电力设备新能源行业：降本增效恒久追求新电池技术变革来袭-20230810-国泰君安

2201010202030304040505投资建议光伏产业发展的核心驱动力是度电成本不断下降，降本增效是产业的恒久追求，新一代电池技术有望快速崛起。表：光伏投资标的估值一览代码公司名称收盘价评级隆基绿能555增持通威股份4.5668增持爱旭股份63增持晶科能源5371//增持钧达股份900增持晶澳科技4.39增持天合光能4.8463增持数据来源：Wind、国泰君安证券研究(注：收盘价为2023年8月9日)34//CONTENTS5/IRR和LCOE两大指标衡量电站收益n年净现金流⃞(1+IRR)‘−系统造价×1−贷款比例=年净现金流‘化效率、光伏电站系统总效率、电价及贷款比例等图、以美国市场为例，初始投资、电价、补贴和贷款利息对IRR影connectedsystems:Acomprehensivesensitivityanalysis、究资补贴和年贷款利息。6 LCOE值。LCOE现值−固定资产残值的现值生命周期内发电量图、发电系统LCOE占总系统LCOE比例大图、低WACC情境下，硬件和技术安装成本是LCOE首要影响因素7葡萄牙阿联酋卡塔尔葡萄牙阿联酋巴西埃塞尔比亚乌兹别克斯塔哈萨克斯坦印度中国柬埔寨德国葡萄牙阿联酋卡塔尔葡萄牙阿联酋巴西埃塞尔比亚乌兹别克斯塔哈萨克斯坦印度中国柬埔寨德国匈牙利孟加拉 美分/kWh装机成本下行：平价项目快速增长：最低中标电价连续下降美美分/kWh9876543210864208效率瓶颈：技术难题：效效率/%隆基24.0323.50隆基22.7100500050005000晶科23.95隆基23.26隆基23.605000晶科23.45天合22.61晶科22.78据来源：国泰君安证券研究27%27%201920202021E2023E2025E2027E2029EPERCP型铸锭黑硅电池N-PERT/TOPCon电池26%25%24%23%22%21%20%PERCP型单晶电池异质结电池PERCP型多晶黑硅电池9①单晶PERC电池效率不断提升，单多晶电池转换效率差拉大，产品溢价高于技改带来的非硅成本上升，刺激企业加降本空间：PERCPERC市占比2018201920202021202200%80%60%40%20%0%20202021化学试剂正银产业发展的核心驱动力是度电成本不断下行，带动投资收益率的不断提升，而降本增效是产业发展的恒久追求。在PERC转换效率和降本空间逼近极限的当下，具有更高转换效率的新型电池技术迎来发展窗口期，伏电池技术路线转换效率预测HJTTOPConN型PERT单晶PERCP型铸锭单晶+PERC常规多晶晶硅电池多晶黑硅+PERC1302685683411252511154528006004002000P-typeMonoN-typeMonoxBCHJTTOPConN型PERT单晶PERCP型铸锭单晶+PERC常规多晶晶硅电池多晶黑硅+PERC1302685683411252511154528006004002000P-typeMonoN-typeMonoxBC473202120222023F2024F2025F2026F 降本提效驱动晶硅电池技术迭代：、第一代铝背场BSF电池到第二代RERC电池。在当RERC电池呈现效率和成本优化疲态下，新技术道路的选择N型电池投资提速，产业化进程加速：向图、单多晶及N型电池片产能预估(GW)P-typeMonoN-typeMonoxBC2,0001,5001,0006905004900202120222023F2024F2025F2026F1,07949449149197888647438094HBCTBC黑硅图、单多晶及N型电池片产出预估(GW)13/N型电池投资提速，下一代技术变革来袭N型组件产品加速替代：2023SNEC厂商重点推广产品高效组件产品TOPCon、HJT和xBC组件。TOPConTOPConPERC代主流电池技数据来源：InfoLink钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开路电压和短路电流，提高电池效高极限效率：具有更高的效率极限(28.2%~28.7%)，接近晶体硅太阳能电池理论极限效率(29.43%)。