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光伏电池设备行业深度报告持续增长的黄金赛

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(报告出品方/作者:方正证券,申建国)

核心观点

HIT是面向未来的平台型技术

降本增效是光伏产业永恒的旋律。当前时点,光伏产品材料成本下降难度增大,未来光伏相较于其他能源性价比要持续提升,关键在于增效。24%是Perc效率提升天花板,HIT提效潜力远高于Perc,目前各厂商生产效率普遍在24%以上。HIT叠加钙钛矿是多结时代的入门技术,HIT是承上启下的平台型技术。

何时有性价比:已具有性价比,HIT建设正当时

我们测算当前HIT单W成本较Perc高0.25元/W,但合理溢价高0.35元/W,当前投建HIT产能极具性价比。未来两年HIT技术通过设备折旧降低、硅片减薄、银耗下降、靶材耗量下降等路径持续降本,预计22年HIT与Perc生产成本差距降至0.1元/W内。

空间有多大:看好光伏新增装机快速增长,25年HIT设备空间达亿

近十年来,光伏成本下降88%,已经在全球大部分地区实现了平价上网。我们保守估计25年设备更新需求GW,每GW产能投资3亿元,则25年HIT设备市场空间可达亿元。

电池片设备是黄金赛道

(1)相较于其他环节,电池片技术变革快,可升级空间巨大,电池片设备将保持长期高频率更新,是持续增长的黄金赛道;

(2)电池制备工艺可部分沉淀,设备开发有赖于客户配合,行业先发龙头难颠覆。

报告摘要

一、为什么说HIT是面向未来的平台型技术

光伏电池的发展路线

过去5年技术变革使光伏成为成本最低的可再生能源之一:单晶替代多晶,Perc替代BSF是过去光伏降本增效的重要原动力。

目前P-PERC电池仍是主流的高效电池技术,但由于其提效潜力有限,其他电池路线逐渐进入人们视野,其中量产希望较大的是TOPcon和HIT技术。

提效潜力远大于Perc,HIT是连接多结电池的平台型技术

当前时点看,Perc效率天花板在24%左右,而HIT电池的P-n结在非晶硅和晶体硅材料之间形成,导致其提效潜力高于Perc,HIT是单节时代效率次高的技术,实验室效率26%+。

多结电池利用多种材料对于太阳光谱不同的波段吸收,可实现更高转换效率。HIT加上钙钛矿的叠层是多节时代入门级技术,因此认为HIT是一个承上启下的平台型技术。

HIT电池的发展历史

异质结(HIT)太阳能电池自90年代由三洋量产,但由于成本原因未成为主流。近年来,随着技术进步,HIT的转换效率、生产成本不断改善。

HIT的结构:HIT呈对称结构,以N型单晶硅片为衬底,正面依次沉积本征非晶硅薄膜、N型非晶硅薄膜,背面依次沉积本征非晶硅薄膜、P型非晶硅薄膜,掺杂非晶硅薄膜两侧分别沉积透明导电氧化物薄膜(TCO),在TCO两侧顶层形成金属电极。

HIT电池为对称结构,制备流程少

相较于Perc电池,HIT电池主要工艺流程仅4步,工艺流程减少的结果是生产良率提升较容易。

HIT电池与Perc电池主要的设备差异在第二、三道工序,主要是用于非晶硅沉积的PECVD设备以及用于制备TCO的PVD/RPD设备。

HIT耗材降本展望

硅成本:硅片成本:HIT使用N型硅片,目前同等厚度下N型硅片价格比P型高约7%-10%。HIT是低温工艺,可以使用更薄的硅片,硅片可以薄到微米(松下已实现),预计两年N型硅片厚度在-微米。薄片化之后(微米左右)N型和P型硅片价格趋同,预计nmN型硅片价格便宜约10%。

四环节对应原材料:

清洗制绒:KOH、HCL、H2O2、HF、添加剂等,价格较稳定。

PECVD:主要是TMB等气体,成本可以忽略。

PVD靶材成本:靶材核心成分是氧化铟,质量占比在90%以上,剩余10%是氧化锡、氧化钨、氧化铈、氧化钛等金属氧化物,之前主要用在面板行业。靶材价格在-0元/千克左右,消耗量约毫克/片(已有企业称降至毫克),目前靶材成本约6分/瓦。考虑沉积腔室回收、背面使用铟含量低的AZO靶材后,预计22年消耗量可降低至50毫克/左右,假设靶材价格上涨至元/千克,未来靶材成本有望降到4分/瓦。

