1、1 1 行 业 及 产 业 行 业 研 究 / 行 业 深 度 证 券 研 究 报 告 电气设备 2020 年 06 月 16 日 效率提升推动平价上网，HIT 引领 高效电池迭代 看好 光伏行业深度研究之异质结电池专题报告 相关研究 证券分析师 韩启明 A0230516080005 张雷 A0230519100003 研究支持 陈明雨 A0230120040001 黄华栋 A0230120050002 联系人 陈明雨 (8621)23297818转 本期投资提示： HIT 电池转换效率提升空间大，有望成为下一代主流技术。HIT 电池（异质结电池）具有 转换效率高、双面率高、无光衰、温度系数低
2、、弱光响应高、工艺步骤少、易于薄片化等 优势。根据 CPIA 数据，2019 年 HIT 电池平均转换效率已经达到 23%，相较于 P-PERC 电池、N-PERT/TOPCon 电池，转换效率分别高出 0.7%、0.3%。预计至 2025 年，HIT 电池转换效率可提升至 25%，相比 P-PERC 电池、N-PERT/TOPCon 电池，长期来看， HIT 电池还可叠加 IBC、钙钛矿等技术，大幅提升转换效率。 工艺流程大幅简化，PECVD、PVD 等关键设备技术壁垒较高。HIT 制备工艺仅需制绒清 洗、非晶硅膜沉积、TCO 膜沉积、电极金属化 4 个步骤，与 P-PERC、N-TOPCO
3、N 工艺 相比大幅简化。 HIT 制备工艺中， 非晶硅薄膜沉积设备和 TCO 薄膜沉积设备技术壁垒较高， 在产线设备投资额中占比接近 70%。PECVD 是非晶硅薄膜沉积环节主流技术，PECVD 设 备与常规产线 PECVD 镀膜设备结构完全不同，目前应用材料、梅耶博格、日本真空和理 想能源等为主要供应商，但造价仍相对较高。短期内 TCO 薄膜沉积的主流技术是 PVD， 主要设备厂商包括德国冯阿登纳、日本真空、瑞士梅耶博格、国内捷造光电等。 浆料环节成本下降空间大，低温银浆、靶材亟待国产化。低温银浆和靶材是浆料成本占比 最高的两部分。TCO 薄膜沉积环节主要使用 ITO、IWO 两种靶材，靶材
4、成本分别约为 0.40.5 元/片、0.60.7 元/片。若使用国产 IWO 靶材，可降低至 0.20.3 元/片。国内 先导、映日等企业 ITO 产品已经比较成熟。低温银浆由于耗量大、国产化程度低等原因成 本高昂。 采用 5BB 技术的 HIT 电池银浆单耗约为 300mg/片、 银浆成本约 1.92.1 元/片， 采用 MBB 技术的银浆成本可降至约 1.11.2 元/片。梅耶博格采用的 SWCT 技术，可降 低银浆单耗至 100mg/片，银浆成本降至 0.6 元/片。未来通过国产化、MBB 及 SWCT 工 艺应用可大幅降低银浆成本。 多途径提升 HIT 电池经济性，预计 2022 年
5、LCOE 与 PERC 持平。 （1）硅片薄片化降本： HIT 电池采用的硅片厚度将逐步下降， 预计至 2025 年可降至 100m， 硅片成本可从 2019 年的 0.47 元/W 下降至 0.25 元/W；（2）低温银浆降本：通过印刷工艺进步、国产化等 途径，银浆成本从 2019 年的 0.17 元/W 降至 2025 年的 0.06 元/W；（3）靶材降本：预 计至 2025 年靶材成本可由 2019 年的 0.08 元/W 下降至 0.03 元/W 左右；（4）设备降 本：随着设备国产化的推进以及单位设备产出的提升，至 2022 年单 GW 设备投资成本有 望从2019年的8亿元/GW
6、下降至4.07亿元/GW。 根据测算， 目前PERC与HIT电站LCOE 分别为 0.289 元/KWh、0.300 元/KWh。预计 2022 年 HIT 地面电站 LCOE 与 PERC 地面 电站 LCOE 基本持平，从而具备落地经济性。 投资建议：我们认为平价上网趋势下，高效化是电池技术发展的主线，HIT 电池有望成为 下一代主流技术，降本增效进度决定其产业化节奏。我们推荐 HIT 研发领先的电池厂商和 设备厂商山煤国际、捷佳伟创、迈为股份、金辰股份、东方日升、通威股份，建议关注高 效电池龙头隆基股份、中来股份、爱康科技、晶澳科技、天合光能。 风险提示：全球光伏装机不达预期；HIT 电
