2022年帝尔激光研究报告 光伏激光设备龙头-激光设备市占率全球第一

2022年帝尔激光研究报告光伏激光设备龙头_激光设备市占率全球第一一、光伏激光设备龙头，激光设备市占率全球第一1.1、深耕激光精密加工领域，研发实力雄厚公司于2008年成立，为PERC光伏激光设备龙头，市占率超过80%（根据公司官网披露）。同时公司向TOPCon、HJT、XBC电池激光设备以及激光转印设备拓展布局，未来业绩有望持续高增、强者恒强。公司产品已覆盖下游PERC、XBC、TOPCon、HJT以及钙钛矿电池5大领域，激光转印技术注入增长新动力。（1）PERC：覆盖SE激光掺杂设备、激光消融设备（市占率超80%）。（2）XBC：激光开槽设备（根据帝尔公告，已取得隆基、爱旭订单，市占率近100%）；（3）TOPCon：激光硼扩设备（中试线已验证成功）、特殊浆料开槽设备（已交付中试线）。（4）HJT：LIA激光修复设备（2020年底已成功交付欧洲客户，22下半年欧洲客户再下订单）。（5）钙钛矿电池：P1、P2、P3、P4激光刻蚀设备（已取得头部钙钛矿厂商订单）。（6）激光转印：可运用于PERC、TOPCon、HJT、XBC电池，首台设备已于22年9月交付。1.2、公司业绩持续向好，盈利水平行业领先营业收入维持高速增长。（1）2016-2021年：2021年公司实现营业收入12.51亿元，同比+17.21%，近6年CAGR=59.27%；实现归母净利润3.81亿元，同比+2.11%，CAGR=52.75%。（2）2022H1：实现营业收入6.65亿元，同比+10.75%；2022H1实现归母净利润2.16亿元，同比+21.43%。近年来公司业绩迅速提升的主要原因在于“碳中和”时代光伏行业海内外市场基本实现平价上网，光伏行业景气度提升，光伏需求井喷，公司客户均为光伏行业龙头企业，下游电池组件装机量高速增长，光伏设备需求量旺盛。公司收入结构：光伏激光设备为公司核心业务，占营收比达94%。2018-2021年公司光伏激光设备收入占比均维持在90%以上，CAGR=47%。公司持续聚焦激光设备业务，聚焦光伏行业，随着光伏景气度提升，公司有望持续受益。公司盈利能力优异，毛利率处于行业领先水平。受益公司产品高市占率及设备定制化程度高，2022H1公司毛利率为46.75%，净利率为32.47%，盈利能力显著高于同行业上市公司。2018年以来公司毛利率有所下降的主要原因：受PERC产品成熟度逐步提高及客户订单量快速增加影响，公司调整设备售价。我们认为，未来随着N型电池技术突破以及设备迭代需求，激光设备价值量有望提升，同时公司激光设备进一步放量，盈利能力能够实现企稳回升。深度绑定隆基绿能，在手订单充沛。根据公司公告，公司获隆基系设备订单6.74亿元，其中6.02亿元为2022年以来新增订单，预计以HPBC激光开槽订单为主，在手订单充沛。规模效应逐步凸显，三费管控成效显著。公司管理费用率、销售费用率、财务费用率持续下降。2022H1公司销售费用率、管理费用率、财务费用率分别为2.83%/3.07%/-2.10%，同比-0.06/+0.31/+0.55pct。公司三费费用率维持在5%以下，费用把控能力较强。公司高度重视研发，研发投入稳步增长。2021年研发费用1.04亿元，比上年同期增长83.74%。2022年H1研发费用为0.58亿元，同比增长23.38%，占比营收为8.79%。公司持续加大研发投入，增强技术创新能力，针对XBC、TOPCon、HJT等N型电池工艺进行相应的激光技术研究，同时向激光转印技术延伸，进一步拓展了公司技术储备。截至2021年底公司及子公司合计拥有166项境内外专利。1.3、股权结构稳定，股权激励凝聚信心公司股权结构稳定，董事长李志刚博士为公司实控人。