晶澳科技 为首的“双晶”中试线上的量产功率别离来到了 24.70%与 24.80%，先导智能官微 公告 GW 级 TOPCon 量产功率打破 25%，较现在 PERC 头部企业 23.8%的量产功率 进步了 1%左右，为下流组件带来了溢价空间，依据职业测算，光伏组件功率每进步 1%，单块组件发电量可进步约 6%，体系 LCOE 本钱下降约 4.7%。现阶段 TOPCon 组件商场溢价约 0.1 元/瓦；HJT 方面，现在现已敞开 GW 级出产的安徽华晟和金刚 玻璃的最佳批次功率别离来到了 25.45%与 24.95%。
硅料扩产周期善于工业链其他环节，短期价格仍处高位。据 CPIA 介绍，硅棒、硅 片及电池片环节扩产周期在 6-9 个月，组件环节仅为 3-6 个月，而多晶硅和 EVA 颗 粒等扩厂周期长达 1-2 年，扩产周期不匹配环节构成了供需失衡。回顾历史受 2018 年下半年以来的多晶硅价格低迷影响，2019 年仅东方期望一家新建产能，叠加出产 本钱上升要素 2020 年多晶硅产能不升反降。但后续受下流商场需求影响，多晶硅需 求大幅度上升而 2020 年有通威、协鑫、大全等新建产能需求到 2021 年末和 2022 年 才干开释。现在产能不匹配构成的空窗期使得硅料价格大幅添加，向下传导影响了 硅片和电池片价格一同上涨。据光伏协会 2022 年上半年工业链大会介绍，现在已有 21 家宣告扩产方案，其间 15 家为新进入者，总规划到达了 377.35 万吨。等候规划 产能落地，硅料价格有望下降，现在受需求影响价格将处于高位小幅动摇。
得益于良率和高功率优势，HJT 在硅片本钱上较 PERC 和 TOPCon 有 15-30 微米的 薄片化优势，现在 HJT 一线 微米 HJT 电池片，并开端测验 100 微米等级减薄。TOPCon 受制于高温工艺等要素减薄发展低于 HJT，干流量产 TOPCon 厚度在 135-150 微米左右，估计下一年可减薄至 120 微米。
TOPCon 本钱效益先行，工业化发展处于上升周期。依据咱们计算，已建 TOPCon 产能超越 41.6GW，总待建超越 219.5GW，进入了快速放量时期，这首要得益于 TOPCon 设备的快速降本以及电池自身的功率优势。现在以晶科为首，从 2022H1 就 敞开 10GW 等级以上大规划扩产，依据 2022 年中报介绍通威现在也由中试进入 TOPCon 扩产期，估计将于 2022 年末建成投产 8.5GW TOPCon 电池产线。若未来 TOPCon 与 HJT 的功率差在 1%以内而且坚持金属化本钱优势，则短期内 TOPCon 还将继续享用技能盈余，进一步放量。 HJT 降本途径明晰，等候降本技能工业化。依据 Trend Force 9 月计算，现在 HJT 已 建产能约 11.6GW，2022 方案建造产能 34GW，总规划 197GW，工业化发展低于 TOPCon。现在放量仍以 TOPCon 为主，异质结在工序和结构上具有天然优势，后续 跟着低铟无铟、激光转印、钢板印刷、银包铜、无主栅等等技能的导入有望大幅降 低金属化本钱，但现在 HJT 的经济效益仍弱于 TOPCon。
TOPCon 较 PERC 具有更低的衰减率。依据研讨标明硼氧复合是构成衰减的重要原 因，而 N 型硅片掺杂磷元素有用避免了硼氧复合。PERC 组件首年的衰减约 2%， 之后每年-0.45%，以正泰新能为例，TOPCon 组件首年的衰减率小于等于 1%，逐年 的线%，较 PERC 组件已具有显着优势。N 型组件中，210- HJT 和 TOPCon 组件功率最高都来到了 700W+功率档。 发电端实证 TOPCon 组件发电增益显着。晶科地上电站数据标明，72 片 N 型组件 在水泥地、草地以及白漆地别离较有 3.31%、3.12%以及 5.32%的发电增益。依据正 泰新能产品白皮书，不同区域 N 型组件的增益不同，首要得益于双面增益和较低的 首年衰减率，两者均能带来约 1%的发电增益。现在 TOPCon 以及 HJT 的 210 组件 最高功率均已到达了 700W+的水平。