7、池路线降本提效进度不达预期。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 2 2 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 2 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资建议 投资建议：我们认为平价上网趋势下，高效化是电池技术发展的主线，HIT 电池有 望成为下一代主流技术，降本增效进度决定其产业化节奏。我们推荐 HIT 研发领先的 电池厂商和设备厂商山煤国际、捷佳伟创、迈为股份、金辰股份、东方日升、通威股份， 建议关注高效电池龙头隆基股份、中来股份、爱康科技、晶澳科技、天合光能。 原因及逻辑 随着平价上网到来，全球光伏需求以及光伏组件出货量有望维持稳健增长；光
8、伏各 环节制造成本快速下降的时期已过，未来效率提升摊薄单瓦 BOS 成本系主流的降本方 式，因此高效化注定是电池片环节发展的主线。 有别于大众的认识 市场普遍认为全球光伏需求增速变慢，新技术研发速度变慢。我们认为光伏行业的 超额利润一个重要来源就是新技术的产业化。 我们认为 LCOE 下降带动经济性提升是光 伏发展的核心驱动力，随着 HIT 经济性到来，更多的公司有望加大 HIT 的投资。 市场普遍认为 HIT 设备、浆料技术壁垒较高，国产化进程缓慢导致成本下降曲线 斜率平缓。我们认为，HIT 设备国产化已经取得明显进展，国产厂商全套设备报价已降 至 5 亿元/GW 以下， 不再成为 HIT
9、大规模量产的制约因素； 银浆耗量随着 MBB、 SWCT 等技术应用，有望下降至 150mg/片以内；国内厂商靶材已初步实现国产化，且靶材成 本占比相对较小，不会对 HIT 电池大规模量产形成制约。 市场普遍认为电池片环节技术壁垒低， 技术迭代周期快， 龙头厂商的优势难以维持。 我们认为 HIT 技术半导体属性更高，电池厂商掌握了更多的工艺的核心 know-how， 电池环节的技术壁垒有望增加，前期投入早投入大的企业有望在 HIT 上保持领先优势。 qRrOoQvNnNoRrRoRrPpRoN6MbPaQoMpPtRmMfQmMqOlOnMzR9PmMvMMYqRpQNZoPnM 3 3 行业
10、深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 3 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 1. HIT 电池性能优异，商业化节奏提速 . 9 1.1 HIT：一种非晶硅与晶硅材料相结合的高效电池技术 . 9 1.2 商业化节奏提速，多家公司进入 HIT 领域 . 10 2. 转换效率提升空间大，HIT 有望成为下一代主流技术 . 13 2.1 “补贴退出+政策引导”推动电池技术向高效化迭代 . 13 2.2 HIT 转换效率优势明显，有望替代 PERC 成为下一代主流技术 . 18 2.3 可叠加其他高效电池技术，转换效率提升空间大 . 20 2.3.1 HBC：兼具 IBC 高短路电流
11、+HIT 高开路电压优势 . 20 2.3.2 钙钛矿/HIT 叠层电池：提升晶硅太阳能电池转换效率极限 . 21 3. 工艺流程大幅简化，设备国产化速度加快 . 23 3.1 HIT 制备工艺仅需四步，非晶硅/TCO 薄膜沉积设备壁垒较高 . 23 3.2 制绒、清洗：RCA/O3，YAC 为主要设备供应商 . 27 3.3 非晶硅膜沉积：PECVD/HWCVD，HIT 电池制备的核心环节 . 30 3.4 TCO 膜沉积：PVD/RPD，短期内 PVD 是主流 . 33 3.5 电极金属化：丝网印刷/电镀铜，丝网印刷国产化程度高 . 35 4. 浆料环节成本下降空间大，低温银浆、靶材技术壁
12、垒较高37 4.1 低温银浆、靶材在浆料成本中占比较高 . 37 4.2 低温银浆：国产化及电极工艺进步是降本关键 . 39 4.3 靶材：工艺技术要求高，初步实现国产化 . 41 5. 多途径提升 HIT 经济性， 2022 年 LCOE 有望与 PERC 持平 . 43 5.1 产业化前期成本尚高，多途径降本提升 HIT 电池经济性 . 43 5.2 经济性快速提升，量产边际条件到来 . 47 6. 投资标的推荐 . 48 6.1 通威股份（600438） . 48 6.2 山煤国际（600546） . 50 6.3 捷佳伟创（300724） . 52 6.4 迈为股份（300751） .
