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1、2023 年深度行业分析研究报告 慧博智能投研 目录 目录 一、概述.1 二、市场空间.6 三、行业壁垒.9 四、竞争格局及龙头复盘.13 五、相关公司.16 六、行业前景.22 一、概述一、概述 1.BC 电池起源与収展电池起源与収展BC 电池(back contact)全称为背接触电池,其基型是 IBC 电池(交叉指式背接触电池),与其他晶硅电池路线最大不同在于:发射极、表面场和金属电极都做在电池背面,并交叉指式分布,电池正表面无任何栅线遮挡,最大限度地利用入射光,减少光学损失,带来更多有效发电面积,拥有高转换效率,且外观上更加美观。传统晶体硅太阳电池的发射极和表面场结构一般位于电池两侧,
2、对应的正负金属电极也位于电池正负表面以便于收集从光生载流子分离出的空穴和电子,同时正面由于金属栅线的存在对电池有一定的遮荫损 失,造成电池短路电流的降低。一方面为了让太阳电池收集更多光生载流子,另一方面为了避免正面金属半导体接触电阻损失,IBC 电池应运而生。(a)是 Schwartz 等早在 1975 年设计的 IBC 电池二维结构示意图,该电池最大特点是发射极区域和背表面场区域交错地分布在电池背面,发射极和背表面场之间有一个窄的无掺杂间隙,同时在电池背表面覆盖一层绝缘层(一般采用 SiO2 钝化层或 SiO2/SiNx 叠层钝化层),再把相应位置的绝缘层刻蚀掉使正负电极分别与发射极和背表面
3、场接触。(b、c)通过对电池正面结构进行诸如 Al2O3 钝化和黑硅技术等优化,在工艺复杂度不增加前提下对电池背面进行发射极和背表面场绝缘性优化设计,使得 IBC 电池转换效率能得到进一步提升。1985 年,Verlinden 等在标准光照下,制备出转换效率为 21%的 IBC 太阳电池;2004 年,美国 SunPower 公司通过采用点接触和丝网印刷技术开发出第一代大面积(149cm2)转换效率为 21.5%的 IBC 电池;三年后,SunPower 公司在原有电池技术的基础上,通过工艺优化和结构改进,研发出平均效率为 22.4%能批量生产的第二代 IBC 电池;2014 年,SunPow
4、er 公司继续在 n 型 Cz 硅片上制备出第三代最高效率达到 25.2%的 IBC 电池。2.BC 电池结构拆解电池结构拆解 SunPower 提出第一代 IBC 电池结构,其后基本奠定了 IBC 电池技术路线的电池结构和工艺框架:1)电池前表面陷光绒面,无栅线遮挡,避免了金属电极遮光损失,最大化吸收入射光子,实现良好短路电nW9UpWhWNAaXhZcVMAnPmOnPaQdNbRpNqQnPrNlOnNmNfQpPsP6MqQwPuOnRnONZrMqR 流;2)电池背面制备呈叉指状间隔排列的 p+区和 n+区,以及在其上面分别形成金属化接触和栅线;由于消除了前表面发射极,前表面复合损失
5、减少;3)前表面远离背面 p-n 结,为了抑制前表面复合,需要更好的前表面钝化方案;同时需要具有长扩散长度的高质量硅片(如 N 型硅片),以降低少数载流子在到达背结之前的复合;4)采用钝化接触或减少接触面积,大幅减少背面 p+区和 n+区与金属电极的接触复合损失;5)增加前表面场 FSF,利用场钝化效应降低表面少子浓度,降低表面复合速率的同时还可以降低串联电阻,提升电子传输能力。IBC 电池结构拆解:背面 emitter 和 BSF 交替的叉指式结构是 IBC 电池的关键技术,可以采用掩膜、光刻和激光等技术实现。3.BC 电池工艺流程电池工艺流程(1)IBC 电池正面工艺,主要为前表面钝化扩散
6、电池正面工艺,主要为前表面钝化扩散和基材选择和基材选择 前表面:由于 IBC 电池前表面没有金属栅线遮挡,所以前表面的钝化性能需要足够优异才能最大化发挥IBC 电池的结构优势。IBC 太阳电池正面采用金字塔结构和抗反射层改善光捕获效果,钝化层底下可通过扩散方式形成前表面场(FSF)或者 p 型浮动结(FFE)结构。(2)IBC 背面工艺背面工艺 在 IBC 太阳电池的工艺优化中,叉指状的 p+和 n+区结构是影响电池性能的关键。优化 p+区占比、减小金属接触面积有利于 IBC 太阳电池性能的提高。p/n 区制备:IBC 太阳电池背面一般可采用印刷源浆、光刻、离子注入或激光掺杂等方式形成叉指状的