N 型 TOPCon 组件投标端现已完结溢价。依据咱们收拾的部分上半年组件中标状况 来看，N 型 TOPCon 的溢价水平在 0.04-0.19 元/W 不等，前期 TOPCon 处于推行期 溢价较小，但跟着下流认可 TOPCon 组件的盈余才干开端修正，叠加海外俄乌战役 带来的动力危机和欧洲动力方案- REPowerEU，光伏装机需求再次进步，N-TOPCon 组件在海外有望迎来更高溢价。
TOPCon 降本首要会集在四个方向：1）金属化本钱下降，经过 SMBB、激光转印和 栅线图形优化等技能下降银浆运用量；2）硅资料降本，现在 N 型硅片较 P 型存在 6%-8%的溢价，经过大尺度薄片化下降硅片本钱，现在减薄带来的价格下下降于节 省的硅料本钱，未来不扫除电池厂寻求代切片服务替代购买制品的或许性；3）经过 进步单台产能到达降本；4）进步工艺，双面钝化工艺以及掺杂技能优化进步功率达 到降本意图。一同 TOPCon 干流的 LPCVD 工艺存在石英管/舟损耗问题，现在能够 经过涂层工艺将石英管寿数进步至 4-12 个月，石英舟寿数约 6 个月对应清洗周期 15 天，当时每年替换 2-3 次炉管，石英件本钱 200 万/GW，仍存在较大降本空间。
TOPCon 量产功率打破 25%，功率进步途径明晰。现在先导智能的 GW 级 TOPCon 整线%。下阶段 TOPCon 引进激光 SE 技能估计可将转化功率进步 至 25.5%。后续经过引进 Poly finger 以及双面 Poly 技能可将转化功率进步至 26% 以上。进一步细分，栅线高宽比优化以及金属复合进步别离带来约 0.30%功率进步， 反面吸收光优化进步约 0.10%，正反面钝化进步以及金属触摸进步估计也可别离带 来 0.15%功率进步；硅片质量也可带来 0.25%左右的功率进步。
TOPCon 制备要害-氧化层与掺杂多晶硅层的堆积。依据氧化层和掺杂多晶硅层的 堆积办法的不同,TOPCon 存在多种制备途径。氧化硅层制备中，湿化学氧化法多属 于试验室制备方案，工业上以热氧化和 PEALD 为主。掺杂多晶硅薄膜层则运用薄 膜堆积设备，一般划分为 PVD、CVD 以及 ALD 技能。PVD 技能堆积速率最快但后 盾均匀性较差，可运用于 HJT 的通明电极；CVD 技能首要包含 PECVD 和 LPCVD 运用最为广泛，CVD 设备老练度较高，堆积速率和镀膜均匀性也较为均衡；ALD 设 备堆积速率最慢但均匀性最好。
TOPCon 存在四种干流量产途径，LPCVD+磷扩占有上半年 90%的出货。 1）LPCVD 法，即低压化学气相堆积，在低压条件下热分化气体源或化学反响堆积 所需薄膜，现在职业占比约 67%，国内外起步较早，根底工艺老练但原位掺杂速率 较慢一般合作磷分散炉且存在较重的绕镀问题，但拉普拉斯运用水平插片可将绕镀 控制在 10mm 以内，估计年末推行； 2）PECVD 法，即等离子体增强化学气相堆积，凭借微波或射频等使含有薄膜组成 原子的气体，在部分构成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反响， 在基片上堆积薄膜，现在职业占比约 24%，PECVD 的优势在于能够完结 SiO2 隧穿 层，poly 层，原位掺 P 三合一，削减设备数量进步出产功率，但 PECVD 堆积的 SiO2 隧穿层均匀性较差影响转化功率，一同存在必定的绕镀的问题； 3）PEALD+PECVD 法，运用 PEALD 堆积 SiO2 隧穿层处理原有的不均匀性问题， 一同运用 PECVD 能够较好的完结 poly 层堆积和原位掺杂，削减绕镀； 4）PVD 法，即物理气相堆积，运用氧气电离构成隧穿、硅源靶材炮击的办法进行 堆积 Poly，不存在绕镀问题，但受制于设备价格高且良率约 95%低于 LPCVD 的 97%，工业化发展较慢，职业占比约 9%。