13、 53 目录 4 4 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 4 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 6.5 金辰股份（603396） . 54 5 5 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 5 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：HIT 电池结构示意图 . 9 图 2：HIT 电池发展历程 . 11 图 3：多晶硅国产一级致密料价格下降趋势（单位：元/kg） . 14 图 4：单晶及多晶硅片价格下降趋势（单位：元/片） . 14 图 5：单晶及多晶电池片价格下降趋势（单位：元/W) . 14 图 6：单晶及多晶组件价格下降趋势（单位
14、：元/W） . 14 图 7：地面光伏系统投资额比例分布（单位：%） . 15 图 8：光伏组件成本构成比例分布（单位：%） . 15 图 9：光伏电池各技术路线的结构对比图 . 16 图 10：NREL 光伏电池各技术路线效率提升趋势（单位：%） . 17 图 11：P-PERC、N-PERT+TOPCon、HIT 电池转换效率提升趋势（单位：%） . 19 图 12：国内外企业 HIT 电池的最高效率（单位：%） . 19 图 13：东方日升 PERC、PERC+TOPCon、HIT 电池转换效率提升路线图（单位：%） . 20 图 14：钧石能源 HIT 电池效率提升路线图（单位：%）
15、. 20 图 15：HBC 电池结构示意图 . 20 图 16：钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池结构示意图 . 22 图 17：机械堆叠钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池 . 22 图 18：钙钛矿-HIT 叠层电池结构 . 22 图 19：P-PERC、N-PERT+TOPCon、HIT 电池生产工艺流程对比 . 24 图 20：Archers 的 100MW HIT 电池生产线 . 26 图 21：RCA 清洗与 O3清洗流程对比 . 28 图 22：YAC 的清洗制绒设备 . 29 图 23：Singulus 的清洗制绒设备 . 29 图 24：PECVD 与 HWCVD 原理对比 . 30 图 25
16、：应用材料公司的 PECVD 设备 . 32 图 26：理想公司的 PECVD 设备 . 32 6 6 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 6 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 图 27：HWCVD 设备内外部结构 . 32 图 28：PVD 镀膜原理-Sputtering . 33 图 29：RPD 镀膜原理 . 33 图 30：丝网印刷原理示意图 . 35 图 31：采用电镀铜技术 HIT 电池效率（单位：%） . 36 图 32：应用材料公司的印刷机 SoftPressure 示意图 . 36 图 33：应用材料公司异质结用烘箱外观图 . 36 图 34：钧石能
17、源铜栅电极异质结电池生产流程示意图 . 37 图 35：高温银浆烧结前后对比图 . 39 图 36：低温银浆固化前后对比图 . 39 图 37：低温银浆生产工艺流程 . 40 图 38：多（12）主栅、无主栅、无栅线太阳能电池示意图 . 41 图 39：烧结法制备钨钛靶生产工艺流程图 . 42 图 40：2015-2020Q1 通威股份营业收入及同比增长（单位：百万元，%） . 49 图 41：2015-2020Q1 通威股份归母净利润及同比增长（单位：百万元，%）49 图 42：2019 年通威股份收入构成（单位：%）. 49 图 43：2015-2020Q1 通威股份毛利率和净利率（单位：
18、%） . 49 图 44：公司股权结构（2020 年一季度末） . 50 图 45：当前控股股东山煤集团，实控人山西省国资委 . 50 图 46：重组第一步后焦煤集团控股山煤集团 . 51 图 47：合并后控股股东变更为焦煤集团，实控人不变 . 51 图 48：公司 2010-2019 营业收入及同比增长率（单位：亿元，%） . 51 图 49：公司 2010-2019 归母净利润及同比增长率（单位：亿元，%） . 51 图 50：2015-2020Q1 捷佳伟创营业收入及同比增速（单位：百万元，%） . 52 图 51：2015-2020Q1 捷佳伟创归母净利润及同比增速（单位：百万元，%）