7、p+区和 n+区。(3)金属化金属化 金属化:行业量产多采用丝网印刷和铜蒸镀/电镀两种方式。IBC 电池是商业化晶体硅电池中工艺最复杂、结构设计难度最大的电池。核心工艺在于制备 PN 结、钝化镀膜以及金属化栅线。IBC 对基体材料要求较高,制备背部 PN 结需要图形化技术,需多次掩膜和光刻技术,对 gap 区域需非常精准。此外,为了还需添加钝化结构提升少子寿命,对镀膜工艺要求也很高,整体生产成本较高。4.BC 电池优势电池优势 IBC 电池相较其他电池技术路线,具有以下优点:(1 1)电池效率高电池效率高 电池正面没有金属栅线遮挡,可消除遮光电流损失,实现入射光子的最大化利用,短路电流比常规电
8、池可提升 7%左右;由于正面没有电极的接触影响,可以对绒面结构、钝化减反射层进行更精细设计,在增加光吸收的同时减小载流子在正面复合损失,可以提高电池开路电压和短路电路,从而获得更高转换效率的 IBC 电池。(2 2)栅线可优化程度高栅线可优化程度高 正负金属电极均位于电池背面,不必考虑栅线遮挡问题,可以对金属栅线结构做最大程度优化,例如适当增大栅线宽度、优化栅线形状以降低电池串联电阻,并增强对长波光子的背反射功能,从而提高电池填充因子和短路电流。(3 3)封装简便封装简便 背接触电池在组件封装时更方便,完全可以通过自动化操作对组件进行共面相连,不必像传统电池那样,在焊带串联时把一片电池的正面主
9、栅与另一片电池的背面主栅相连,也能降低压力形变带来的不利影响。(4 4)外形美观外形美观 背接触电池的组件封装可以尽可能减小电池间隙,提高单位面积电池密度,从而提高发电量,并且背接触电池正面色调更均匀美观,适用于光伏建筑一体化,具有很好的商业化前景。IBC 效率优势显著,稳居晶硅电池最高效率记录。IBC 电池在效率上优势明显,基于 IBC 电池结构的组件,效率长期领先于 HJT、TOPCon、PERC 等电池路线。2023 年 6 月,爱旭股份将可交付组件功率提升至 24%,实现组件效率的大幅领先。二、市场空间二、市场空间 1.应用空间大,天然适合分布式场景,集中式电站是未来方向应用空间大,天
10、然适合分布式场景,集中式电站是未来方向 BC 电池应用场景丰富,天然适用于分布式光伏场景。由于 BC 电池正面无栅线,外表更美观,更契合分布式户用场景需求,特别是 BIPV,可以充分结合 BC 组件的美观和建筑艺术,做到光伏建筑一体化。以海外主要市场欧洲为例,欧洲大部分新增装机量都以分布式为主,且欧洲更喜欢黑色屋顶的建筑风格,十分契合 BC 电池的特点。近年来国内外分布式装机量增速明显高于集中式,2022 年,国内分布式新增装机量占比 58.47%。由于 BC 电池可以做成柔性组件,具有重量轻、可弯曲的特点,多应用于车辆、轮船、卫星以及承重能力较差的建筑物上。2.双面率提高双面率提高+成本降低
11、后将提升集中式电站市场份额成本降低后将提升集中式电站市场份额 BC 电池在集中式电站使用较少主要原因在于双面率低和成本高:1)隆基、爱旭已经开始尝试将背面栅线做得更窄更高以提高双面率,且不能仅以双面率的绝对值来衡量是否适用于电站,而是要看生命周期 内的发电总量,BC 电池虽然双面率低,但是由于正面无遮挡,光损失相比其他电池更少,根据隆基绿能公告,正面和背面的光照对发电量的贡献差距非常大,背面的散光率只有正面的 6%,对发电量的影响远远小于正面,随着技术进步,BC 电池全生命周期发电量或将更高;2)电站业主方考虑的是 LCOE,BC 电池目前的困难仍在于成本阶段性较高,未来随着成本逐渐下降,其在
12、集中式电站的市场份额也将逐步提升。3.头部企业坚定看好头部企业坚定看好 BC 电池,加速产业化布局电池,加速产业化布局 光伏行业中头部企业对行业发展方向的影响是巨大的,其逻辑在于,当一个新的电池技术出现时,总会面临着工艺复杂、成本过高的产业化问题,这些产业化的问题只有在不断的产业化实践中才能得到解决。而这些产业化的实践往往需要一线大厂的带领,因为一线大厂有一定的技术、规模和成本优势,其具备承受产业化早期问题的能力,而二三线厂商不具备相关能力,没有技术积累实现技术突破,也无法承担高成本的压力。以 TOPCon 的发展为例,在晶科布局 TOPCon 之前就有小企业开始入局 TOPCon,但彼时正值