LPCVD 技能道路nm/min，运用单插时 4300pcs，双插时 8000pcs 具 备产能大，氧化成长质量高级优势，一同 LAPLACE 水平插片可将绕镀控制在 10mm 以内。GW 等级的量产功率到达 24.9%，研制试验室功率来到了 25.7%，一同 GW 等级的产品良率到达 97%，在功率、良率、产能以及本钱上达成了较好的统筹。目 前仍存在的问题是石英件的损耗，以现在每年 200 万元/GW 的本钱计算，估计添加 0.002 元/W 的本钱，一同堆积速率依然较慢，存在改进空间。
PECVD 技能道路nm/min，选用原位三合一办法，出产功率较高设备 机台数更低，绕镀面积在 2mm 以内，但良率以及功率数据依旧等候 GW 级验证。 但 PECVD 出产的氧化层不均匀导致功率离散性较高，原位掺杂也会导致陶瓷环导 电缩短石墨舟的保护周期，一同也存在 PH3 耗费过高级问题。PECVD 设备投入低 于 LPCVD，出产功率较高若良率验证具有优势，未来有望迎来较大规划扩张。
PVD 技能道路由江苏杰太主导，磁控溅射需求用到靶材，尽管 PVD 不存在绕镀现 象，但 PVD 设备每 30 天需求保养约 2 天，一同替换靶材也需求 3 天时刻，GW 级 别验证的量产功率为 24.5%，良率仅为 95%，显着低于 LPCVD 道路，一同设备价 格也高于 LPCVD 道路，现阶段 PVD 道路优势不显着，未来扩产速度将会低于 LPCVD 和 PECVD。
LPCVD 与 PECVD 归纳总投入本钱挨近。依据拉普拉斯计算，LPCVD 道路和 PECVD 道路 GW 级 CoO 别离为 0.0313 元/W 和 0.03 元/W，非常挨近。PECVD 需 要额定配备尾气处理和饱满机台，但得益于大产能优势，对应机台数削减。PECVD 和 LPCVD 的归纳总投入本钱别离为 3106.5 万元和 3124 万元，两者距离并不显着， 那未来干流出产途径的考量的便是量产功率以及良率。
POPAID 即 PVD 道路整线价格昂贵，设备出资高于其他道路GW 高效单晶电池智能工厂(一期 8GW)的设备出资额来看，整线 亿 元/GW，单 GW 的 PVD 设备出资额约 4,313 万元，高于 LPCVD 和 PECVD 道路。 PVD 设备在堆积掺杂多晶硅层有无绕镀优势，但仍需 PECVD 设备堆积隧穿层。同 时 PECVD 存在膜层厚度不均匀、气泡等问题。
依据 CPIA 数据显现，2022 年 1-8 月我国光伏装机量 44.47GW，光伏组件出口打破 100GW。2022 年 6 月，SPE 猜测 2022 年全球光伏新增装机量约 270.8GW 到 2026 年到达 458.8GW，考虑现阶段的 N 型技能转型，咱们以为未来今明两年将是电池扩 产的顶峰，2022 年新增电池片产能约 200GW。 现在 TOPCon 已建产能 40GW 以上，依据各家扩产方案，咱们估计2022 年末 TOPCon 产能约 70-80GW，以此计算 2022 年 TOPCon 新增产能浸透率约在 29.85%-34.85% 之间，从扩产规划来看 2023 年 TOPCon 仍能坚持较高的扩产速度。工艺挑选上，若 PECVD 能获得良率优势，叠加大产能和少绕镀优势，则 PE 道路浸透率将会逐渐提 高。