19、52 图 52：2019 年捷佳伟创收入构成（单位：%）. 53 图 53：2015-2020Q1 捷佳伟创毛利率和净利率（单位：%） . 53 图 54：2015-2020Q1 迈为股份营业收入及同比增速（单位：百万元，%） . 54 图 55：2015-2020Q1 迈为股份归母净利润及同比增速（单位：百万元，%）54 图 56：2019 年迈为股份收入构成（单位：%）. 54 7 7 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 7 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 图 57：2015-2020Q1 迈为股份毛利率和净利率（单位：%） . 54 图 58：2015-202
20、0Q1 公司营业收入及同比增长（单位：百万元，%） . 55 图 59：2015-2020Q1 公司归母净利润及同比增长（单位：百万元，%） . 55 图 60：2015-2019 公司主营构成（单位：百万元，%） . 55 图 61：2015-2020Q1 公司销售毛利率，销售净利率（单位：%） . 55 表 1：异质结电池（HIT）与其他电池比较优势 . 10 表 2：行业内部分企业 HIT 电池扩产规划（单位：亿元、%、MW） . 12 表 3：普通光伏地面电站国家补贴变化（单位：元/kWh，含税） . 13 表 4：各类高效电池及组件指标汇总 . 15 表 5：光伏电池各技术路线制备技
21、术概要 . 16 表 6：2019-2025 年各种电池转换效率变化趋势（单位：%） . 17 表 7：光伏制造行业规范条件（2020 年本）(征求意见稿)工艺技术指标要求18 表 8：HBC 与 IBC 电池指标对比（单位：V、mA/cm、%、cm、m） . 21 表 9：HBC 电池研发效率记录（单位：cm、mV、mA/cm、%） . 21 表 10：HIT 电池工艺流程简介 . 24 表 11：目前异质结太阳能电池制造设备来源 . 25 表 12：异质结电池的几种产线配置方式 . 25 表 13：东方日升年产 2.5GW 高效太阳能电池（HIT）设备购置费明细（单位：台/套、 万元、%）
22、 . 26 表 14：不同技术路线清洗制绒工艺介绍 . 27 表 15：晋能 RCA 制绒清洗工艺流程（单位：、s） . 28 表 16：德国两家设备厂商制绒、清洗工艺（单位：m、%、片/h） . 29 表 17：捷佳伟创清洗制绒设备介绍 . 29 表 18：PECVD 和 HWCVD 技术对比 . 31 表 19：PVD 和 RPD 技术对比 . 34 表 20：TCO 薄膜沉积设备厂家情况梳理（单位：晶片/h） . 34 表 21：清洗制绒环节材料成本（单位：元/pcs） . 38 表 22：非晶硅沉积环节材料成本（单位：元/pcs） . 38 表 23：TCO 薄膜沉积环节靶材成本（单位
23、：g/cm3、元/kg、元/pcs、m2/v.s） . 38 8 8 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 8 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 表 24：常州聚和 CSP-T1 高效低温固化 HIT 正面银浆参数 . 40 表 25：丝网印刷环节银浆成本（单位：mg、%、元/pcs、W） . 41 表 26：PVD 和 RPD 靶材对比（单位：个、mm、nm） . 42 表 27：广东先导材料 ITO 靶材参数 . 43 表 28：P-PERC、HIT 电池生产成本拆分（单位：元/W、%） . 44 表 29：硅片成本下降趋势（单位：m、元/W） . 44 表 30：
24、银浆、靶材成本下降趋势（单位：mg/片、元/KG、cm2、%、W、元/W） . 45 表 31：HIT 电池单 GW 设备价格下降趋势（单位：亿元/GW) . 46 表 32：HIT 电池生产成本下降趋势（单位：元/W、%） . 46 表 33：HIT 组件价格下降趋势（单位：元/W、%） . 47 表 34：PERC 与 HIT 路线 LCOE 测算（单位：元/W、%、百万元、MW、小时、年、 元/KWh） . 47 表 35：不同等效利用小时数、组件价格下 HIT 地面电站 LCOE 测算（单位：元/kwh、 元、小时）. 48 表 36：不同等效利用小时数、组件价格下 HIT 地面电站
25、IRR 测算（单位：%、元、小 时） . 48 表 37：重点推荐公司盈利预测与估值（单位：亿元、元/股、倍） . 56 9 9 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 9 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 1. HIT 电池性能优异，商业化节奏提速 1.1 HIT：一种非晶硅与晶硅材料相结合的高效电池技术 HIT 电池是以晶硅太阳能电池为衬底，以非晶硅薄膜为钝化层的电池结构。HIT（异质 结电池，Heterojunction with Intrinsic Thin layer）是一种在 P 型氢化非晶硅和 n 型氢 化非晶硅与 n 型硅衬底之间增加一层非掺杂（本征）氢化