李志刚博士是公司的创始人和实际控制人，直接持有公司41.09%的股份，同时通过武汉速能间接持股公司2.24%的股权，合计持有公司43.33%的股权，股权较为集中，结构稳定。公司实控人具备深厚的技术背景，管理层人才辈出。实际控制人李志刚博士毕业于华中科技大学物理电子学系，是第四批国家“万人计划”、国家科技部“科技创新创业人才”、湖北省“百人计划”、武汉市“黄鹤英才计划”、“武汉市优秀科技工作者”、武汉东湖新技术开发区“3551人才计划”入选者，深耕激光和太阳能光伏领域多年，主导了公司主要产品的研发设计，对光伏行业有很深的造诣。此外，公司核心管理层均具备多年相关研发背景，具备深厚技术底蕴。实施股权激励绑定核心人才。公司在2020年11月针对管理和技术层员工推出股权激励计划，深度绑定核心员工。拟对92名公司高管及核心技术人员授予限制性股票117.6万股，授予价格为每股89.82元。公司设立较高考核目标，彰显长期发展信心。2、TOPCon、XBC、HJT以及激光转印大势所趋，激光设备市场长坡厚雪2.1、双碳背景光伏行业潜力巨大，平价上网驱使光伏需求释放“碳中和”时代全球光伏装机需求井喷。全球已有多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，发展以光伏为代表的可再生能源已成为全球共识，再加上光伏发电在越来越多的国家成为最有竞争力的电源形式，预计全球光伏市场将持续高速增长。据Chinapower数据，2021年全球光伏新增装机超175GW，创历史新高。未来，在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下，全球光伏新增装机仍将快速增长。在多国“碳中和”目标、清洁能源转型及绿色复苏的推动下，预计“十四五”期间，全球光伏年均新增装机将超过315GW。2.2、N型电池技术迭代，TOPCon、XBC、HJT蓄势待发P型电池接近效率极限，N型电池优势明显。P型电池原材料为P型硅片，N型电池原材料为N型硅片。目前主流的P型单晶电池技术为PERC电池技术，该技术制造工艺简单、成本低。随着P型电池逐渐接近其转换效率极限（极限效率24.5%），N型将成为下一代电池技术的发展方向。N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、载流子寿命更长等优点，主要N型路线包括TOPCon、IBC、HJT等。明年N型电池技术路线明确，TOPCon、IBC和HJT有望并行发展。对于电池技术路线的选择，核心问题在于效率和成本的平衡，根据CPIA统计，电池效率每提升1%，成本可下降5%-7%，因此提升转换效率是降本重要路径之一。在N型电池技术路线中，目前三种N型电池技术均能够实现24%以上的量产效率，从提效潜力来看，IBC电池能够分别与TOPCon、HJT电池技术进行结合，升级成为转换效率更高的TBC、HBC电池，并可作为底电池与钙钛矿结合，制备叠层电池，突破30%的转换效率。三种电池技术路线工艺复杂度、兼容性各具特点，未来几年大概率将共存竞争。（1）TOPCon电池：工序为12道左右，可基于PERC电池产线兼容改造，但是该技术工序较长，良率问题仍待进一步提升。（2）HJT电池：4-6道工序，较TOPCon大幅缩减，提效潜力巨大，但是设备投资额成本高昂且完全不兼容传统PERC产线，需要进一步优化产线设备、提升经济性。（3）IBC电池：目前效率最高的技术路径，但是技术相对难度高、工艺复杂、设备投资额相对昂贵，技术难题仍需进一步解决。一、TOPCon电池：可兼容PERC产线，目前转化效率突破25%转换效率上限接近29%，远超PERC极限效率（24.5%）。TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）电池采用N型硅材料作为衬底，硼扩散形成发射极，背面采用一层超薄氧化层和掺杂多晶硅层钝化层，双面丝网形成金属电极。