丝印银浆成本:HIT所用银浆为低温银浆,当前价格较高温银浆更高,主要是量小无规模效应,放量后,价差预计很小(低温银浆技术无太大壁垒)。单耗方面,HIT要求双面刷银电极,Perc为一面银电极一面铝电极。以MBB印刷,单耗毫克/片(Perc约90mg),使用梅耶博格的SMWT单耗可达95毫克/片左右。按当前银浆价格计算,HIT的银浆成本0.23元/瓦,后期使用无主栅等技术,银浆成本0.元/瓦,银浆为降本最关键一项成本。

设备成本:

设备主要差异在PECVD和PVD上。HIT整线设备成本从年的约10亿元/GW下降至最新的4.5亿元/GW,关键在于节拍数的提升。PECVD、PVD都是早已成熟的技术,之前广泛应用于电子领域,技术上不存在绝对壁垒,在光伏场景的关键是如何做大通量。

二、何时有性价比:已具有性价比,HIT建设正当时

HIT发电量优势明显,合理溢价0.35元/W

由于在转换效率,温度系数、光衰、双面率上占有优势,HIT电池发电量可较Perc电池高10%以上,合理溢价0.35元以上。

转换效率:HIT电池由于是在晶体硅和掺杂薄膜硅之间插入了本征薄膜i-a-Si:H,它能有效地钝化晶体硅表面的缺陷,因而HIT电池的开路电压比常规电池要高许多从而能够获得高的光电转换效率。高效率可节约BOS,1%的效率差对应至少6-8分/W的溢价,由于HIT效率高1.5%,对应约0.1元/W溢价。

温度系数:HIT电池结构中的非晶硅薄膜/晶体硅HIT,其温度特性更为优异,低温工艺制造其温度系数为-0.25%/℃,仅为晶体硅电池的温度系数-0.45%/℃的一半左右。额定参数标定均在25℃条件下测量,而组件工作温度可达到50℃以上,HIT发电量至少多5%,理论溢价0.1元/W+。

HIT采用N型硅片,PID衰减少,实验数据全生命周期发电量多5%+,溢价0.1元/W+。

高双面率:HIT双面率90%,Perc双面率70%,假设背面辐照10%,较双面Perc发电量多1%-2%,溢价0.03-0.07元/W+。

三、空间有多大:25年HIT电池设备空间达亿

光伏十年降本82%,发电经济性凸显

光伏是过去十年降本幅度最大的可再生能源。根据IRENA测算,年至年,全球光伏发电加权平均LCOE从0./kWh迅速下滑至0./kWh,降幅高达82%,在可再生能源中降幅最大。光伏发电已具经济性,行业的周期性弱化,成长性凸显。

光伏发电仍有较大降本空间。随着HIT、双面组件、跟踪器等技术设备应用,光伏发电站运维能力提高,行业规模效应进一步加强,光伏度电成本有望持续下降,根据CPIA预测,年后光伏地面电站在大部分地区可实现与煤电基准价同价,预计工商业分布式光伏发电未来前也可实现居民用电侧平价。

新能源发电星辰大海,光伏大潮流已经来临

近期各国均将可再生能源发展上升到战略高度,对气候变化重视程度迅速提升。中国、德国、印度等大国均提出碳排放目标,强调将提升可再生能源发电占比,引领全球走向“碳中和”目标。截至年,光伏发电量全球占比2.7%,相较于煤电的36.4%。天然气的23.3%仍有较大差距,相较于其他能源,光伏行业内生降本能力强,十年间度电成本下降87%,预计未来光伏发电占比将大幅提升。据CPIA乐观预测,未来5年全球年均光伏新增装机量可达GW。

四、重点企业分析(详见原报告)

迈为股份:可供整线高性价比方案,HIT研发力度进度领先,已抢先宣城华晟等数个HIT量产订单。

捷佳伟创:PECVD样机已发运客户;主推的RPD设备相较PVD设备转换效率高0.4%-0.6%,PAR设备样机即将推出,近期不断有订单落地。

报告节选

(报告观点属于原作者,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:。




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