13、硅片大尺寸化浪潮,大尺寸化带来的产能提升和成本下降拖延了晶科等一线大厂对新技术的布局进度,导致TOPCon 电池产业化进程被延迟,等晶科开始布局 TOPCon 之后,才有大量玩家投入到 TOPCon 的产业化实践中。2023 年隆基绿能半年度业绩说明会上,董事长钟宝申表示:“未来 5-6 年,BC 类电池将会是主流”,行业头部企业的公开表态吸引了大量玩家对 BC 电池的关注,推动更多企业投入到对 BC 电池的研发和制造中,这些产业化的实践活动会加速解决 BC 电池产业化的难题。4.BC 产能有望加速扩张,带动激光、串焊产能有望加速扩张,带动激光、串焊机等设备增量需求释放机等设备增量需求释放 目
14、前隆基绿能已基本攻克 PN 结隔离和电池串联的工艺难点,现有约 30GWHPBC 产能持续爬坡;其西咸 50GW、铜川 12GW、西安 20GW 待建项目计划于 2024-26 年陆续建成投产,且大概率以 BC 技术为主。爱旭股份目前拥有 10GWABC 电池组件产能,并规划于 2024 年陆续建设义乌 15GW、济南10GWABC 电池组件产能。随着 BC 电池组件产能的加速扩张,相关设备供应商有望率先受益。从价值增量角度看,PN 结开膜隔离需增加 2-3 道激光工艺应用,测算 P 型 BC 电池产线对应激光设备价值量 达 2000-3000 万元/GW,N 型 BC 电池对激光设备需求更高
15、;而若采用电镀激光图形化工艺,相应激光设备需求量将进一步提升。此外,在串焊环节 BC 电池一般按两两一组分开焊接,有别于目前按串进行焊接的工艺,也将带来更高精度要求的串焊机需求。三、三、行业行业壁垒壁垒 1.工艺流程环节增多,制程精度要求提高工艺流程环节增多,制程精度要求提高 根据电池结构,相同钝化技术下的背接触电池与常规电池工艺的主要区别有两点:1)正面扩散层材料选择不同。常规电池中,正面扩散层起发射极作用,与晶硅衬底载流子类型相反,例如 TOPCon 电池采用 N 型衬底,则正面扩散层掺硼获得 p+-Si;背接触电池中,正面扩散层起前场作用,与晶硅衬底载流子类型相同,例如 TBC 电池采用
16、 N 型衬底,则正面扩散层掺磷获得 n+-Si。2)背面工序不同。背接触电池的结构导致了背面制作工艺较为复杂。一方面,背面存在两种类型的扩散层,需要增加一道扩散环节;其次,为了分离两种类型的扩散层,需要增加两道激光工序做好背面分区。2.电池端增加多道激光工序,激光设备重要性显著提升电池端增加多道激光工序,激光设备重要性显著提升 以 TBC 路线为例,常规 TBC 工艺流程包含三道激光环节,第一道实现图形化,第二道隔离 N/P 区,第三道衔接金属化。光伏电池中少数载流子运动的根本动力是 PN 结内建电场,为了让电极接收到载流子,结构中的 PN 接触只能由衬底/异型扩散层组成,例如 TBC 中有且
17、只能由 N 型衬底/p-poly-Si 成为 PN 结,杜绝 n-poly与 p-poly 接触导致短路的行为是非常关键的,也是 xBC 电池被认为工艺难度大的主要原因。常规镀膜、扩散工艺的对象是整面材料,第一道激光的目的是去除部分一次掺杂后的膜层,划分 N/P 区域;第二道激光在制作另一掺杂类型膜层以后,去除 N 型掺杂与 P 型掺杂区的接触部分,实现 P/N 隔离,在电池背面建立独立的电子/空穴传输通道;第三次激光去除部分 SiNx,以保证金属浆料与硅形成直接接触,顺利导出载流子。在有限的硅片面积里,精准控制 P/N 区的位置、间距涉及到激光与材料的相互作用。激光依靠材料内部粒子间的热传递
18、破坏工作区,使其能被轻易去除。连续激光会在材料表面产生较大面积和深度的热影响区,易对工作区周围的材料造成破坏。脉冲激光是一种冷加工方式,激光脉冲时间越短,热影响区越小,工作区定位越精确,对其他区域的破坏程度越轻。考虑到微观粒子的热传导时间在 10-9s-10-12s 量级,在热被传递到下一个粒子之前完成熔解,可以有效减轻热影响。脉冲是指激光不连续发生并作用在材料表面,激光发生的持续时间不同,对材料的影响不同。当脉冲宽度压缩到纳秒(ns,10-9)量级,材料表面瞬间气化,同时产生冲击波;当脉冲宽度压缩到皮秒(ps,10-12)量级及以下,材料在晶格震动前就被气化,仅有较小的冲击波。userid:
19、93117,docid:150696,date:2024-01-08, 当前当前 xBC 工艺中运用的激光技术都属于减材法,无论是开槽,或者曝光,都是以去除材料为目的。工艺中运用的激光技术都属于减材法,无论是开槽,或者曝光,都是以去除材料为目的。减材法又分为直接减材法、间接减材法。激光刻蚀就是一种直接减材法,利用超短脉冲打掉表面材料,可作用在任意区域,对材料的包容度也较大;间接减材法包括激光成像曝光(LDI)、激光辅助化学腐蚀等,通过激光改变材料在化学试剂中的腐蚀速度,再根据腐蚀时间控制腐蚀厚度,效率更高、反应更可控。常规工艺路线外,激光增材法在掺杂环节也表现出良好的应用前景。激光脉冲沉积、激