TOPCon优势之一，是其理论转化率上限可到28.7%，接近晶硅极限的29%。TOPCon电池与PERC产线兼容性高，新增投资成本较低（单GW新增5000-7000万元）。从生产工艺步骤来看，TOPCon与现有PERC产线的兼容性较好，最大程度的保留和利用现有P型电池设备工艺流程，在PERC产线上添加硼扩散设备、薄膜沉积设备等，即可升级到TOPCon产线，新增设备投资额仅为5000-7000万元/GW，因此将PERC改造成TOPCon是拉长设备应用周期的较优选择。二、HJT电池：工艺简单，降本路径清晰，或成为下一代主流晶体硅异质结太阳电池（HJT）是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等显著优点，同时HJT工艺采用的设备与PERC不兼容，需采用全新设备。此外HJT电池制作工序大幅简化，主要为四步分别是清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备。而PERC电池制备通常需要9-10道工序，因此HJT电池生产良率较高（仅需4道工序），极具量产优势，被认为是最具长期发展空间的N型电池技术路线。三、IBC电池：转换效率最高，工艺流程复杂IBC电池（Interdigitatedbackcontact，指状交叉背接触电池）的特征是将正负两极金属接触和PN结移到电池片背面。电池正面无栅线遮挡，可实现对光的全面吸收，从而减少光损失；背部采用优化的金属栅线电极，降低了串联电阻。因此IBC电池的转化率最高，且外形美观，商业前景好。但其技术难度高，工艺复杂，且与现有产线不兼容。IBC电池可以结合TOPCon或者HJT产线，突破更高量产效率。随着设备成本的下降和工艺的成熟，IBC可以结合其他电池技术，开发出效率更高的新型电池：1）叠加高质量钝化接触结构，分别与TOPCon、HJT技术结合，形成TBC、HBC电池；2）作为底电池制备叠层电池，PSCIBC叠层电池。除此之外，IBC电池表面纯黑美观，比其他的太阳能电池更适合应用在蓬勃发展的BIPV市场、电子消费市场、军工市场和航天航空市场等。2.3、受益N型技术迭代，光伏激光设备应用前景广阔2.3.1、PERC电池端：激光消融、SE激光掺杂已成为必备产线配置PERC消融工艺是PERC技术的基本工艺，可以有效提高转化效率1.2%左右。PERC高效太阳能电池是通过在电池背面增加钝化层，阻止载流子在一些高复合区域（如电池表面与金属电极的接触处）的复合行为，减少电损失，同时可以增强电池下表面光反射，减少光损失，从而提高电池1.2%转换效率。在PERC技术中，背面电极透过钝化层实现微纳级高精度的局部接触是技术难点之一。只有特制的激光器和光路控制，配合长期积累的工艺经验，才能得到最佳的电池性能。SE激光掺杂可提升电池转换效率0.3%-0.5%。SE电池在晶硅太阳能电池电极栅线与硅片接触部位区域进行高浓度磷掺杂，电极以外区域进行低浓度浅掺杂，这种结构可以减少发射极表面少子的复合，而金属电极和发射极之间又能形成良好的欧姆接触，从而获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，提高电池转化效率。SE激光掺杂具有提效简单、工艺流程简单、投入成本低、设备紧凑等特点，已逐渐成为行业主流的选择性发射极制备方式。2.3.2、TOPCon电池端：激光硼掺杂提效显著TOPCon电池可以通过激光硼掺工艺实现0.2%-0.3%的提效。通过激光硼掺杂可帮助TOPCon电池在正面对硼硅玻璃进行选择性掺杂，实现选择性发射极SE结构，降低电极区域的接触电阻，有望提升电池的转换效率绝对值0.2%-0.3%以上水平。