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电力设备及新能源行业深度分析:TOPCon迎规模量产技术红利释放-230528(20页).pdf

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电力设备及新能源行业深度分析:TOPCon迎规模量产技术红利释放-230528(20页).pdf

1、 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。1 20232023 年年 0505 月月 2828 日日 电力设备及新能源电力设备及新能源 行业深度分析行业深度分析 TOPConTOPCon 迎规模量产,技术红利释放迎规模量产,技术红利释放 证券研究报告证券研究报告 投资评级投资评级 领先大市领先大市-A A 维持维持评级评级 首选股票首选股票 目标价(元)目标价(元)评级评级 行业表现行业表现 资料来源:Wind 资讯 升幅升幅%1M1M 3M3M 12M12M 相对收益相对收益 1.6-4.2 0.0 绝对收益绝对收益 -1.1-9.4-3.5 杨振华杨振华 分析师分析师

2、SAC 执业证书编号:S06 相关报告相关报告 行业背景:行业背景:N N 型时代拉开帷幕,型时代拉开帷幕,TOPConTOPCon 率先脱颖而出率先脱颖而出 当下部分厂商的 N 型电池量产效率已经达到 25.5%(通威股份,TOPCon,2023 年 4月),而 2022 年 P 型电池的主流转换效率在 23.2%,相较于 2021 年仅有 0.1%的提升,N 型电池量产效率较 P 型已经有 2.3%左右的优势。随着产业链上下游的配合,有望看到 2023 年 N 型电池对 P 型的快速替代,其中 TOPCon 电池由于其性价比高、核心设备已国产化、提效路径清晰等因素率先

3、大规模量产。技术路径:技术路径:T TOPCOPConon 钝化层制备路径仍未定型,钝化层制备路径仍未定型,P PECVDECVD 和和 L LPCVDPCVD 为主流为主流 此前 TOPCon 的主流技术路径是以晶科、钧达为代表的 LPCVD,2022 下半年开始,行业内的新投产能出现了偏好 PECVD 路径的风向,代表公司有通威、天合、晶澳等。通过测算两种路径的设备投资成本和耗材成本,两种路径的成本差异不明显,LPCVD 和 PECVD 目前的设备投资成本在每 GW1.7 亿和 1.6 亿元,总体的非硅成本差异在单瓦几厘钱。此外,通威的 PECVD 路径下的 TOPCon 最新量产效率已和

4、晶科相当,也就是说路径选择带来的效率和成本差异不明显。未来更需关注新技术如降低银耗、选择性发射极叠加等带来的效率提升。此外,POPAID 和 PEALD 路径相对小众,由中来股份和尚德电力主导,目前尚未向主流方向发展。产业进展:产业进展:2 2023023 年年 TOPCTOPConon 出货占比将出货占比将近近 4 40%0%,量产效率,量产效率进一步提升进一步提升 TOPCon 正处于技术红利期,行业产能扩张超预期。经不完全统计,产业端已有 26家公司公布 TOPCon 的建设规划,2022 年已投 TOPCon 产能超过 132GW,2023 年新增投产规划超 270GW。我们预计 20

5、23 年 TOPCon 出货在 160GW+,占全年组件出货的近 40%。领先企业 TOPCon 电池量产效率已至 25.5%,预计 2023 年将进一步提升。经济性:较经济性:较 P PERCERC 的超额收益将拉大,技术红利将逐步兑现的超额收益将拉大,技术红利将逐步兑现 1)发电增益:TOPCon 组件的低光衰、弱光响应能力强等优势,带来发电小时数的提升和衰减损失的减少,综合来看,可给电站端带来 5%左右的发电量增益。2)电站 BOS 成本下降:当下同版型的 TOPCon 组件功率较 PERC 高出 6.4%,预计可带来BOS 成本同比例的下降。3)组件价格提升:价格端,2022 年 1

6、月至 2023 年 4 月,TOPCon 组件相较 PERC 的溢价在 0.11-0.25 元/W,呈上行趋势。4)组件成本下降:成本端,硅料进入下行周期、多主栅技术带动银耗持续降低,有望看到 2023 年TOPCon 组件和 PERC 打平。综上,TOPCon 的盈利优势将进一步扩大。T TOPCOPConon 进入进入 2 2023023 年的规模量产阶段,产业端盈利兑现年的规模量产阶段,产业端盈利兑现 TOPCon 产业发展趋势明确,效率提升路径清晰,建议关注电池片、组件、设备领域的投资机会。1)电池片端:钧达股份、聆达股份、沐邦高科、亿晶光电等;2)组件端:晶科能源、通威股份、天合光能

7、、晶澳科技、中来股份、东方日升、阿特斯。风险提示:风险提示:T TOPCOPConon 产业化进展低于预期,产业化进展低于预期,H HJTJT、I IBCBC 等新电池片技术进展超等新电池片技术进展超预期预期,测算不及预期,测算不及预期 -13%-3%7%17%27%37%--05电力设备及新能源电力设备及新能源沪深沪深300300 999726929行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。2 内容目录内容目录 1.行业背景:N 型时代拉开帷幕,TOPCon 率先脱颖

8、而出.3 1.1.光伏 N 型时代到来,TOPCon 电池量产效率超 PERC.4 1.2.TOPCon 上下游产业链完备,四大因素助力其在 N 型中脱颖而出.5 2.工艺流程:由磷扩散改为硼扩散,并新增隧穿氧化层制备.6 3.技术路径:TOPCon 技术路径仍未定型,PE 和 LP 为主流.8 4.产业进展:2023 年量产效率将超 25.5%,产能扩张超预期.12 5.经济性:随着转换效率的提升,TOPCon 超额盈利有望扩大.15 6.投资建议.18 7.风险提示.18 图表目录图表目录 图 1.TOPCon 产业链图谱.3 图 2.电池提效的五大核心要素.4 图 3.N 型硅片相较 P

9、 型硅片的优势.4 图 4.P 型及 N 型电池效率对比.5 图 5.PERC、HJT、TOPCon 电池转换效率理论上限.5 图 6.TOPCon 电池结构示意图.6 图 7.隧穿氧化层钝化接触结构的能带图.6 图 8.TOPCon 与 PERC 的工艺流程对比.6 图 9.LPCVD 反应腔室结构示意图.9 图 10.PECVD 反应腔室结构示意图.9 图 11.TOPCon 电池转换效率.13 图 12.2022 年 1-11 月 TOPCon 与 PERC 组件价差.16 图 13.2023 年 1-4 月 TOPCon 与 PERC 组件价差.16 表 1:TOPCon 新投产能的技

10、术路径选择.8 表 2:4 种技术路径的设备参考.9 表 3:LPCVD 与 PECVD 技术对比.10 表 4:LPCVD 及 PECVD 设备成本测算对比.10 表 5:LPCVD 与 PECVD 路径下电池成本测算.11 表 6:TOPCon 产能投放规划表(预测,不完全统计).12 表 7:2023 年光伏级 POE 粒子需求测算.14 表 8:TOPCon 组件带来的发电量增益测算.15 表 9:一体化 TOPCon 组件企业有望成本与 PERC 打平.17 4WlY2VlX8ZAUkZ1WiYfW8ObPaQtRnNmOpMkPpPrMeRsQwP7NmMvMvPpMqPxNsRp

11、M行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。3 1.1.行业背景:行业背景:N N 型型时代拉开帷幕,时代拉开帷幕,T TOPCOPConon 率先脱颖而出率先脱颖而出 20232023 年年 T TOPCOPConon 进入大规模量产阶段,技术红利在产业端逐步兑现。进入大规模量产阶段,技术红利在产业端逐步兑现。光伏产业已经进入由电池片技术变革主导的新周期,未来 3-5 年将是 TOPCon、HJT、IBC 等新型电池技术的大力发展期,新旧技术更迭时,率先布局新技术的企业首先享受技术变革带来的红利。2022 年产业链

12、上下游围绕 TOPCon 共同布局,2023 年 TOPCon 走向大规模量产,技术红利逐渐兑现。1)设备端:TOPCon 首先在钝化层制备上出现差异,设备是技术的载体,在 LPCVD 与 PECVD技术路径之争中涌现出拉普拉斯、捷佳伟创等一系列公司;在降本提效过程中,又涌现出帝尔激光、海目星、英诺激光等一系列激光设备公司。2023 年 TOPCon 预计新增扩产 270GW 以上,钝化层制备设备厂商的收入具备增量空间,随着新增产能的投建,设备端盈利逐渐兑现。2)电池片端:TOPCon 电池的非硅成本较 PERC 高出 3-4 分钱/W 且呈下降趋势,硅成本随硅料降价而和 PERC 差异缩小,