20、光诱导热氧化、激光诱导相变是三种被认为有望应用于光伏的激光技术。增材法契合选区工艺的需求,直接对目标区域改性,例如激光诱导下,单晶硅相变为多晶硅(poly)。且根据脉冲宽度的不同,工艺区可以控制在纳米-微米尺度。在背接触结构中,最后一道激光开槽和金属化密切相关。在背接触结构中,最后一道激光开槽和金属化密切相关。减反层开孔面积决定金属栅线线宽、高宽比等参数,高宽比越小,复合电流越小,开路电压提高。并且,N/P 区开口需要对准相应的扩散区,且 BC电池钝化层相对较厚,优质的开口深度和位置才能保证金属浆料的有效接触。金属浆料,无论是纯银浆还是银铝浆,在金属浆料,无论是纯银浆还是银铝浆,在 BC 电池
21、中的应用都是相对局限的。电池中的应用都是相对局限的。从工艺角度看,BC 电池背面 N/P 区面积、形状都不同,且间隔排列,丝网印刷网版方案需要重大调整。N/P 区金属化导电机 制不同,对浆料的需求就不同;浆料体系不同,烧结固化的温度随之变化。N/P 区协同共烧需要制作烧结窗口相互匹配的浆料,难度提高;从性能角度看,硅基衬底产生的光生载流子,无论是电子,还是空穴,都向底部电极运动,对浆料的接触、复合提出更高要求。背面碱抛使得绒面平坦化,接触电阻增大,对浆料导电性提出要求;从成本角度看,背面栅线对光照遮挡的要求较低,考虑到电极面积越大越利于电流输出,这种情况下银浆耗量大、成本高。铜电镀从工艺、性能
22、、成本三方面更适配铜电镀从工艺、性能、成本三方面更适配 xBC 工艺路线升级。工艺路线升级。从工艺角度看,铜电镀图形化或采用直写/掩膜光刻技术,对比背面 N/P 分区的工艺要求,难度相对降低,可简化流程;从性能角度看,光刻工艺下,铜栅线线宽灵活可调且更加精细,易找到电流输出与接触面积的最佳平衡点,且纯铜栅线相比银浆导电性更好;从成本角度看,铜的材料成本低,能在一定程度上降低之前行业所诟病的 xBC 电池生产成本。3.组件端:全新的互联方式,串焊环节变化较大组件端:全新的互联方式,串焊环节变化较大 BC 电池背面电极排布特殊,对有效光照面积没有极致利用的需求,对焊带形状的包容性相对较高。组件互联
23、工艺延续电池端对 N/P 区精细隔离的高要求,尤为重视局部绝缘化处理,当前市场给出的 xBC组件方案可以分为柔性互联和刚性互联。柔性互联方案使用焊带直接串接多片电池片,对绝缘化处理有两种思路:1)使用绝缘胶,隔离焊带和周围细栅;2)制作导电段与绝缘段交替分布的特殊焊带。以隆基方案为例,同一条焊带的导电段同时焊接相邻两个电池片的正极区域和负极区域。刚性互联方案使用金属件连接相邻电池片,相同极性的 busbar 终止于在电池片某一侧的焊盘区域,金属件连通相邻电池片的不同极性输出端。连接件由导电材料组成,可以是金属、合金或者含金属元素的化合物。金属件中间多处开孔为应力缓解区,提高组件连接可靠性。该方
24、案中,busbar 与不同极性连接件、不同极性 busbar 汇聚区域之间要保证良好的绝缘,防止短路。无论是何种互联方案,考虑到 xBC 电池为单面焊接,硅片易受热弯曲,增加工艺难度,当前市场主流串焊设备难以满足需求,需要搭配 BC 电池专用串焊机。四、竞争格局及龙头复盘四、竞争格局及龙头复盘 1.Maxeon 率先开启产业化,国内龙头加速差异化技术量产率先开启产业化,国内龙头加速差异化技术量产 IBC 电池技术起源于 1975 年,Maxeon 公司前身 SunPower 率先开启产业化进程。1975 年,Schwartz和 Lammert 首提背接触式光伏电池概念,最初应用于高聚光系统中。
25、1984 年,斯坦福教授 Swanson研发了 IBC 类似的点接触太阳电池,在聚光系统下转换效率 19.7;并于 1985 年创立 SunPower,研发 IBC 电池。2004 年,SunPower 采用点接触和丝网印刷技术研发出第一代大面积的 IBC 电池 A-300,电池效率为 21.5%。2007 年,SunPower 研发出可量产的平均效率 22.4%的第二代 IBC 电池。2014 年,SunPower 公司在 N 型 CZ 硅片上制备第三代 IBC 太阳电池,最高效率达到 25.2%。2020 年,SunPower 分拆为 SunPower 和 Maxeon,由 Maxeon