目前，据来源：中科院宁波材料所图、双面钝化TOPCon效率达到28.7%数据来源：Surfacepassivationofcrystallinesiliconsolarcells:Presentandfuture券研究PERCPERC等步骤，工艺PERC保留和利用了现有传统P型电池设备制程。据来源：国泰君安证券研究据来源：中科院电工所、国泰君安证券研究理一种或数种气态物质，在较低压力下，用活，使其发生热分解或化学反应，沉借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，在真空条件下，用物理的方法(真空溅射镀膜)使术。点熟，控制简单容易均匀性好，致密度高位掺杂，轻微绕镀，冷壁成膜速率快位掺杂，无绕镀，冷壁成膜速率快点膜速率慢，有绕度，需要高温器件沉积严重厚度均匀性偏差气泡问题，膜层致密度不高设备成本高，靶材用量大Uptime低膜速度1-3nm/min(in-situdoping)10nm/min(in-situdoping)>10nm/min(in-situdoping)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薄膜绕镀绕镀，需增加额外刻蚀控制较为复杂轻微绕镀易清洗无绕度间本征多晶硅沉积(>120min)磷扩散or掺杂非晶硅沉积(20-40min)晶化退火(30min)产品良率90%-98%预期较LPCVD高，待验证97%(中来)需求or入机/退火炉，刻蚀机技术方案的配套设备取决于技术方案的配套设备常见问题绕镀，石英器件沉积严重气泡，掉粉Uptime低表厂商佳伟创，北方华创等 ALDnPolyPECVD太图、TOPCon产能不同技术路线(GW)中来,10日升,6晶科,55PE-其他,70PVD,4%捷泰PVD,4%亿晶,10沐邦,10英发,13隆基,30上机,16LP,43%正泰PE,16中润,正泰PE,16中润,19PE,53%正泰LP,16通威,2510晶澳PE,27LP-其他,55阿特斯,29天合,3阳,34技术工艺复杂，良率仍有提升空间：TOPCon晶硅沉积及镀氧化层膜等2~3道工序，且存在如硼扩散、去绕度清洗和TOPConPERC电池良率在98%以降本空间大，目前较PERC高0.05元/W：降低硅材用量(减薄硅片)、减低银浆用量(120mg/片)、降低设备价格(1.8亿)、简化工艺、提升规模效应等。人工3%折旧4%硅片62%银浆辅材和…据来源：索比光伏网、国泰君安证券研究nTechnologyoptionsforcostefficientindustrialmanufacturing数据来源：数据来源：InfoLink、国泰君安证券研究注：新技术包含TOPCon、HJT、xBC等412636984998.3865-66412636984998.3865-66图：TOPCon新型电池技术预计将迎快速发展(单位：GW)图：TOPCon产能预估23年底超600GW(单位：GW)完全一体化80%60%40%20%5720222023Q12023Q22023Q32023Q456%45%32%247204377不完全一体化非一体化占比800600400200059%37058%217150117465637260019.734343030 0.5-212120-20144111010101010985631-1-------------------图：下游N型电池技术招标占比提升至50%时间采购机构采购规模N型占比4/23大唐8GW50%4/17华能6GW50%2/21汇能6GW42%2/17电投W32%数据来源：盖锡咨询、国泰君安证券研究图：下游N型TOPcon溢价约0.08-0.1元/wTOPCon溢价(左轴)双面单晶182PERC电池片价格1.41.41.210.80.60.40.2080.060.040.0201-4-232-4-233-4-234-4-235-4-23数据来源：盖锡咨询、国泰君安证券研究-23HJT：具有本征非晶层的异质结电池。通过在P-N结之间插入本征非晶硅层进行表面钝化来提高转化效率。性能优势：转换效率、无光衰、双面发电、温度特性好等。理论转换效率可达27%以上。目前最高记录为隆基股份据来源：摩尔光伏、国泰君安证券研究30%25%20%14,00030%25%20%14,00012,00010,0008,0006,0004,0002,0000----2023年预计HJT产能落地约50GW，规划待建产能超300GW.