13、回顾 2022 年 1-11 月,TOPCon 电池售价较 PERC 高出 0.06-0.17元/W,较 PERC 享有超额收益。2023 年新增 270GW 的 TOPCon 规划中,约 120GW 以上是一体化组件厂的自用产能,剩下的新增 TOPCon 电池片产能相较 PERC 仍为稀缺的优质产能,将仍然享有较 PERC 产能的盈利增益。钧达股份、聆达股份、沐邦高科、亿晶光电等企业为典型的TOPCon 电池制造企业,钧达股份的产能规划最高,达到 44GW,其他电池厂的扩产规划在 10GW上下。3)组件端:TOPCon 组件凭借其优异的弱光响应和低衰减性能,给下游电站带来 5%左右的发电增益

14、,并给电站端带来与功率提升幅度相匹配的 BOS 成本下降,为电站降低度电成本提高项目收益率。经测算,组件端成本有望在 2023 年和 PERC 打平,因此其超额盈利有望随效率的提升而扩大。自 2022 年起,晶科能源、天合光能、晶澳科技、通威股份均已制定了 30GW以上的产能规划。4)胶膜:TOPCon 组件对于封装材料有跟高的抗水汽与抗 PID 性能的要求,因此胶膜材料从EVA 向 POE 转变,在 POE 粒子供给相对紧张的情况下,POE 类胶膜占比较高的胶膜厂盈利弹性大。传统胶膜龙头福斯特的粒子保供能力最强,明冠新材等 POE 胶膜占比较高。图图1.1.TOPCon 产业链图谱产业链图谱

15、 资料来源:公司官网,安信证券研究中心 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。4 1.1.1.1.光伏光伏 N N 型时代到来,型时代到来,T TOPCOPConon 电池量产效率超电池量产效率超 P PERCERC T TOPCOPConon 电池相较电池相较 P PERCERC 电池的不同主要在于硅材料与钝化技术方面。电池的不同主要在于硅材料与钝化技术方面。光照射太阳电池后会产生各种能量损失,一般分为光学损失和电学损失,在技术层面的改进主要在于减少电学损失。光学损失是由电池正面电极遮挡,或电池表面反射光能量的

16、损失带来的,减少光学损失的方法包括 1)增加减反射涂层,2)使用最小栅线遮挡面积技术,如 MBB。电学损失主要指电阻损失,减少电学损失的方法包括:1)选用晶体结构更好的硅片,如 N 型硅片;2)改进 p-n结形成技术,如离子注入技术;3)研发新型钝化技术,如氧化硅、氮化硅、非晶硅钝化等技术;4)改善金属接触技术;5)提高表面处理。TOPCon 电池效率的提升主要在于硅材料和钝化技术的改变。N N 型硅片在少子寿命、光致衰减、杂质容忍度方面好于型硅片在少子寿命、光致衰减、杂质容忍度方面好于 P P 型硅片。型硅片。P 型或 N 型硅片都可用来制备光伏电池,但目前量产转换效率较高的电池,均制备 N

17、 型单晶硅衬底上,N 型硅片有三个优点 1)少子寿命长:相同电阻率的 N 型硅片的少子寿命比 P 型硅片高出 1-2 个数量级;2)光致衰减不明显:P 型硅片基底掺硼(B),N 型硅片基底掺磷(P),因此 N 型硅片的硼氧对含量较少,进而使得硼氧对导致的电池性能衰减不明显,光衰不明显的好处体现在组件端,助力 N 型组件在生命周期内发电量的提升;3)对金属杂质容忍度高:N 型硅片对金属杂质不敏感,铁、铜等金属对 P 型硅片的影响均比 N 型硅片要高。在硅料厂、切片厂以及硅片制造企业的共同努力下,2022 年起 N 型硅片开始量产,并呈现出薄片化趋势,N 型时代拉开帷幕。图图2.2.电池提效的五大

18、核心要素电池提效的五大核心要素 图图3.3.N 型硅片相较型硅片相较 P 型硅片的优势型硅片的优势 资料来源:太阳能光伏技术与应用沈文忠,安信证券研究中心 资料来源:安信证券研究中心 P P 型电池提效放缓,型电池提效放缓,N N 型电池量产效率已超越型电池量产效率已超越 P P 型电池效率极限。型电池效率极限。2022 年 P 型电池的主流转换效率在 23.2%,相较于 2021 年仅有 0.1%的提升;行业内部分厂商的 N 型电池量产效率已经达到 25.5%(通威股份,TOPCon,2023 年 4 月);N 型电池的试验室效率最高已经达到 26.7%(中来股份,TOPCon,2023 年

19、 4 月);N 型电池量产效率较 P 型已经有 2.3%左右的优势。从电池效率的理论极限来看,PERC 电池的理论极限在 24.5%,TOPCon 电池的极限在 28.7%,HJT的极限在 27.5%,也就是说当下 TOPCon 的量产效率已经超越 PERC 极限,且仍有提效空间。随着产业内对于 N 型电池的持续投入,有望看到 2023 年 N 型电池渗透率的提升,并实现对 P型电池的快速替代。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。5 图图4.4.P 型及型及 N 型电池效率对比型电池效率对比 图图5.5.PER

20、C、HJT、TOPCon 电池转换效率理论上限电池转换效率理论上限 资料来源:CPIA,公司公告,安信证券研究中心 资料来源:ELSEVIER,安信证券研究中心 1.2.1.2.TOPCTOPConon 上下游产业链完备,四大因素助力其在上下游产业链完备,四大因素助力其在 N N 型中脱颖而出型中脱颖而出 四大因素助力四大因素助力 TOPConTOPCon 在在 H HJTJT、I IBCBC 等等 N N 型技术中率先脱颖而出。型技术中率先脱颖而出。PERC 电池打下基础、核心设备国产化、降本提效路径清晰、高性价比。1 1)P PERCERC 电池打下基础:电池打下基础:从工艺流程角度来说,

21、TOPCon 电池和 PERC 电池的主要差异仅在于硼扩散和隧穿氧化层制备,其他流程可沿用 PERC,且电池制作可承受高温;而 HJT 电池工艺流程温度要控制在 200以下,与现有产线设备不兼容;IBC 电池在制作背面 P、N 区时,需要精准控制背面发射极和背场的间隔,工序繁多。因此在设备、工艺等方面,PERC 电池为TOPCon 打下基础,使其在产业端快速接受。2 2)核心设备国产化:)核心设备国产化:当下单 GW 的 TOPCon 电池设备投资额仅高出 PERC 约 4-5 千万左右,单GW 设备投资额在 1.5-1.7 亿元,而 HJT 的单 GW 投资额在 3.5-3.7 亿元,是 T

22、OPCon 产线的 1倍左右。TOPCon 电池结构首先在德国 Fraunhofer 研究所提出,彼时用于制备隧穿氧化层和多晶硅层的设备主要为国外厂商,如 Tempress(丹麦)、SEMCO(澳大利亚)、Centrother(德国),但当下该设备均已实现国产化,国内厂商涌现,如 LPCVD 路径的拉普拉斯、红太阳、北方华创、普乐、赛瑞达,PECVD 路径的捷佳伟创、金辰股份,PEALD 路径的微导纳米,以及POPAID 路径的江苏杰太。3 3)降本提效路径清晰:)降本提效路径清晰:经过产业端的验证,预计在经过栅线优化、背面陷光结构优化、正面SE 技术、浆料优化、硅片质量改善等提效方式叠加后,

23、TOPCon 量产效率有望突破 26%以上。4 4)高性价比:)高性价比:电池片端,TOPCon 相较于 PERC 电池的单瓦非硅成本高出 3-4 分钱,主要来自于银耗、设备折旧、其他化学试剂费用、良率;硅成本方面,当下 TOPCon 电池使用的硅片厚度在 130 微米,PERC 电池使用的硅片厚度在 150 微米,随着硅片薄片化的发展,硅片每减薄10 微米,预计将节约 0.1g/W 的硅成本。2022 年 1-6 月,同尺寸的 TOPCon 电池片售价比 PERC高出 0.06-0.17 元/W,相较 PERC 电池具有超额收益。组件端,TOPCon 的弱光效应和低衰减率使其对于下游电站有约