26、负责 IBC 的电池组件的研发和生产。国内企业坚定选择差异化 BC 电池路线,商业化进程提速。2017 年,天合光能天合光能公司通过自主研发,在 6英寸的 N 型单晶硅上实现了 24.13%的 IBC 太阳电池光电转换效率。2019 年,黄河水电公司黄河水电公司建立国内首条 IBC 电池量产线,获得 23.7%的量产 IBC 太阳电池光电转换效率。此后,隆基绿能隆基绿能推出 HPBC 电池技术,并在 2022 年实现西咸 15GWHPBC 电池产能的投产,量产效率超 25.5%。爱旭股份爱旭股份珠海首期6.5GWABC 电池项目实现投产,平均量产转化效率达到 26.5%。2.复盘复盘 Maxe
27、on全球第一个实现全球第一个实现 IBC 技术商业化的企业技术商业化的企业 Maxeon 是美国上市、全球领先的电池组件厂商,TCL 中环为第一大股东。2020 年,TCL 中环与道达尔(Total)达成合作,分拆 SunPower,参股在新加坡注册成立 Maxeon(MAXN)。Maxeon 承载SunPower 除美国和加拿大以外的全球生产(包括专利)和销售业务,拥有 SunPower 马来西亚及菲律宾电池工厂、中国电池及组件合资公司工厂(环晟光伏)、墨西哥组件工厂、以及遍布世界的销售中心、新加坡总部以及研发中心等实体。公司掌握全球 IBC 及叠瓦专利体系,享受美国扶持政策,欧美渠道及品牌
28、优势显著。截至 2023 年 2 月 24 日,TCL 中环持股比例达到 43.46%,为公司第一大股东。Maxeon 是全球 IBC 电池技术的奠基者和领军者。1984 年,斯坦福教授 Swanson 研发 IBC 类似的点接触太阳电池,并在 1985 年创立 SunPower,研发 IBC 电池;2004 年,SunPower 菲律宾工厂(25MW产能)规模量产第一代 IBC 电池,转换效率最高 21.5%,组件价格 5-6 美金/瓦。2023 年 6 月,Maxeon 公开全尺寸 Maxeon7 组件口径效率测量值达到 24.7%,该数据已由美国国家可再生能源实验室(NREL)确认。其次
29、,现有产品中,已经开始向欧洲发货的 Maxeon6 组件效率为 23%,安装工作已经开始;并且,公司的 Maxeon3 组件 24%的效率版型可在 2023 年第四季度发货。IBC 组件产销规模达到 GW 级,较常规组件溢价超 0.27 美元/W。截至 2023 年 6 月,公司 IBC 电池产能为 1GW,并有 500MW 规划产能预计 2024 年释放。2019 年以来,公司持续保持 GW 级的 IBC 组件销量。由于 IBC 组件发电性能优异、外形美观,超额溢价显著,2020 年以来较海外组件均价高出 0.27美元/W 以上。五、五、相关公司相关公司 1.隆基绿能:光伏行业头部企业,隆基
30、绿能:光伏行业头部企业,BC 电池电池领导者领导者 隆基绿能业务涵盖光伏全产业链,盈利能力不断增强。隆基绿能业务涵盖光伏全产业链,盈利能力不断增强。隆基绿能是头部光伏一体化企业,专注于为全球客户提供高效单晶硅太阳能发电解决方案。公司业务涵盖单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产制造和销售,提供电站的开发和系统解决方案。2018-2022 年受益于光伏需求爆发,公司 4 年间营业收入CAGR55.63%,2023 年前三季度实现营收 941 亿元,同比增长 8.55%,实现利润 116.48 亿元,同比增长 6.4%。分产品来看,太阳能组件、硅片和硅棒贡献绝大部分收入。马太效应强化,头部企业强者
31、恒强。马太效应强化,头部企业强者恒强。虽然目前光伏行业尚处于产能过剩的下行周期,但在政策和产业经济性选择的推动下,我们认为低端产能将逐渐被出清,市场集中度逐渐增加。在强者更强的背景下,企业要有足够的能力才能撑过“退潮期”,而隆基优势将持续巩固其头部企业地位:优势一:新型电池布局全面,生产技术领先同行。优势一:新型电池布局全面,生产技术领先同行。随着 PERC 电池量产效率逼近极限,新型 N 型电池渗透率不断提高,未来将逐渐占据光伏市场,在电池片处于技术迭代的背景下,企业的技术储备是竞争的核心要素。2022 年,隆基 HJT 实验室效率 26.81%打破世界记录;BC 电池方面,隆基推出的 HP