TOPCon的SE硼掺（激光硼掺）工艺较PERCSE掺杂更为复杂。硼在硅的固溶度低于磷，掺杂难度更高，在推进时需求更高的能量。即使用激光掺杂时（即与PERC的SE方式类似），需要采用功率更高的激光器。因此PERC电池产线中的激光掺杂设备在TOPCon产线中不能兼容沿用，需要重新购置激光掺杂设备。我们认为，激光掺杂是TOPCon生产工艺中的关键步骤，伴随掺杂难度提升，激光设备价值量也有望显著提升，预计TOPCon硼掺杂设备单GW价值量将突破2000万元以上。2.3.3、HJT电池端：LIA激光修复工艺具备提效降衰作用LIA激光修复技术可提升HJT电池转换效率。异质结电池结构中α-Si：H/c-Si的界面存在大量的界面态（Si悬挂键），在光照的情况下，对此结构进行加热退火，可以有效减少界面态（Si悬挂键）密度，降低界面复合，从而提高非晶硅的钝化效果。通过超高功率激光照射HJT电池片，产生大量光生载流子改变氢的价态，能够改善TCO层导电性能，降低接触电阻，从而提高电池的转换效率。激光LIA修复设备具有提效降衰作用，单GW设备价值量有望突破3000万元。LIA激光修复技术，除了能够提升转换效率外，还可以降低暗衰减。修复工艺的核心是能否将效率提升稳定保持到组件上，主要路径有LED光注入和激光LIA设备。激光LIA设备兼具抗衰减和提效双重功能，且可以有效降低组件端衰减，已成为HJT光注入修复路径中的重要选项，较传统LED工艺具备绝对优势。根据帝尔激光投资者关系活动记录表，其激光LIA设备曾获量产订单，单台设备价格不低于300万元，对应激光LIA设备单GW价值量约3000万元。2.3.4、IBC电池端：激光开槽技术为必需工艺激光开槽技术可应用于IBC背面钝化层开膜上。在IBC电池的激光应用方面，激光开槽技术可应用于IBC背面钝化层开膜上，实现背面P\N钝化膜层的精准消融，另外，N和P的接触孔区需要与各自的扩散区对准，否则会造成电池漏电失效，因此可以通过激光开槽的方法来将接触区的钝化膜去除，形成接触区。激光开槽技术替代传统IBC电池采用光刻的技术路线，可以简化工艺流程，大幅度降低生产成本。参考公司与隆基订单公告，预计N型IBC技术的激光价值量在2000-3000万/GW左右。2.3.5、激光转印：新兴金属化通用技术，可应用于PERC、TOPCon、XBC、HJT电池路线激光转印是一种新型的通用型无接触式金属化技术。电极金属化用于制备太阳能电池的电极，是光伏电池制造的必备工序，而激光转印技术通过在特定柔性透光材料上涂覆所需浆料，采用高功率激光束高速图形化扫描，将浆料从柔性透光材料上转移至电池表面，从而形成栅线。激光转印较目前主流丝网印刷技术优势显著，有望后来居上成为市场主流。相比于传统的丝网印刷，激光转印主要的优势在于：（1）激光转印的栅线可实现超细线宽（18微米以下），可节省浆料达30%；（2）激光转印为非接触式印刷，可以避免传统丝网印刷存在的隐裂、破片、污染、划伤等问题，从而能够显著降低电池的破损率，提高生产的良率，且更适用于未来薄片化、大尺寸硅片生产。激光转印技术是新兴金属化通用技术，未来产业化空间广阔。激光转印在PERC、TOPCon、HJT、IBC电池中均可应用，参考PERC丝网印刷设备价值量，预计激光转印设备单GW设备价值量达2500万元以上。根据公司投资者关系活动记录表，目前公司是唯一一家拥有激光转印技术储备厂商，并已在全球范围内申请激光转印专利保护。2.4、市场空间：2025年光伏激光设备订单市场空间有望达106亿元，2020-2025年CAGR=62%核心假设：（1）全球光伏新增装机量：根据CPIA，2022年全球光伏新增装机量预计达240GW，假设按1：1.2容配比，2022年全球电池片产量为288GW。