24、 5%的发电增益,组件功率的提升基本可以同比例降低电站的 BOS 成本,有利于下游电站企业降低度电成本、提高项目收益率。组件端较 PERC 的溢价超过了功率的提升幅度,下游电站对 TOPCon 组件的接受度提升。2023 年有望看到组件端成本和 PERC 打平,届时将看到超额收益和 PERC 的拉大。23.10%23.20%25%25.10%25.50%25.50%26.40%26.70%21%22%23%24%25%26%27%P型电池2021P型电池2022钧达TOPCon量产2022.11.7通威TOPCon量产2022.12.8一道TOPCon实验室2022.7.29通威TOPCon量

25、产2023.4.25晶科TOPCon实验室2022.12.9中来TOPCon实验室2023.4.10%行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。6 2.2.工艺流程:由磷扩散改为硼扩散,并新增隧穿氧化层制备工艺流程:由磷扩散改为硼扩散,并新增隧穿氧化层制备 T TOPConOPCon 电池提效的关键在于隧穿氧化层的载流子选择性透过,可降低电池界面的少子复合。电池提效的关键在于隧穿氧化层的载流子选择性透过,可降低电池界面的少子复合。N 型 TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧

26、穿氧化层钝化接触太阳能电池)电池与PERC 电池的结构类似,核心差异在于背面钝化接触。TOPCon 电池采用超薄二氧化硅隧穿层(1-2nm)和掺杂多晶硅层(100-200nm)形成的隧穿结来钝化晶体硅界面,超薄隧穿氧化层将 N 型晶体硅衬底与掺杂多晶硅隔开,由于 SiOx 界面层很薄,不会阻碍多数载流子的传输,但会阻碍少子到达界面,因此能够有效降低界面的少子复合,可以显著提高电池的开路电压。TOCPon 电池的背面结构属于一维结构,载流子可以直线隧穿过超薄氧化层,不存在二维或者三维传输引起的载流子汇聚效应和电学遮挡,因此 TOPCon 电池具有更高的填充因子。图图6.6.TOPCon 电池结构

27、示意图电池结构示意图 图图7.7.隧穿氧化层钝化接触结构的能带图隧穿氧化层钝化接触结构的能带图 资料来源:安信证券研究中心 资料来源:安信证券研究中心 T TOPConOPCon 和和 P PERCERC 工艺流程的兼容性较高,差异主要体现在硼扩散以及背面钝化层的制备上。工艺流程的兼容性较高,差异主要体现在硼扩散以及背面钝化层的制备上。TOPCon 电池的主要工艺流程为:1 1)p p-n n 结制备:结制备:在 N 型硅片表面进行硼扩散制备 P+发射极,形成 p-n 结;2 2)刻蚀:)刻蚀:去除在硅片周围形成的硼扩散层,以免影响后续钝化;3 3)钝化层制)钝化层制备:备:进行隧穿氧化层和掺

28、杂多晶硅层的制备;4 4)前后表面减反射膜:)前后表面减反射膜:在电池的背面和正面制备 S SiNxiNx 减反射膜;5 5)金属化:)金属化:通过丝网印刷制备前后电极,再通过高温烧结形成良好的欧姆接触。图图8.8.TOPCon 与与 PERC 的工艺流程对比的工艺流程对比 资料来源:安信证券研究中心 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。7 1 1)p p-n n 结制备。结制备。扩散制备 p-n 结是指在高温条件下把需要掺杂的物质扩散进入硅片的表面,在硅片表面形成一个与基体材料导电性能相反的膜层的过程,一般使

29、用热扩散法,扩散炉温度一般在 950左右。硼扩散分为常压扩散和低压扩散,低压扩散炉可以增强分子的穿透力和气流的稳定性,从而提升掺杂均匀性,常压扩散对于硅片掺杂均匀性的控制较差,且常压扩散中化学品的吸收率低、消耗量大,因而当下以低压扩散为主,SEMCO、捷伟佳创、Tempress、拉普拉斯均可提供低压扩散炉。硼源选择上包括液态溴化硼(BBr3)和氯化硼(BCI3),这两种硼源在工艺路径和设备上的相似度极高,使用 BBr3扩散会生成液态的副产物硼硅玻璃(BSG)使得石英件粘黏,减少设备的正常运行时间,目前越来越多的厂商开始使用 BCI3作为硼源。BCI3的副产物 BSG 更容易去除,对石英器件基本

30、无损伤,但受制于 B-CI 键能较大,其扩散均匀性略逊于 BBr3。在硼源的选择上,Tempress 和 Centrotherm 主要采取 BBr3,Semco、拉普拉斯则是将 BCI3作为前驱体。2 2)刻蚀。)刻蚀。由于扩散过程中,硅片正反面都形成 P 型层,扩散结束后需要去除硅片背面和边缘的 P 型层,并对硅片再次进行腐蚀。一般采用硝酸、氢氟酸溶液与硅片发生反应,实现对多余 P 型层的刻蚀。3 3)钝化层制备。)钝化层制备。在钝化层制备环节分为 LPCVD、PECVD、POPAID、PEALD 这 4 种工艺路径,当下工艺路径未完全定型。先在硅片下方制备 1-2nm 厚度的超薄二氧化硅层

31、,然后在二氧化硅隧穿层下方沉积一层混有非晶硅和微晶硅相的多晶硅层,多晶硅层厚度为 100-200nm。在钝化层制备后,对多晶硅层进行磷掺杂,使之有更好的电性能,形成磷掺杂的多晶硅层,工艺路径一般包括原位掺杂、离子注入、磷扩散。磷掺杂后,对其进行退火处理,将非活性状态的磷原子进行激活,退火温度在 850左右,一般情况下,除了 LPCVD+磷扩散的方式不需要退火处理外,其他路径均需要进行退火。4 4)前后表面减反射膜。)前后表面减反射膜。在硅片前表面制备 AlOx 膜,在硅片最外层的前后表面沉积氮化硅膜。由于 AlOx 膜含有大量的负电荷,可以对电池正表面的 P 型层起到很好的钝化效果,提高电池的

32、开路电压,一般使用 ALD 设备制备,ALD 可以精准控制薄膜厚度,使得膜层更加致密。而后将硅片放入 PECVD 沉积炉中,通入硅烷和氨气,在 350-450的温度下,利用高频微波将硅烷和氨气激发为等离子体状态,Si 原子与 N 原子以一定比例沉积在硅片表面形成一层氮化硅薄膜,起到减反射和钝化的作用。5 5)金属化。)金属化。将银浆用丝网印刷机分别印在硅片背面和正面,然后放入电池烧结炉,烧结的最高温度约 900,将印刷在电池表面的银浆渗透至硅片内部,增强导电性能,形成电池表面的银电极。由于 PERC 电池正面使用银浆,背面主要使用铝浆,TOPCon 电池正反面均使用银浆,单片银浆耗量相较 PE

33、RC 增加,目前 TOPCon 银耗在 120-130mg/片,未来将通过栅线的细化来实现银耗的下降。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。8 3.3.技术路径:技术路径:TOPConTOPCon 技术路径仍未定型,技术路径仍未定型,P PE E 和和 L LP P 为主流为主流 T TOPCOPConon 技术路径包括技术路径包括 L LPCVDPCVD、P PECVDECVD、P POPAIDOPAID、P PEALDEALD,路径选择仍未定型。,路径选择仍未定型。此前 TOPCon 的主流技术路径是以晶科、

34、钧达为代表的 LPCVD,2022 下半年开始,行业内的新投产能出现了偏好 PECVD 路径的风向,代表公司有通威、天合、晶澳等。对于电池片企业来说,通过测算两种路径的设备投资成本和耗材成本,可看到其由于路径的不同,带来的非硅成本差异不到0.01 元/W,而通威于 2022 年 11 月投产的 PECVD 路径的 TOPCon 最新量产效率已和晶科相当,说明 LPCVD 和 PECVD 的路径选择带来的效率和成本差异将不明显。未来更需关注新的降本提效技术,如降低银耗、选择性发射极叠加等。此外,POPAID 和 PEALD 路径相对小众,由中来股份和尚德电力主导,目前尚未向主流方向发展。表表1