32、BC是国内最早推出的 XBC 产品之一,Hi-Mo6 量产效率达到 25.1%,升级版 Hi-Mo6Pro 量产效率将达到25.3%,公司技术积累深厚。优势二:全球化品牌优势显著。优势二:全球化品牌优势显著。光伏产业链的终端是地面电站,每个电站的投资成本都是巨大,而每个电站项目需要维持 25-30 年的运行时间,因此对于电站企业而言,上游的组件必须要选择非常可靠的企业,因此会很看重企业的品牌力,隆基作为行业头部企业,有着很强的品牌效应。根据 PVBL,隆基绿能在 2022 年全球光伏品牌 100 强榜单中以组件 974.08 分/综合 956.1 分摘得双冠,品牌力优势显著。2.爱旭股份:押注
33、爱旭股份:押注 ABC 电池,将受益于电池,将受益于 BC 行业収展行业収展 专注电池片环节,已成专注电池片环节,已成 BC 电池电池领先企业。领先企业。爱旭股份是全球主要的光伏电池片提供商,主要从事高效太阳能电池的研发、生产和销售,为客户提供组件及整体解决方案。2019-2022 年营收稳步上升,3 年间CAGR79.46%,2023 年前三季度实现营收 226.17 亿元,同比下降 12.43%,主要原因系珠海 10GWABC电池及配套组件项目尚未实现盈利,目前 6.5GW 电池片产能已经建设完成,预计年底将完成额外3.5GW 电池片及 10GW 配套组件产能。利润方面,公司利润受行业周期
34、、疫情影响而波动,2023 年前 三季度实现净利润 18.87 亿元,同比增长 35.73%。公司盈利能力经过 21 年调整后逐步回升,2023 年前三季度毛利率为 19.72%,利润率为 8.34%,未来随着产品降本,期间费用管控能力的加强和 BC 电池市场份额的提升公司盈利能力将持续增加。全力押注全力押注 BC 电池,打造差异化产品。电池,打造差异化产品。目前 TOPCon 已经开始大规模量产,市场份额逐渐提升,但伴随着多玩家大规模量产带来的问题是 TOPCon 收益的下降,TOPCon 逐渐成为标准化产品,盈利能力持续恶化。爱旭押注 ABC 电池打开了差异化的市场,与 TOPCon 相比
35、,ABC 电池具有更高的转换效率,根据爱旭公司公告,ABC 电池平均量产效率已经达到 26.5%,处于行业领先水平。爱旭推出的“黑洞”系列产品外表更为美观,适合于分布式户用场景,未来随着分布式及 BIPV 市场规模的不断扩大,公司将成为核心受益者。3.帝尔激光:光伏激光领军者,帝尔激光:光伏激光领军者,N 型时代凸显技术红利型时代凸显技术红利 光伏激光领军者,技术覆盖广泛。光伏激光领军者,技术覆盖广泛。帝尔激光是全球光伏激光设备领先企业,实现 N 型电池路线全覆盖,并拓展半导体、消费电子等行业。公司产品包括激光消融、激光 SE、激光转印、LID 激光修复等,可 为客户提供定制化产品服务。公司营
36、收持续增长,受益于下游光伏行业景气度持续增加,2019-2022 年间营收 CAGR23.67%,2023 年前三季度实现营收 11.52 亿元,同比增长 9.4%,实现利润 3.39 亿元,同比增长 0.93%。公司业务盈利能力强,毛利率常年维持在 45%以上,净利率维持在 30%以上。N 型电池片需求旺盛,帝尔将凭借技术优势抢占更多市场份额。型电池片需求旺盛,帝尔将凭借技术优势抢占更多市场份额。随着 N 型电池片市场占比逐渐增加,光伏行业对激光设备的需求也在不断增加,帝尔激光作为光伏激光设备行业头部企业,具备多重技术优势,公司的激光消融和 SE 设备可以帮助提高电池转换效率,将逐渐成为 T
37、OPCon 标配产品,LID 激光修复设备可提高 HJT 转换效率,目前已经取得量产订单,激光开槽和开孔设备广泛用于 BC 电池,将率先享受 BC 电池产业化发展的红利。4.海目星:技术积累浓厚,成为光伏激光领域新秀海目星:技术积累浓厚,成为光伏激光领域新秀 深耕激光和自动化领域,从深耕激光和自动化领域,从 3C/锂电等领域向光伏拓展。锂电等领域向光伏拓展。激光及自动化综合解决方案提供商,主要从事动力电池及储能电池、消费电子、钣金加工等行业激光及自动化设备的研发、设计、生产及销售,2021年,公司进行内部组织架构调整,新增光伏事业群,2022 年在 TOPConSE 设备取得突破并陆续取得订单