具有 TOPCon 整线交给才干，湿法和堆积工艺设备优势显着。捷佳伟创为太阳能电 池出产设备龙头供货商，中心产品包含 PECVD、分散炉、清洗制绒设备等，对后道 的丝网印刷及各环节的主动化设备均有所触及，产品全面掩盖制绒清洗、分散制结、 刻蚀、制备减反射膜、印刷电极、烧结和主动分选的全工序段。2021 年末就与润阳 光伏签定 5GW PERC+晋级 TOPCon 改造订单，一同 PE-Poly 三合一设备订单开端 落地，10 月 20 日官微公告，N-TOPCon SE 激光及专用高温设备获得批量订单，海 外签定 10GW PE-Poly 道路的 TOPCon 整线 Turnkey 合同。 光伏职业景气量坚持高位，利润率修正显着。依据 CPIA 数据，2022H1 光伏产品(硅 片、电池片、组件)出口总额约 259 亿美元，同比添加 113%，叠加欧洲动力危机等 要素，下流需求旺盛有用带动上游扩产动力。较 2021 年，利润率方面 2022H1 毛利 率+0.87pct，净利率+4.76pct，盈余才干修正显着。受疫情影响，2022H1 存货约 47.01 亿元，占总资产比 32.52%，跟着后续疫情缓解和订单落地有望得到改进。
前瞻布局多元化，钙钛矿设备继续出货。公司在 HJT、IBC 和钙钛矿等技能上也有 所布局。异质结方面，子公司常州捷佳在 2021 年 7 月中试 HJT 电池片首片下线,打 通 HJT 制绒、非晶硅镀膜、TCO 和丝网印刷四大工序，管式 PECVD 已进入量产化 定型阶段，在客户端得到了充沛的验证，截止 2022 年 7 月底完结 GW 级 HIT 电池 产线设备出货。一同，钙钛矿技能道路的 RPD 镀膜设备也中标量产订单，构建起坚 实的技能壁垒，并向钙钛矿整线设备研制拓宽。在当时时点，多技能道路布局也为 后续光伏技能开展途径占有主动权。
中标光伏激光设备大单，新范畴打破性发展。2022H1 公司完结经营收入 11.95 亿元 (yoy+116.29%), 归母净利润 0.94 亿元(yoy+189.84%)，光伏范畴的打破为公司带来 新的成绩添加点。海目星为激光及主动化设备供货商，主营产品掩盖动力电池激光、 3C 消费类电子激光以及钣金激光切开设备及其配套主动化设备。本年 4 月 16 日， 公司发布公告宣告中标晶科动力 10.67 亿元的激光微损设备。10 月 18 日官微公告 光伏高效电池要害激光设备订单批量出货，正式交给客户。
在手订单满足，定增方案扩展产能。到 2022 年 7 月 29 日，公司在手订单约为 72 亿元（含税），比较 2021 年末的 51 亿元（含税）添加约 41.18%，下流对激光加工 需求旺盛，包含多个制作范畴包含动力电池、消费电子、光伏电池和显现面板，给 公司设备交给装置带来必定压力。现在海目星现已发布定增预案，10 月 11 日发布 第三次暂时股东大会审议经过公告，拟定增规划不超越 20 亿元，并方案出资约 27.5 亿元用于扩展产能和弥补资金，其间西部总部及激光智能配备制作基地项目（一期） 将投入部分资金用于光伏激光及主动化设备产能建造。产能扩建打通公司订单交给 瓶颈，跟着下流需求和订单添加，公司有望进一步获益。
首要分为填充和转印两个过程： 1）填充工艺：在填充方位上面放置带有沟槽的特别耗材薄膜，并用两个刮刀别离以 60°和 130°歪斜视点将浆料刮进沟槽中构成凹面糊状外表，最终回转 180°放置。 2）转印工艺：运用激光照耀薄膜反面，吸收满足能量后构成高压蒸汽层，压力到达 必定条件浆料就会开释到基材外表(电池片) 激光转印设备成功出货，渠道型技能布局多技能道路 日，公司官 微宣告全球创始的激光转印设备订单开端交给由中试验证转入量产阶段。前期中试 验证激光转印在光伏各技能道路中对节省银浆耗量、进步印刷一致性、下降栅线遮 光面积以及破片率等具有较高运用远景。PERC 上现已证明 18μm 以下浆料节省 30%，等候电池厂量产数据认证，激光转印技能对金属化本钱降本具有重要意义， 若经济性得到量产验证有望迎来大规划放量。
（本文仅供参考，不代表咱们的任何出资主张。如需运用相关信息，请参阅陈述原文。）