35、1:TOPCTOPConon 新投产能的技术路径选择新投产能的技术路径选择 22Q1 22Q1 22Q222Q2 22Q322Q3 22Q422Q4 23Q123Q1 23Q223Q2 晶科能源 合肥一期 8GW 尖山一期 8GW 合肥二期 8GW 尖山二期 11GW 上饶一期 8GW LP LP LP LP LP 钧达股份 滁州一期 8GW 安徽滁州 10GW LP LP 中来股份 江苏泰州 3.6GW 山西一期 8GW POPAID POPAID 通威股份 眉山三期 9GW PE 天合能源 江苏宿迁 8GW PE 晶澳科技 河北宁晋 1.3GW 河北邢台 6GW PE 预计 PE 沐邦高科

36、 广西梧州 10GW 预计 PE 聆达股份 安徽金寨 5GW 预计 PE 上机数控 徐州一期 14GW 预计 PE 协鑫集成 芜湖一期 10GW 预计 PE 尚德电力 江苏无锡 2GW PEALD 江苏润阳 5GW 改造线 10GW PE 未确认 资料来源:公司官网,公司公告,安信证券研究中心 TOPCTOPConon 电池氧化膜的制备方式主要为热氧法和电池氧化膜的制备方式主要为热氧法和 P PECVDECVD。厚度是隧穿氧化层的关键特性之一,当厚度大于 2nm 时,隧穿将难以实现,目前量产厚度一般在 1-2nm 之间。制备隧穿氧化层的主流工艺方法为热氧法和 PECVD,热氧化法的工艺成熟度较

37、高。此外还有 ALD 方法,ALD 适合制备较薄的膜层,一层一层原子沉积的方式使得膜层致密性和均匀性较好,但沉积速度慢、产能小,此外,ALD 沉积二氧化硅的过程中需要通入更多的硅烷(SiH4),成本更高。TOPCTOPConon 电池多晶硅膜的制备方式主要为电池多晶硅膜的制备方式主要为 L LPCVDPCVD 和和 P PECVDECVD。化学气相沉积法(CVD)是指利用气态的先驱反应物,通过原子、分子间的化学反应,在硅片表面形成一层固体薄膜。LPCVD 方法的压力较低,但需要加热使反应气体发生热分解,分解后的硅原子沉积在硅片表面,因而反应温度较高,一般在 600以上,且能耗相对较高。PECV

38、D 为常压,借助外建电场,以射频的方式将反应气体电离,由分子变为等离子体状态,沉积在硅片表面,反应温度较低,通常在 300以内,反应速度较快,但是由于沉积时压力波动会出现针孔,且沉积速度较快,存在多晶硅膜含氢问题,易造成爆膜的隐患。此外还有物理气相沉积法(PVD)方法,利用带电荷的粒子在电场中加速后具有一定动能的特点,将靶材原子溅射出来运动到硅片衬底上,完成掺杂多晶硅层的制备,但其设备投资成本较大。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。9 图图9.9.LPCVD 反应腔室结构示意图反应腔室结构示意图 图图10.1

39、0.PECVD 反应腔室结构示意图反应腔室结构示意图 资料来源:半导体制造技术,安信证券研究中心 资料来源:半导体制造技术,安信证券研究中心 磷掺杂方式包括磷扩散、离子注入、原位掺杂,磷掺杂方式包括磷扩散、离子注入、原位掺杂,PECVDPECVD 原位掺杂潜力大。原位掺杂潜力大。隧穿氧化层和沉积多晶硅层使 TOPCon 电池具有良好的钝化性能,除此之外,TOPCon 电池还需要在多晶硅层进行掺杂以获得良好的电性能。业界实现多晶硅层掺杂主要有磷扩散、离子注入和原位掺杂三种方式。传统的扩散掺杂就是在管炉中通过带有杂质的混合气体以完成掺杂;离子注入则是将杂质原子电离成带电粒子后,用强电场加速这些粒子

40、注入到硅基体材料中进行掺杂;原位掺杂是在沉积多晶硅的同时通入含有杂质的气体,使多晶硅掺杂均匀。磷扩散工艺较为成熟,生产效率高,厚度均匀性好,已实现规模化量产,但是存在过度的绕镀和石英件沉积问题;离子注入技术则无需绕镀,但设备成本高;PECVD 多使用原位掺杂技术,可以直接制备掺杂后的多晶硅层,流程相对简化,但薄膜致密度和良率较低。根据拉普拉斯官方披露,2022 年上半年 LPCVD+扩磷法制备的产品占 TOPCon 电池 90%的出货。PECVD 原位掺杂法由于与 PERC产线不兼容,更适合新产线,后续有望通过工艺的成熟改善镀膜稳定性,逐步成为主流技术。LPCVD 路径以热氧法生成隧穿氧化层,

41、再使用低压化学气相沉积的方法制备多晶硅层,相较于 PECVD,LPCVD 一般较难进行原位磷掺杂,需要在多晶硅层制备后增加磷扩散或者磷的粒子注入工序,膜层质量较好,但绕镀明显。PECVD 路径通过热氧法生或 PECVD 方式制备隧穿氧化层,再用 PECVD 方式进行掺杂多晶硅层制备,可进行原位掺杂,无需额外增加磷掺杂工序,只有轻微绕镀。PEALD 路径以 ALD 方式制备氧化膜,原子一层一层沉积在硅片表面,膜层质量高但沉积速度低,而后再用 PECVD 方式制备掺杂多晶硅层。POPAID 路径以 PECVD 方式制备氧化层,而后用物理气相沉积方式制备掺杂多晶硅层,无绕镀,但膜层均匀性较难控制。表

42、表2 2:4 4 种技术路径的设备参考种技术路径的设备参考 LPCVDLPCVD PECVDPECVD PEALDPEALD POPAIDPOPAID 隧穿氧化层隧穿氧化层 热氧法 PECVD ALD PECVD 多晶硅层多晶硅层 LPCVD PECVD PECVD PVD 磷掺杂磷掺杂 离子注入 磷扩散 原位掺杂 原位掺杂 退火退火 需要 无 需要 需要 去绕镀去绕镀 无 需要 需要 需要 设备公司设备公司 拉普拉斯、北方华创、普乐、赛瑞达 捷佳伟创、金辰股份 微导纳米 江苏杰太 资料来源:PV Infolink,安信证券研究中心 当下主流路径为当下主流路径为 L LPCVDPCVD 和和

43、P PECVDECVD,L LPCVDPCVD 路径的成膜质量高,路径的成膜质量高,P PECVDECVD 路径的绕镀及耗材成本路径的绕镀及耗材成本低。低。LPCVD 路线工艺成熟度较高,已具备多年规模量产经验。Tempress、拉普拉斯、普乐、北方华创等企业均采用 LPCVD 技术,主要优势在于成膜质量较高,气体用量较小。然而,由于非晶硅层生长过程中石英炉管管壁和石英舟表面会覆盖一层很厚的非晶硅层,当炉管冷却,打开炉门将石英舟从炉管腔体取出时,石英件表面的非晶硅从 100 多的高温转移到低温将 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各

44、项声明请参见报告尾页。10 产生很大的应力,导致石英件易损,因此 LPCVD 的易耗品成本相对较高。PECVD 技术的绕镀程度低,工艺时间短,且可以配合原位掺杂技术;但其膜层均匀性较差,氢气在沉积多晶硅层时会进入多晶硅层形成空腔,由于 PECVD 沉积速度较快,氢气无法及时释放出来,而是在高温激发后快速逸出,产生薄膜爆裂问题。PECVD 的主要设备供应商有 Centrotherm、捷佳伟创、金辰股份等。表表3 3:LPCVDLPCVD 与与 PECVDPECVD 技术对比技术对比 参数指标参数指标 LPCVDLPCVD PECVDPECVD 绕镀 严重 小 原位掺杂 较难,SiH4+PH3 可

45、以,SiH4+PH3/B2H6 膜层质量 较好 一般,易爆膜 耗气量 低 高 特气 SiH4,PH3 SiH4,PH3/B2H6,H2 易耗品成本 高(石英舟、石英管)一般(石墨舟清洗)占地面积 小 小 能耗 高 低 优点 工艺成熟度高,多年规模量产经验;气体用量小;成膜质量较好 工艺时间短;易原位掺杂 缺点 绕镀;原位掺杂较难;能耗大;石英耗材成本高 膜层均匀性较差;易爆膜 资料来源:安信证券研究中心 表表4 4:LPCVDLPCVD 及及 PECVDPECVD 设备成本测算对比设备成本测算对比 PECVDPECVD 路线路线 LPCVDLPCVD 路线路线 设备构成设备构成 占比占比 成本