（2）各电池渗透率：基于对4种电池技术路径生命周期判断，PERC渗透率逐年下降，XBC电池目前工艺难度较大，预计随着技术路线成熟，渗透率逐步提升；TOPCon短期内由于兼容性高占据领先态势，长期来看HJT依靠更大的降本潜力有望后来居上，成为市场主流技术，渗透率迅速提升。（3）设备价值量：参考公司订单公告设备价值量作为参考，随工艺技术路线成熟、成本降低，我们假设PERC、TOPCon、HJT、XBC激光设备价值量逐年降低。综上，保守测算2025年光伏激光设备订单市场空间有望达106亿元，2020-2025年的CAGR为62%，激光设备应用前景广阔。3、一骑绝尘，打造激光设备平台型公司3.1、公司复盘：受益“碳中和”时代，公司股价经历两个上升周期公司股价经历两次上涨周期(以2019年5月17日股价和创业板指数作为公司股价与创业板指数基数折算)。（1）第一段周期（2019/5/17-2020/1/17）：行业角度：据Chinapower数据，2019年全球光伏新增装机市场达到114.5GW，同比+17.5%，行业景气度较高。光伏电池片技术加速朝向PERC/PERC+进步，光伏电池片转换效率显著提升，市场对新型电池片需求较旺。公司角度：公司紧密跟随光伏电池片技术迭代，具备PERC、SE、MWT等技术并正在研发激光扩硼技术，且2019年公司SE太阳能电池激光设备收入规模增长较快，带动公司经历第一个上升周期。（2）第二段周期（2020/6/30-至今）：行业角度：2020年为“碳中和”元年，多国提出“碳中和”目标，光伏装机需求井喷，据Chinapower数据，2020/2021年国内光伏新增装机量为48.20GW/54.88GW，同比上涨约60.13%/13.86%，光伏行业维持高景气度。公司角度：公司2020/2021年营业收入分别为10.72/12.57亿元，同比+53.19%/+17.21%，且公司在手订单充足，激光LIR技术、IBC工艺等技术已有量产订单。3.2、竞争格局：光伏激光设备龙头，呈高度垄断态势与国内外知名光伏企业合作，全球领先的激光应用装备解决方案供应商。深耕多年形成丰富的解决方案知识库，为不同客户提供定制化解决方案，逐渐形成公司品牌效应。公司持续加大研发投入，已成功将激光加工技术应用到PERC、MWT、TOPCon、IBC、HJT等高效太阳能电池及组件技术，是行业内少数能够提供高效太阳能电池激光加工综合解决方案的企业。下游客户覆盖全球主流光伏厂商：隆基股份、通威股份、爱旭科技、晶科能源、晶澳太阳能、天合光能、阿特斯太阳能、韩华新能源、东方日升等头部光伏电池、组件厂商建立紧密联系，引领了光伏激光技术的创造性应用。公司太阳能电池激光工艺设备全球市占率第一。根据公司公告，2021年在国内主要光伏电池厂商的PERC工艺产线上，公司的PERC激光消融和SE掺杂设备市占率超过80%。经过多年竞争，德国罗芬、美国应用材料等国际知名激光加工厂商已逐步退出光伏领域竞争，而目前仅有德国3D-micromac、友晁能源、迈为股份、大族激光、海目星等占有少量市场份额。3.3、公司激光技术领先，锁定未来电池片赛道公司专注于太阳能电池技术开发，核心技术筑成了公司的护城河。公司自成立以来，针对包括PERC、TOPCon、HJT、IBC等多种高效太阳能电池技术储备，并向激光转印通用技术延伸，不断夯实激光领域技术护城河。3.4、可转债加码面板激光设备，激光技术有望拓展新方向可转债获深交所审核通过，拟募资8.4亿元加码光伏激光转印及面板激光设备。2021年6月，公司向不特定对象发行可转换公司债券申请获得深圳证券交易所创业板上市委审核通过。本次可转债拟发行不超过8.4亿元，拟用于高效太阳能电池激光印刷技术应用研发项目、新型显示行业激光技术及设备应用研发项目、补充流动资金，分别拟投入3.31、2.60、2.49亿元。公司激光转印技术储备深厚，当前在进行不同工艺及尺寸的样机试制及产线匹配。公司对激光印刷相关技术