38、。截至目前,公司 TOPConSE 设备市占率约为 40%。同时,在 TOPCon 激光辅助快速烧结设备(LAS)已实现突破,并已成功完成出货,该项技术可以提高 TOPcon 电池转换效率,最新增益已突破0.3%。在光伏领域,除 TOPCon 技术以外,公司在 BC 电池新品研发方向上已完成产品验证并获得了客户认可。2018-2022 年间公司营收 CAGR 为 50.48%,2023 年前三季度实现营收 33.61 亿元,同比增长41.78%,利润为 3.12 亿元,同比增长 41.60%。5.英诺激光:激光器自制优势,光伏激光潜力选手英诺激光:激光器自制优势,光伏激光潜力选手 公司聚焦激光
39、加工器和激光模组,依靠自制激光器优势布局光伏场景。公司聚焦激光加工器和激光模组,依靠自制激光器优势布局光伏场景。公司主要从事研发、生产和销售微加工激光器和定制激光模组,是全球少数同时具有纳秒、亚纳秒、皮秒、飞秒级微加工激光器核心技术和生产能力的工业激光器生产厂商之一,是全球少数实现工业深紫外纳秒激光器批量供应的生产商之一。由于公司业务并未完全开展,更多从事前期研发当中,2019-2022 年间公司营收 CAGR 为-3.76%,2023 年前三季度实现营收 2.23 亿元,同比下降 7.47%,利润为-0.07 亿元,同比下降 128.96%,主要原因在于公司研发费用过高,2018-2022
40、年间公司研发费用稳步增加,4 年间 CAGR18.92%,2023 年前三季度研发费用占比 23.32%。专家型技术团队,为公司实现技术突破持续赋能。专家型技术团队,为公司实现技术突破持续赋能。公司创始人赵晓杰博士毕业于华中科技大学光电子工程系,后进修日本分子科学研究所博士后,先后发表 50 多篇激光相关论文,具有资深技术背景,除创始人之外,其他核心研发人员也均有相关技术背景,团队技术氛围浓厚。如今光伏激光技术尚有升级空间,专科出身的创始团队+浓厚的研发背景助力公司技术突破,未来将会转化为业绩,有望成为光伏激光行业一匹黑马。6.广信材料:公司盈利反转,绝缘胶将成为广信材料:公司盈利反转,绝缘胶
41、将成为 BC 组件标配品组件标配品 公司盈利逐渐修复。公司盈利逐渐修复。公司主营业务为 PCB 阻焊油墨、PCB 线路油墨(湿膜光刻胶)、消费电子外观结构件涂料、汽车内外饰涂料等为主的 PCB 光刻胶、专用涂料等电子感光材料的研发、生产和销售。受国内外经济形势、新冠疫情的冲击、上游原材料价格波动及竞争激烈的行业现状,公司 2020-2022 年油墨、涂料业务毛利率同比有所下滑,净利润同比减少,2023 年随着光刻胶盈利能力大幅改善,公司营收逐渐修复,2023 年前三季度公司实现营收 3.95 亿元,同比下降 6.4%,下降原因在于公司涂料业务尚需时间修复,实现利润 0.36 亿元,实现扭亏为盈
42、。光刻胶将成为光刻胶将成为 BC 电电池组件标配产品,公司将充分受益池组件标配产品,公司将充分受益 BC 电池产业发展。电池产业发展。由于 BC 电池电极均在同一面,在封装时若正负电极均与导电物接触则会导致电池短路损坏,因此需要用绝缘物品将电极与背板隔离,公司的绝缘胶可满足电池组件中的绝缘需要。公司通过多次工艺改进和产品性能测试,目前已经在下游太阳能光伏电池组件企业实现销售并快速增长,公司将受益 BC 电池产业化进展的不断加快,实现业绩突破。7.其他相关公司其他相关公司 六、六、行业前景行业前景 1.IBC 电池的提效方向电池的提效方向 IBC 电池的提效方向,现阶段主要为提高 IBC 太阳电
43、池的钝化效果。除了对现有工艺(如前表面场、选择性掺杂和先进陷光技术等)的优化外,IBC 太阳电池技术与光电转换效率提升方向可以分为两种:(1)通过提高)通过提高 IBC 太阳电池的钝化效果提效太阳电池的钝化效果提效 包括叉指背接触异质结(HBC)电池和多晶硅氧化物选择钝化背接触(POLO-IBC/TBC)电池,主要在于应用载流子选择钝化接触可以抑制少数载流子在界面处的复合速度,从而有效提高 IBC 太阳电池表面钝化效果。(2)作为底电池应用于叠层电池中)作为底电池应用于叠层电池中提升光利用率提升光利用率 随着钙钛矿电池技术的发展,随之衍生的钙钛矿 IBC 叠层太阳电池(PSCIBC)受到研究者