46、(元成本(元/W W)设备构成设备构成 占比占比 成本(元成本(元/W W)清洗制绒 5%0.008 清洗制绒 5%0.008 硼扩散 13%0.021 硼扩散 13%0.021 刻蚀 7%0.011 刻蚀 7%0.011 PECVD 13%0.021 LPCVD 17%0.028 退火 4%0.007 磷扩散 4%0.007 清洗刻蚀 7%0.011 清洗刻蚀 7%0.011 正膜沉积 13%0.021 正膜沉积 13%0.021 丝印烧结 19%0.03 丝印烧结 18%0.03 自动化 13%0.02 自动化 12%0.02 其他 6%0.01 其他 6%0.01 合计合计 1 100%

47、00%0.160.16 合计合计 1 100%00%0.170.17 资料来源:PERC+(TOPCon、p-IBC 及叠层)电池的发展前景,沈文忠,安信证券研究中心 L LPCVDPCVD 和和 P PECVDECVD 的设备投资成本接近,两种路径的非硅成本差别不大。的设备投资成本接近,两种路径的非硅成本差别不大。生产 TOPCon 所需的设备如硼扩散炉、背面镀膜设备均实现了国产化,目前新建 TOPCon 产线的设备投资额为 1.6-1.7 亿元/GW,从 PERC 升级至 TOPCon 的设备投资额为 0.4-0.5 亿元/GW,对应非硅成本增加不到 0.01 元/W。特气方面,PECVD

48、 路径用到的特殊气体耗用量较多,LPCVD 路径由于为低压气相沉积,所需的气源较少。此外,由于 LPCVD 路径需要加热反应,因而所需能耗较 PECVD更多一些。在耗材方面,LPCVD 需要用到石英舟,根据市场调研,单 GW 的石英件价值量较PECVD 所需的石墨舟的单 GW 价值量略高,由此带来的非硅成本差异小于 0.01 元/W。综合来看,两种路径的非硅成本基本相同,企业在路径的选择上,会综合考虑各种路径的设备产能充足度、单位设备投资成本、量产效率等。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。11 表表5 5:L

49、PCVDLPCVD 与与 PECVDPECVD 路径下电池成本测算路径下电池成本测算 P PERCERC PECVDPECVD-TOPConTOPCon LPCVDLPCVD-TOPConTOPCon 电池片尺寸(mm)182 182 182 电池片面积(mm2)33015 33015 33015 电池片效率(%)23.3%25.3%25.3%电池片功率(W/片)7.69 8.35 8.35 硅片价格(元/片,含税)5.0 5.1 5.1 硅片价格(元/W,含税)0.65 0.61 0.61 硅片成本(元/W,不含税)0.58 0.54 0.54 银浆:耗量(mg/片)78 130 130 耗

50、量(mg/W)10.1 15.8 15.8 价格(元/kg)4690 5044 5044 单瓦银浆成本(元/W)0.05 0.08 0.08 耗材:耗量(个/GW)(PE-石墨舟,LP-石英件)0 25 30 价格(万元/个)(PE-石墨舟,LP-石英件)0 3 7 单瓦耗材成本(元/W)0 0.0008 0.002 化学试剂(元/W)0.01 0.02 0.02 折旧:产线设备投资(亿元/GW)1.2 1.6 1.7 单瓦折旧(元/W)0.01 0.02 0.02 电力(元/W)0.02 0.02 0.02 人工(元/W)0.01 0.01 0.01 其他(元/W)0.05 0.05 0.0

51、5 良率(%)98.5%98.0%98.0%非硅成本(元/W)0.16 0.20 0.20 电池片成本(元/W)0.74 0.75 0.75 注:硅片价格:参考中环股份 2023 年 5 月 11 日 P 型 150 微米、N 型 130 微米厚度的 182 硅片报价 资料来源:Wind,公司公告,安信证券研究中心 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。12 4.4.产业进展:产业进展:2 2023023 年量产效率将超年量产效率将超 2 25.5%5.5%,产能扩张超预期,产能扩张超预期 T TOPCOPCon

52、on 正处于技术红利期,行业产能扩张超预期。正处于技术红利期,行业产能扩张超预期。经不完全统计,产业端已有 26 家公司公布 TOPCon 电池的投产规划,2022 年已投 TOPCon 产能超过 132GW,2023 年新增投产规划超270GW。根据不完全统计已经公告的扩产项目情况,我们预计 2023 年 TOPCon 出货在 160+GW,按照全年 350GW 的装机预测(2022 年全球光伏装机 250GW,同比增长 47%,预计 23 年同比+40%),TOPCon 占全年组件出货的近 40%。表表6 6:T TOPCOPConon 产能投放规划表产能投放规划表(预测(预测,不完全统计

53、,不完全统计)22Q122Q1 22Q222Q2 22Q322Q3 22Q422Q4 23Q1E23Q1E 23Q2E23Q2E 23Q3E23Q3E 23Q4E23Q4E 2222 年年产能产能 2323 年年产能产能 晶科能源晶科能源 合肥一期 8GW 尖山一期 8GW 合肥二期 8GW 尖山二期 11GW 预计年内上饶一期 8GW、越南 8GW,技改提升 1GW+35 53 晶澳科技晶澳科技 河北宁晋 1.3GW 河北邢台 6GW 江苏扬州 20GW云南曲靖 10GW 1 37 天合光能天合光能 江苏宿迁 8GW 预计全年新投 32GW 8 40 中来股份中来股份 江苏泰州 3.6GW

54、山西一期 8GW 山西二期 8GW 12 20 通威股份通威股份 四川眉山 9GW 预计全年新投 32GW 9 41 一道新能一道新能 江苏泰州 5GW 山西朔州 1GW 甘肃武威 1GW 安徽五河 2GW 浙江衢州 3GW 福建东山 3GW 广西北海 4GW 山西太忻 10GW 19 29 东方日升东方日升 滁州一期 6GW 6 阿特斯阿特斯 预计全年新投 14GW 14 钧达股份钧达股份 安徽滁州 8GW 安徽滁州 10GW 江苏淮安 13GW 8 31 聆达股份聆达股份 安徽金寨 5GW 5 润阳股份润阳股份 5GW 改造 江苏盐城 10GW 15 15 协鑫集成协鑫集成 安徽芜湖 10

55、GW 10 华阳股份华阳股份 山西阳泉 5GW 5 5 林洋能源林洋能源 江苏南通 6GW 6 苏州潞能苏州潞能 江苏张家港 1GW 1 1 正泰新能正泰新能 浙江海宁 3GW 3 3 尚德电力尚德电力 江苏无锡 2GW 2 2 上机数控上机数控 徐州一期 14GW 14 亿晶光电亿晶光电 滁州一期 10GW 10 大恒能源大恒能源 安徽巢湖 5GW 5 中清集团中清集团 湖北双莲 2GW 江苏新沂 3GW 5 5 横店东磁横店东磁 四川宜宾 6GW 6 泰恒新能泰恒新能 四川兴文 5GW 5 沐邦高科沐邦高科 广西梧州 10GW 10 皇氏集团皇氏集团 安徽阜阳 10GW 10 英发德耀英发

56、德耀 宜宾一期 10GW 宜宾二期 10GW 10 20 合计合计 132132 4 40 02 2 资料来源:公司官网、公司公告,安信证券研究中心 1 1)晶科能源:)晶科能源:至 22 年底公司已有 35GW TOPCon 产能,分别为 2022 年 1 月投产的合肥一期8GW、2022 年 6 月投产的海宁一期 8GW、2022 年 7 月投产的合肥二期 8GW、2022 年四季度投产的尖山二期 11GW。根据 22 年报,公司 TOPCon 电池量产平均效率 25.3%以上。预计 2023 年电池片产能 75GW,其中 N 型占比超过 70%。2 2)天合光能:)天合光能:至 22 年