图、HJT电池产能规划(MW) 效率现有产能在建2023新增2023F产能 效率13100600057003200850200018004,700130014008502850200018004,7001300140085025075060060050034025025020050050500 O1)非晶硅薄膜沉积：借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体在基片上沉积出所期望的薄膜。目前主流方法是PECVD法。技术难点在于：1)低温工艺，避免非晶硅膜层结晶；2)新增设备机台与制TCOTCOPVD反应等离子体沉积)和RPD(物理化学气象沉积)，二者均为物理镀膜法。从已有设备选型来看，RPD设备及靶材成本偏据来源：中科院电工所、国泰君安证券研究薄片化、金属化降本、设备国产化。1)硅片：目前N型硅片较P型溢价7%，未来硅片薄片化及大尺寸将推动硅片成本下降；3)设备：目前HJT投资成本较高，若采用全进口设备HJT单GW设备投资额超10亿元，国产设备单GW设备投HJT。人人力%BOM设备硅片47%动力制造据来源：华晟、国泰君安证券研究图、HJT电池降本路径预测(元/w)据来源：华晟、国泰君安证券研究0BB+银包铜目前被视为HJT降本最有可能率先实现的技术，未来随着银包铜售价的下降，以及0BB配合胶膜克重的电镀铜因为传统银浆丝网印刷技术存在较大差距，初始投资更高，环保方案更复杂以及工序复杂等问题，导致目前优势HJT电池环节HJT组件环节题低温银浆成熟可靠浆料成本约0.13元/W相PERC浆料成本高出约0.08元/W银包铜浆料价格(约50%Ag含)降低约1500-浆料成本节省约0.03-0.04元/W配合丁基胶封装(丁基胶成本增加约0.02元/W,后续考虑EVA替代POE降本)配合高阻水密封胶，成本基本无增加但需调整工艺1.可靠性顾虑2.MW级别oK,大批量使用仍有顾虑激光转印2.节省细栅银浆，银浆单耗19-25mg/W有望下降至16-20mg/W浆料成本节省约0.02元/W无影响1.承载膜未能二次利用，成本优势未发挥出2.浆料长期使用中填覆性不好3.栅线直线度较差钢板网印刷1.细线化可提效2.全开口设计，适应高速印刷节省3.细栅银浆约15%浆料成本节省约0.01-0.02元/W无影响1.网版图形，测试均需改动2.网版寿命低OBB1.促进硅片厚度减薄2.节省主栅银浆，银浆单耗19-25mg/W有望下降至13-16mg/W浆料成本节省约0.03-0.04元/W皮肤膜方案:按照皮肤膜在原有胶膜基础上增加2元/平方以及UV胶水成本，皮肤膜方案增加成本约0.02元/W一体膜方案:按照一体膜在原有胶膜基础上增加1元/平方以及UV胶水成本，组件成本增加约0.01元/W覆膜方案:按照复合膜在原有胶膜基础上增加约3元/平方，复合膜成本增加约0.02-0.03元/W1.SWCT专利顾虑2.电池组件制造过程中EL检测困难3.技术成熟度IBC：llsandaicIndustryBBr3管式扩散干养生长掩膜POCl3管式扩散开孔丝网印刷-局部接触开孔丝网印刷-金属化BBr3管式扩散干养生长掩膜POCl3管式扩散开孔丝网印刷-局部接触开孔丝网印刷-金属化效率优势显著：技术挑战不可忽视：T图、爱旭ABC组件效率位于TaiyangNewsTOPModuleList榜首化学抛光去损伤制绒双面钝化数据来源：天合光能、国泰君安证券研究20,00010,0020,00010,005,00023,00018,5006,5001,4002,000MaxeonVioletr关停ABCAikoIBCCPIIBCValoeIBCTrinaJinruiPolar2022年BC电池全球出货超过1GW，主要仍由Maxeon贡献。随着隆基HPBC和爱旭ABC产能的落地，预估23年xBC出货有望超15GW。隆基：随着HPBC效率、良率逐步提高，隆基加快HPBC产能的落地。爱旭：图、BC电池产能规划(MW)5050,00045,00040,00035,00030,00025,00020,00015,00010,0005,0000现有产能在建产能规划产能效率HPBCLongi数据来源：爱旭股份、国泰君安证券研究数据来源：爱旭股份、国泰君安证券研究 C图：ABC地面双玻组件增益明显数据来源：爱旭股份、国泰君安证券研究图：赛能工商业分布式场景解决方案数据来源：爱旭股份30/投资建议光伏产业发展的核心驱动力是度电成本不