26、非晶硅薄膜的电池结构。标准晶 体硅太阳能电池是一种同质结电池，即 PN 结是在同一种半导体材料上形成的，而异质结 电池的 PN 结采用不同的半导体材料构成。日本三洋公司在 1990 年发明出 HIT 电池并申 请为注册商标，因此异质结电池又被称为 HJT（Heterojunction Technology）或 SHJ （Silicon Heterojunction）。 图 1：HIT 电池结构示意图 资料来源：光伏前沿，申万宏源研究 HIT 电池与传统晶硅电池相比具有多种优势，具体体现在： （1）转换效率高：HIT 电池采用非晶硅层降低表面悬挂键密度和异质结界面态密度， 实现超高转换效率。HI
27、T 电池的开路电压可以达到 740mV 以上，主要原因是：1）硅片表 面的晶体结构具有不连续性，悬挂键密度高导致缺陷密度大，非晶硅层通过降低表面悬挂 键的密度实现优良的界面钝化；2）HIT 电池在单晶硅衬底和掺杂非晶硅薄膜之间插入了一 层较薄的本征非晶硅薄膜，使得异质结界面的界面态密度大幅度降低，因此电池的开路电 压比常规电池高，进而实现超高转换效率。目前，HIT 电池的实验室效率在 26%以上，现 有设施的平均量产效率在 23%以上，效率优势显著。 （2）双面率高：HIT 电池为正反面对称结构，且背面无金属背场阻挡光线进入，因此 其天然具备双面发电能力，且双面率可超过 95%，可在扩展应用范
28、围（沙地、雪地、水面 等）的同时进一步提升发电量。 1010 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 10 页 共 57 页 简单金融 成就梦想 （3）无光衰：由于 HIT 电池上表面为 TCO，电荷不会在电池表面的 TCO 上产生极化 现象，因此 HIT 电池无 PID、LePID 现象。松下 HIT 组件 25 年后发电量仅下降 8%。 （4） 温度系数低， 高温环境发电量高： HIT 电池的温度稳定性好， 与单晶硅电池0.42 的温度系数相比，HIT 电池的温度系数可达到0.25，使得电池即使在光照升 温情况下仍有好的输出。在一天的中午时分，HIT 电池的发电量比一般晶
29、体硅太阳电池高 出 810，双玻 HIT 组件的发电量高出 20以上，具有更高的用户附加值。 （5）弱光响应高：理论研究表明，并联电阻越大，光伏组件的弱光响应越强。薄膜电 池因为并联电阻普遍比较大，所以弱光响应普遍比较好。HIT 电池属于薄膜电池，因此弱 光响应性能更好。 （6）工艺步骤少：HIT 电池生产工序仅需 4 步，量产具备优势。目前，主流的 PERC 电池量产需要 8-10 道工序，TOPCon 需要 11-12 道工序，而 HIT 电池的工序仅为 4 道。 从理论上讲，HIT 工艺步骤少，可以极大的降低电池的不良率，以及人工、运维等其他生 产成本。 （7）结构对称，薄片化潜力大：H
30、IT 电池完美的对称结构和低温度工艺使其非常适于 薄片化。目前 PERC 电池所用硅片主流厚度为 170-180m，HIT 电池所用硅片厚度已经降 至 160m 以下，且具有较大的薄片化空间。 表 1：异质结电池（HIT）与其他电池比较优势 主要方面 HIT 常规单晶 常规多晶 单晶 Perc 黑硅多晶 N-pert/Topcon IBC 量产效率 23-24% 20.50% 18.70% 22-23% 20.80% 23-24% 23.60% 双面率 95% 0% 0% 60% 60% 80% 0% LID 0% 1%/年 1%/年 1%/年 4%/年 0% 0% LETID 无 有 有 有 有 有 有 温度系数 -0.25% -0.42% -0.45% -0.37% -0.39% -0.35% -0.35% 工艺步骤 4 6 6 8-10 8 11-12 20 弱光响应 高 低 低 低 低 高 高 资料来源：CPIA、前瞻产业研究院，申万宏源研究 1.2 商业化节奏提速，多家公司进入 HIT 领域 HIT 技术的发展可以划分为四个主要阶段，高效化趋势推动 HIT 商业化提速： （1）
sgpjbg002
工作日 8:30 - 17:30
会员动态：
报告分类
新质生产力
ChatGPT
新能源汽车
大模型
Sora
机器人
微短剧
芯片
薪酬
白皮书
低空经济
数据要素
创新药
人工智能
AI产业
信息科技
互联网
消费经济
汽车交通
电商零售
传媒娱乐
医药健康
投资金融
能源环境
地产建筑
传统产业
英文报告
其它
扫码登录
手机快捷登录
账号登录