57、底公司已有 8GW TOPCon 产能,江苏宿迁 8GW TOPCon 产能于 2022 年12 月投产。规划产能方面,预计 23 年底电池片产能 75GW,其中 N 型超过 40GW。3 3)通威股份:)通威股份:至 22 年底公司已有 9GW TOPCon 产能,眉山三期 8GW TOPCon 产能于 2022 年11 月投产。规划产能方面,公司规划 2023 年新增 32GW 高效电池产能,预计为 TOPCon 产能。4 4)晶澳科技:)晶澳科技:至 22 年底公司已有 1.3GW TOPCon 产能,宁晋 1.3GW TOPCon 产能于 2022 年中投产。规划产能方面,预计 202

58、3 年将新增河北邢台 6GW、江苏扬州 10GW、云南曲靖 10GW产能。5 5)中来股份:)中来股份:至 22 年底公司已有 11.6GW TOPCon 产能,江苏泰州 3.6GW 为升级产能,在2021 年底已建成,山西一期 8GW 产能已有 4GW 投产,2023 年预计新投山西二期 8GW 项目。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。13 6 6)一道新能源:)一道新能源:至 22 年底已有 19GW TOPCon 产能,后续规划产能 10GW+,至 22 年底已有TOPCon 产能仅次于晶科能源。7 7

59、)钧达股份:)钧达股份:至 22 年底公司已有 8GW TOPCon 产能,滁州一期 8GW 项目于 2022 年 Q3 投产。规划产能方面,江苏淮安 26GW TOPCon 产能,其中一期 13GW 预计于 2023 年投产,滁州二期8GW 也将于 2023 年释放。8 8)协鑫集成:)协鑫集成:公司已规划 20GW TOPCon 规划,其中一期 10GW 预计于 2023 年投产。9 9)聆达股份:)聆达股份:公司规划安徽金寨 5GW TOPCon 产能,预计于 2023 年年初投产。1 10 0)沐邦高科:)沐邦高科:2023 年预计新投广西梧州 10GW 产能。1 11 1)皇氏集团:

60、)皇氏集团:2023 年预计新投安徽阜阳 10GW 产能。1 12 2)亿晶光电:)亿晶光电:2023 年预计新投安徽滁州 10GW 产能。1 13 3)林洋能源:)林洋能源:2023 年预计新投江苏南通 6GW 产能。1414)横店东磁:)横店东磁:2023 年预计新投江苏南通 6GW 产能。至至 2 23Q13Q1,领先企业的,领先企业的 TOPCTOPConon 量产效率已至量产效率已至 2 25.55.5%,2 2023023 年将年将进一步提升进一步提升。2022 年初投产的晶科 TOPCon 产能,其爬坡期量产效率为 24.7%-24.8%,2022 年 10 月,其新公布的最新量

61、产效率已突破 25%,另外,2022 年 11 月投产的通威 TOPCon 电池片产能,在爬坡期的第一个月,也达到了 25%的量产效率,而后于 2023 年 4 月年报中提到其电池片转换效率达到 25.5%。图图11.11.TOPCon 电池转换效率电池转换效率 资料来源:晶科能源、中来股份、天合光能、公司官网、安信证券研究中心 T TOPCOPConon 技术的发展引起光伏胶膜粒子需求结构的变化。技术的发展引起光伏胶膜粒子需求结构的变化。TOPCon 组件正面栅线使用银铝浆,若遇到水汽容易受到腐蚀使组件效率降低,因此对于组件封装材料的抗水性有更高的要求。EVA 中的醋酸乙烯酯(VA)为强极性

62、分子,与水汽发生反应会生成醋酸根离子,汇聚在电池片表面,使电池表面的电子跃迁发生变化,大量电荷聚集在电池表面,使表面钝化失效,从而导致组件功率下降,发生 PID 效应。POE 为非极性材料,不和水形成氢键,因此 POE 胶膜的抗水汽性能更好,进而具有更好的抗 PID 性能。因此 TOPCon 组件与 POE 胶膜有更好的适配性。预计随着 TOPCon 电池的投产,组件端对于 POE 类胶膜的封装需求提升,进而使得 POE粒子的需求快速增长。虽然虽然 20232023 年年 POEPOE 粒子供给相对有限且依赖海外,但不会成为限制产能的瓶颈。粒子供给相对有限且依赖海外,但不会成为限制产能的瓶颈。

63、截至 2021 年,我国 POE 全部依赖进口,光伏级 POE 粒子的供给主要来自陶氏、埃克森美孚、三井、LG 等国外厂商。国内企业从 2021 年开始自主研发布局 POE 产能,根据公告,万华化学、东方盛虹、浙江石化、卫星化学等企业规划的 POE 产能预计于 2024-2025 年开始投产,因此 2023-2024年 POE 粒子仍然依赖进口。考虑到陶氏、SABIC、LG 等厂商的新增供给,我们预计 2023 年全球光伏级 POE 粒子供给在 40 万吨左右。在 2023 年胶膜平均克重 430g/平米、N 型组件出货160GW、双玻组件占比 50%,epe 胶膜封装中 POE 占比 1/3

64、 的假设下,我们可以判断,若 N 型组件企业可接受共挤型胶膜(epe+epe 或 poe+eva)的封装方案,POE 粒子不会成为限制 TOPCon26.70%26.40%26.10%25.50%25.50%25%25%25%24%25%25%26%26%27%27%中来TOPCon实验室2023.4.10晶科能源实验室2022.12.8中来股份实验室2022.11.4通威TOPCon量产2023.4.25天合光能实验室2022.3.11晶科能源量产2022.10钧达股份量产2022.11通威股份量产2022.12(%)TOPCon电池转换效率 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设

65、备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。14 产能的生产瓶颈。而当下头部组件企业对该封装方案有一定接受度,并正在 TOPCon 组件上进行共挤型胶膜的测试。表表7 7:20232023 年光伏级年光伏级 POEPOE 粒子需求测算粒子需求测算 20232023 年光伏级年光伏级 POEPOE 粒子需求测算粒子需求测算 全球光伏装机 GW 350 对应组件需求 GW 420 单平米胶膜克重 g/平米 430 单 GW 组件的胶膜需求 亿平米/GW 0.1 N 型组件封装方式:正面 poe 和 epe,背面 poe,epe 和 eva N 型组件出货 GW 160

66、N 型组件出货占比%38%N 型组件正面用 poe 封装的 poe 粒子需求 万吨 34 N 型组件正面用 epe 封装的 poe 粒子需求 万吨 11 N 型组件背面用 poe 封装的 poe 粒子需求 万吨 34 N 型组件背面用 epe 封装的 poe 粒子需求 万吨 11 N 型组件背面用 eva 封装的 poe 粒子需求 万吨 0 P 型双玻组件封装方式:背面 poe 和 epe,正面 eva 双玻组件占比%50%双玻组件需求 GW 210 P 型双玻组件需求 GW 50 P 型双玻组件正面用 poe 封装的 poe 粒子需求 万吨 11 P 型双玻组件正面用 epe 封装的 poe

67、 粒子需求 万吨 4 12 种搭配情况 情况 1:P 型双玻 poe+eva,N 型 poe+poe 万吨 80 情况 2:P 型双玻 poe+eva,N 型 poe+epe 万吨 57 情况 3:P 型双玻 poe+eva,N 型 poe+eva 万吨 45 情况 4:P 型双玻 poe+eva,N 型 epe+poe 万吨 57 情况 5:P 型双玻 poe+eva,N 型 epe+epe 万吨 33 情况 6:P 型双玻 poe+eva,N 型 epe+eva 万吨 22 情况 7:P 型双玻 epe+eva,N 型 poe+poe 万吨 72 情况 8:P 型双玻 epe+eva,N

68、型 poe+epe 万吨 49 情况 9:P 型双玻 epe+eva,N 型 poe+eva 万吨 38 情况 10:P 型双玻 epe+eva,N 型 epe+poe 万吨 49 情况 11:P 型双玻 epe+eva,N 型 epe+epe 万吨 26 情况 12:P 型双玻 epe+eva,N 型 epe+eva 万吨 15 资料来源:Wind,安信证券研究中心 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。15 5.5.经济性:随着转换效率的提升,经济性:随着转换效率的提升,TOPCTOPConon 超额盈利有望

69、扩大超额盈利有望扩大 TOPCon 组件的低光致衰减、弱光响应能力强等优势,使得全生命周期内 TOPCon 组件的输出功率和发电小时数较 PERC 有所提升,综合来看,可给电站端带来 5%左右的发电量增益(根据表 8 测算)。当下,领先企业同板型的 TOPCon 组件功率较 PERC 高出 6.4%,预计可带来 BOS成本相近比例的下降。2022 年 1-11 月,TOPCon 组件较 PERC 溢价在 6%-10%,已经超过由功率提升(4%-6%)带来的溢价,2023 年 TOPCon 组件功率较 PERC 的差距进一步拉大,则 TOPCon组件较 PERC 价差持续拉大。通过硅成本和非硅成