44、们的重视,成为突破晶硅电池光电转换效率壁垒的重要选择。其主要技术在于具有高带隙的顶部电池能够吸收短波长的光,具有低带隙的底部电池则可以对长波长的光进行吸收,从而使叠层太阳电池能够更大程度地利用太阳能,提高 IBC 太阳电池的短路电流。(3)TBC 电池和电池和 HBC 电池技术前景广阔电池技术前景广阔 随着设备成本的下降和工艺的成熟,IBC 电池逐步形成三大工艺路线:1)以 SunPower 为代表的经典IBC 电池工艺;2)以 ISFH 为代表的 POLO-IBC 电池工艺;由于 POLO-IBC 工艺复杂,业内更看好低成本的同源技术 TBC 电池工艺(TOPCon-IBC);3)以 Kan
45、eka 为代表的 HBC 电池工艺(IBC-SHJ)。目前,经典 IBC 电池获取的效率溢价,难以覆盖增加的成本,该工艺路线竞争力逐步减弱,业内已将目光投向更有前景的 TBC 电池和 HBC 电池技术。2.TBC:目前性价比最高的:目前性价比最高的 IBC 电池工艺路线电池工艺路线 TBC 电池结合 IBC 电池高的短路电流与 TOPCon 优异的钝化接触特性,从而获得更高的转换效率。TOPCon 电池正表面存在较高的金属接触复合,TBC 电池不存在该问题。将 TOPCon 电池钝化技术用于 正面无遮挡的 IBC 太阳电池,能在不损失电流的基础上提高钝化效果和开路电压,从而获得更高的光电转换效
46、率。受益于 TOPCon 电池工艺的成熟,TBC 工艺成为目前性价比最高的 IBC 电池工艺路线。目前 TBC 电池技术难点主要集中在背面电极隔离、多晶硅钝化质量的均匀性以及与 IBC 工艺路线的集成等。当前制备TOPCon 电池的关键设备 LPCVD/PECVD 已经成熟,推动 TOPCon 电池整套量产工艺成熟的同时,带动了 TBC 电池工艺的成熟。SunPower 和国内尝试量产 IBC 电池的企业,纷纷向该技术路线转型。TBC 电池不仅能够应用于 N 型晶硅基底,也可以应用于 P 型基底,在光电转换效率提升和成本降低方面都有巨大潜力。3.HBC:新一代最有収展潜力的晶硅电池工艺路线:新
47、一代最有収展潜力的晶硅电池工艺路线 HBC 电池将 HJT 电池技术和 IBC 电池技术有机结合,利用 HJT 电池结构非晶硅优越的表面钝化性能,并借鉴了 IBC 电池结构正面无金属遮挡的优点。与 IBC 电池结构相比,HBC 太阳电池采用氢化非晶硅(a-SiH)作为双面钝化层,在背面形成局部异质结结构,基于高质量的非晶硅钝化,获得高开路电压。与 HJT 太阳电池相比,HBC 太阳电池前表面无电极遮挡,采用减反射层取代透明的导电氧化物薄膜(TCO),在短波长范围内光学损失更少,成本更低。HBC 电池具备大短路电流和高开路电压的双重优势,代表着晶硅太阳电池的最高光电转换效率水平。电池具备大短路电
48、流和高开路电压的双重优势,代表着晶硅太阳电池的最高光电转换效率水平。2014 年 4 月,日本松下将 IBC 技术与 HJT 技术结合,在 143.7cm2 的 N 型硅片上实现 25.6%的电池转换效率,为当时在标准测试条件下世界最高转换效率;同月,日本 Sharp 在 3.72cm2 小硅片上,制备出转换效率达到 25.1%的 HBC 电池样片;2016 年 9 月,日本 Kaneka 宣布在面积为 180cm2 的 HBC 电池结构上实现了世界最高转换效率 26.33%;2017 年 8 月,Kaneka 又将该记录提高至 26.63%,为目前晶硅太阳能电池研发效率的最高水平和记录。HB
49、C 太阳电池兼具 IBC 太阳电池与 HJT 太阳电池在结构与工艺上的难点,主要体现在工艺流程复杂、设备昂贵、配套工艺及辅材要求高:1)需要掩模、开槽、掺杂和清洗才能完成制备背面 PN 区,制程复杂,比如 Kaneka 的方案,就高达 8 个工序,涉及 5 个不同设备,制程复杂而昂贵,而主流 PERC 电池只需一道炉管扩散工艺就完成 P-N 结的制备;2)本征和掺杂非晶硅镀膜工艺,工艺窗口窄,对工艺清洁度要求极高;3)负电极都处于背面,电极印刷和电极隔离工艺对设备精度要求高;4)低温银浆导电性弱,需要跟 TCO 配合良好,壁垒高供给少;5)低温电池制程,客户端需要低温组件封装工艺配合。HBC 电池量产有待时日,未来降本方向在于提效的同时简化和减少工艺步骤。所有背接触结构的实现通常都会增加整个制造过程的复杂性,且背接触方案的工艺实现需要合理的图形化方案和精准的掩膜对准技术,未来最佳的解决方案是通过简化和减少工艺步骤来降低生产成本,同时提高 HBC 电池的转换效率,以及在两者之间取得平衡。