70、本的下降,有望看到 2023 年 TOPCon 组件端和 PERC 成本打平,其盈利优势将进一步扩大 TOPConTOPCon 组件相较组件相较 P PERCERC 的衰减率更低、弱光响应能力更好,给电站端带来约的衰减率更低、弱光响应能力更好,给电站端带来约 5 5%的发电增益。的发电增益。TOPCon 组件以 N 型硅片为衬底,硼氧对含量较少,使得硼氧对导致的电池性能衰减不明显,以晶科 N 型组件和 P 型组件为例,N/P 型组件的首年衰减率在 1%/2%,30 年内线性衰减率在0.4%/0.45%,综合来看,N 型组件在第 30 年的功率输出保证在 87.4%,较 P 型高出 2.5pct

71、。TOPCon 电池的弱光响应能力强于 PERC 电池,使得组件的发电小时数提升,假设按照西北勘测设计研究院进行的某采煤沉陷区项目的实证数据,N/P 型组件的年均峰值利用小时数分别在 1515/1476 小时,由弱光性带来的发电小时数提升在 2.6%。综合光至衰减和弱光响应强的优势,我们测算出 TOPCon 组件较 PERC 给电站端带来了 4.6%的发电量增益。表表8 8:TOPConTOPCon 组件带来的发电量增益测算组件带来的发电量增益测算 P P 型组件型组件 N N 型组件型组件 衰减差异衰减差异 年数年数 组件年衰减率组件年衰减率 功率输出保证功率输出保证 组件年衰减率组件年衰减

72、率 功率输出保证功率输出保证 1 2%98%1%99%1.0%2 0.45%97.6%0.40%98.6%1.1%3 0.45%97.1%0.40%98.2%1.1%4 0.45%96.7%0.40%97.8%1.1%5 0.45%96.2%0.40%97.4%1.2%6 0.45%95.8%0.40%97.0%1.2%7 0.45%95.3%0.40%96.6%1.3%8 0.45%94.9%0.40%96.2%1.3%9 0.45%94.4%0.40%95.8%1.4%10 0.45%94.0%0.40%95.4%1.4%11 0.45%93.5%0.40%95.0%1.5%12 0.45

73、%93.1%0.40%94.6%1.5%13 0.45%92.6%0.40%94.2%1.6%14 0.45%92.2%0.40%93.8%1.6%15 0.45%91.7%0.40%93.4%1.7%16 0.45%91.3%0.40%93.0%1.7%17 0.45%90.8%0.40%92.6%1.8%18 0.45%90.4%0.40%92.2%1.8%19 0.45%89.9%0.40%91.8%1.9%20 0.45%89.5%0.40%91.4%1.9%21 0.45%89.0%0.40%91.0%2.0%22 0.45%88.6%0.40%90.6%2.0%23 0.45%88

74、.1%0.40%90.2%2.1%24 0.45%87.7%0.40%89.8%2.1%25 0.45%87.2%0.40%89.4%2.2%26 0.45%86.8%0.40%89.0%2.2%27 0.45%86.3%0.40%88.6%2.3%28 0.45%85.9%0.40%88.2%2.3%29 0.45%85.4%0.40%87.8%2.4%30 0.45%85.0%0.40%87.4%2.4%以 1MW 电站为例,单位:万度(万 kWh)年均峰值利用小时数(h)1476 1515 30 年累计发电量(万度)4051 4236 30 年均发电量(万度)135 141 行业深度分析

75、行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。16 30 年平均发电量增益(%)4.6%注:年均峰值利用小时数参考西北勘测设计研究院进行的某采煤沉陷区项目的实证数据 资料来源:Wind,安信证券研究中心 得益于转换效率的提升,得益于转换效率的提升,以领先企业为例,以领先企业为例,当下同尺寸的当下同尺寸的 T TOPCOPConon 组件功率高出组件功率高出 P PERCERC6.46.4%,带来带来 B BOSOS 成本相近比例的下降。成本相近比例的下降。BOS 成本中和组件功率相关的可变成本包括支架、桩基、线缆、土地等,组件功率的

76、提升基本可以带来 BOS 成本的同比例下降。根据光伏行业协会(2021年中国光伏产业发展路线图),预计 2022 年我国地面电站光伏系统的初始投资成本在 3.93元/W,考虑到组件价格回归合理水平后,按照组件占比 50%计算,除去 0.3 元/W 的 EPC 费用,BOS 成本预计在 1.67 元/W。以晶科组件为例,根据其 2023 年 5 月官网信息,其 72 片单面 N型 Tiger Neo 组件功率在 585W,效率在 22.65%,同版型的 P 型 Tiger Pro 组件功率为 550W,效率在 21.33%,组件功率提升 6.4%,预计给电站端 BOS 成本带来 0.11 元/W

77、 的下降。后续随着 TOPCon 转换效率的持续提升,其与 PERC 组件的功率差距逐渐拉大,假设 2023 年 TOPCon电池提效 0.5%,对于 BOS 成本的节约将达到 7%-8%。T TOPCOPConon 组件相较组件相较 P PERCERC 的溢价水平将随效率的提升而逐步拉大。的溢价水平将随效率的提升而逐步拉大。以一道新能源的 182 TOPCon 组件报价为例,2022 年 1-11 月一道的双面 TOPCon 组件(565W)报价持续较同版型的 P 型组件(535-545W)高出 6%-10%(0.11-0.19 元/W),其组件功率提升幅度为 4%-6%,该溢价包含了功率提

78、升带来的 BOS 成本节约以及对发电量的增益,未来随着TOPCon 效率的增加,以及下游电站对 TOPCon 组件的接受度提升,预计 TOPCon 组件溢价拉大。2023 年以来,一道新能源的 182TOPCon 组件较同规格 P 型组件溢价持续拉大。图图12.12.2022 年年 1-11 月月 TOPCon 与与 PERC 组件价差组件价差 图图13.13.2023 年年 1-4 月月 TOPCon 与与 PERC 组件价差组件价差 资料来源:一道新能源、PV Infolink、安信证券研究中心 资料来源:一道新能源、PV Infolink、安信证券研究中心 在降本增效的持续推进下,TOP

79、Con 组件成本有望和 PERC 打平,功率提升带来的组件溢价将转化为利润,盈利能力较 PERC 的差距也将持续扩大。2 2022022 年底,年底,T TOPCOPConon 组件端成本较组件端成本较 P PERCERC 高出高出 4 4 分钱。分钱。1、电池片端,TOPCon 电池的非硅成本主要受设备投资、银耗、良率影响,总体较 PERC 高出单瓦 4 分钱:1)新建 TOPCon 产线的设备投资额为 1.6-1.7 元/GW,较 PERC 产线高出 0.4-0.5 亿元/GW,对应成本增加不到 0.01 元/W。2)银浆方面,TOPCon 电池单瓦银耗约 130mg/片,相较 PERC

80、高出 67%,考虑到 TOPCon 银浆价格和 PERC 银浆的价差,对应成本增加 0.03 元/W 以内。3)此外,在化学试剂等耗材方面较 PERC 多出近 0.01 元/W。0%2%4%6%8%10%12%0.000.050.100.150.200.250.302022/1/12022/2/12022/3/12022/4/12022/5/12022/6/12022/7/12022/8/12022/9/12022/10/12022/11/1TOPCon与PERC组件价差绝对值TOPCon与PERC组件价差百分比(元/W)(%)0%2%4%6%8%10%12%14%16%0.000.050.1

81、00.150.200.250.302023/1/312023/2/282023/3/312023/4/30TOPCon与PERC组件价差绝对值TOPCon与PERC组件价差百分比(元/W)(%)行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。17 2、硅片端,考虑到 N 型硅料价格高于 P 型硅料,且有良率的差异,在相同硅片厚度的假设下,硅片的非硅成本及硅成本合计提高 0.02 元/W。3、组件端的非硅成本预计较 PERC 低 0.01-0.02 元/W。2 2023023 年将看到年将看到 T TOPCOPConon 组

82、件端成本和组件端成本和 P PERCERC 打平。打平。1)2023 年硅料价格进入下行区间,硅料和硅片带来的硅成本影响弱化。2)从电池端来看,N 型硅片和 P 型硅片价差随着硅料降价而下降,硅成本已经与 PERC 打平。3)从组件端来看,若硅片厚度从 150 微米向 130 微米减薄,同样可实现 N 型硅片成本和 P 型持平。经过测算,假设 2023 年电池片效率提升至 25.5%,P 型硅料价格中枢在 12 万元/吨,硅片厚度降至 130 微米,银浆耗量降低至 110mg/片,有望在组件端实现和 P 型同成本。随着组件功率的提升,TOPCon 相较 PERC 的盈利水平有望扩大。表表9 9

83、:一体化一体化 TOPConTOPCon 组件企业有望成本与组件企业有望成本与 PERCPERC 打平打平 PERCPERC-20222022 年底年底 TOPConTOPCon-LPLP-20222022 年底年底 P PERCERC-2023E2023E T TOPCOPConon-LPLP-2023E2023E 电池片尺寸(mm)182 182 182 182 电池片面积(mm2)33015 33015 33015 33015 电池片效率(%)23.3%25.0%23.3%25.5%电池片功率(W/片)7.69 8.25 7.69 8.42 组件版型(片)72 72 72 72 CTM(

84、%)98.5%97.0%98.5%97.0%组件标称功率(W)545 576 545 588 硅料价格(元/KG,含税)180 185 120 124 硅料价格(元/KG,不含税)159 164 106 109 硅片厚度(m)150 150 150 130 线径(m)38 38 38 38 良率(%)97.0%95.0%97.0%95.0%硅耗(g/W)2.40 2.40 2.40 2.20 硅料成本(元/W)0.38 0.39 0.25 0.24 非硅成本(元/W)0.10 0.11 0.10 0.11 硅片成本(元/W)0.48 0.50 0.35 0.35 银浆:耗量(mg/片)78 1

85、30 78 110 耗量(mg/W)10.1 15.8 10.1 13.1 价格(元/kg)4690 5044 4690 5044 单瓦银浆成本(元/W)0.05 0.08 0.05 0.07 耗材:耗量(个/GW)(PE-石墨舟,LP-石英件)0 30 0 30 价格(万元/个)(PE-石墨舟,LP-石英件)0 7 0 7 单瓦耗材成本(元/W)0 0.002 0 0.002 化学试剂(元/W)0.01 0.02 0.01 0.02 折旧:产线设备投资(亿元/GW)1.2 1.7 1.2 1.7 单瓦折旧(元/W)0.01 0.02 0.01 0.02 电力(元/W)0.02 0.02 0.

86、02 0.02 人工(元/W)0.01 0.01 0.01 0.01 其他(元/W)0.05 0.05 0.05 0.05 良率(%)98.5%98.0%98.5%98.0%非硅成本(元/W)0.16 0.20 0.16 0.18 电池片成本(元/W)0.65 0.71 0.52 0.54 玻璃:耗量(平米/块)5.13 5.13 5.13 5.13 价格(元/平米)18.14 18.14 18.14 18.14 单瓦成本(元/W)0.17 0.16 0.17 0.16 胶膜:耗量(平米/块)5.13 5.13 5.13 5.13 价格(元/平米)11.95 13.05 11.95 13.05

87、 单瓦成本(元/W)0.11 0.12 0.11 0.11 铝边框、焊带、接线盒、硅胶、包装(元/W)0.25 0.24 0.25 0.24 其他费用(元/W)0.08 0.07 0.08 0.07 组件实际成本(元/W)1.26 1.30 1.13 1.13 资料来源:Wind,安信证券研究中心 行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。18 6.6.投资建议投资建议 TOPCTOPConon 技术进入大规模量产阶段,技术红利持续兑现。技术进入大规模量产阶段,技术红利持续兑现。2023 年硅料价格进入下行阶段,硅成

88、本对于电池组件的负面影响逐渐弱化,在硅片减薄、银耗降低、设备提效等的共同作用下,有望看到 TOPCon 在组件端和 PERC 成本打平。TOPCon 对于下游电站带来的发电量增益和 BOS成本下降,促使电站业主对于 TOPCon 的接受度持续提升。我们预计 2023 年行业内 TOPCon 的出货超 160GW,占比约 4 成,仍处于技术红利期,且随着效率的进一步提升,TOPCon 盈利有望进一步拉大。产业发展趋势及效率提升路径清晰,建议关注电池片、组件、设备领域的投资机会。1)电池片端:钧达股份、亿晶光电、聆达股份、沐邦高科等;2)组件端:晶科能源、通威股份、晶澳科技、天合光能、中来股份、东

89、方日升、阿特斯。7.7.风险提示风险提示 1)TOPCon 产业化进展低于预期:TOPCon 产业化进展包括 TOPCon 电池片效率提升、产能投建、产业链配合等方面。2)HJT、IBC 等新电池片技术进展超预期:HJT、IBC 电池技术在降本增效等方面若有突破性进展,如当 HJT、IBC 电池效率较 TOPCon 有 1%以上优势,且成本和 TOPCon 持平时,会对 TOPCon 发展带来影响。3)测算不及预期。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。19 表表1010:行业行业评级体系评级体系 收益评级:领先

90、大市 未来 6 个月的投资收益率领先沪深 300 指数 10%及以上;同步大市 未来 6 个月的投资收益率与沪深 300 指数的变动幅度相差-10%至 10%;落后大市 未来 6 个月的投资收益率落后沪深 300 指数 10%及以上;风险评级:A 正常风险,未来 6 个月的投资收益率的波动小于等于沪深 300 指数波动;B 较高风险,未来 6 个月的投资收益率的波动大于沪深 300 指数波动;表表1111:分析师声明分析师声明 本报告署名分析师声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,勤勉尽责、诚实守信。本人对本报告的内容和观点负责,保证信息来源合法合规、研究方法专业审慎、研究观

91、点独立公正、分析结论具有合理依据,特此声明。表表1212:本公司具备证券投资咨询业务资格的说明本公司具备证券投资咨询业务资格的说明 安信证券股份有限公司(以下简称“本公司”)经中国证券监督管理委员会核准,取得证券投资咨询业务许可。本公司及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务。发布证券研究报告,是证券投资咨询业务的一种基本形式,本公司可以对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析,形成证券估值、投资评级等投资分析意见,制作证券研究报告,并向本公司的客户发布。行业深度分析行业深度分析/电力设备及新能源电力设备及新能源 本报告

92、版权属于安信证券股份有限公司,各项声明请参见报告尾页。20 免责声明免责声明 。本公司不会因为任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告基于已公开的资料或信息撰写,但本公司不保证该等信息及资料的完整性、准确性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映本公司于本报告发布当日的判断,本报告中的证券或投资标的价格、价值及投资带来的收入可能会波动。在不同时期,本公司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态,本公司将随时补充、更新和修订有关信息及资料,但不保证及时公开发布。同时,本公司有权对本报告所含信息在不发出通知的情形下做

93、出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准,如有需要,客户可以向本公司投资顾问进一步咨询。在法律许可的情况下,本公司及所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易,也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务,提请客户充分注意。客户不应将本报告为作出其投资决策的惟一参考因素,亦不应认为本报告可以取代客户自身的投资判断与决策。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议,无论是否已经明示或暗示,本报告不能作为道义

94、的、责任的和法律的依据或者凭证。在任何情况下,本公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告版权仅为本公司所有,未经事先书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出处为“安信证券股份有限公司研究中心”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设,并采用适当的估值方法和模型得出的,由于假设、估值方法和模型均存在一定的局限性,估值结果和分析结论也存在局限性,请谨慎使用。安信证券股份有限公司对本声明条款具有惟一修改权和最终解释权。安信证券研究中心安信证券研究中心 深圳市深圳市 地地 址:址:深圳市福田区福田街道福华一路深圳市福田区福田街道福华一路 1919 号安信金融大厦号安信金融大厦 3333 楼楼 邮邮 编:编:5 上海市上海市 地地 址:址:上海市虹口区东大名路上海市虹口区东大名路 638638 号国投大厦号国投大厦 3 3 层层 邮邮 编:编:200080200080 北京市北京市 地地 址:址:北京市西城区阜成门北大街北京市西城区阜成门北大街 2 2 号楼国投金融大厦号楼国投金融大厦 1515 层层 邮邮 编:编:4

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