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2023HJT行业发展趋势、产业链及重点企业分析报告.pdf

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2023HJT行业发展趋势、产业链及重点企业分析报告.pdf

1、2023 年深度行业分析研究报告 一、行业概况.1 二、性能优势.4 三、国内市场现状.5 四、降本增效.8 五、市场破局.10 六、产业链及重点企业梳理.15 七、发展趋势.22 目录目录 1/25 行业研究报告 慧博智能投研 PERC 电池最高量产效率已突破24%,持续逼近效率极限 24.5%,行业降本增效驱动下,第三代电池片技术正快速发展,渗透率有望快速提升。其中 HJT 电池具有产品转换效率高、无光衰、温度系数低、弱光响应高等优点,且由于是双面对称加低温工艺,易于薄片化降本,受到业内关注。目前HJT 设备投资较大,但工序较少、未来降本空间大,后续通过降本增效有望迎来快速发展。2022

2、年国内新增建设和规划中的 HJT 异质结电池产能达到 114.2GW,在 HJT 经济性持续改善下,规划产能有望加速落地,后续 HJT 出货量有望快速增长。2023 年国内 HJT 电池出货有望达到 15GW,同比增长 275%。PERC 电池最高量产效率已突破24%,持续逼近效率极限 24.5%,行业降本增效驱动下,第三代电池片技术正快速发展,渗透率有望快速提升。其中 HJT 电池具有产品转换效率高、无光衰、温度系数低、弱光响应高等优点,且由于是双面对称加低温工艺,易于薄片化降本,受到业内关注。目前HJT 设备投资较大,但工序较少、未来降本空间大,后续通过降本增效有望迎来快速发展。2022

3、年国内新增建设和规划中的 HJT 异质结电池产能达到 114.2GW,在 HJT 经济性持续改善下,规划产能有望加速落地,后续 HJT 出货量有望快速增长。2023 年国内 HJT 电池出货有望达到 15GW,同比增长 275%。一、行业概况一、行业概况 1、电池片处于技术变革期,第三代技术百家争鸣、电池片处于技术变革期,第三代技术百家争鸣PERC 电池接近效率极限,第三代电池处于快速发展期电池接近效率极限,第三代电池处于快速发展期。随着光伏电池片持续提效,PERC 电池最高量产效率已突破 24%,持续逼近效率极限 24.5%,行业降本增效驱动下,第三代电池片技术正快速发展。第三代电池技术主要

4、包含 TOPCon、HJT 和 xBC,其中 TOPCon 和 HJT 具有更高的双面率,主要应用于地面电站项目,xBC 由于具备更好的外观通常应用于分布式项目。导读导读 2/25 TOPCon 与与 PERC 设备兼容性较好,短期发展迅速设备兼容性较好,短期发展迅速。与 PERC 电池相比,TOPCon 电池通过增加一层超薄隧穿氧化层,将金属电极与硅金属隔离,利用量子隧穿效应实现电流传输。TOPCon 相比 PERC 主要增加了隧穿氧化层的制备,工艺兼容性较好,在晶科能源晶科能源大力发展带动下,TOPCon 短期发展迅速。HJT 优势明显,降本空间较大,后续有望快速发展优势明显,降本空间较大

5、,后续有望快速发展。HJT 具有产品转换效率高、无光衰、温度系数低、弱光响应高等优点,且由于是双面对称加低温工艺,易于薄片化降本。HJT 设备投资较大,但工序较少,未来降本空间大,后续通过降本增效有望迎来快速发展。SUdUgYhUkWdWDWfWjW9PdN6MmOrRnPmPkPrRrOeRpPzQ7NnPpMwMoPmPwMqMpQ 3/25 2、HJT 电池电池又称为异质结又称为异质结太阳太阳电池,电池,为对称双面结构,形成为对称双面结构,形成 P-N 结结 HJT 电池全称为晶体硅异质结太阳电池,由晶硅材料和非晶材料形成,在晶体硅上形成非晶体薄膜,并通过特殊的技术让 P 型和 N 型半

6、导体构成一种特殊的 PN 结,本身属于 N 型电池的一种。HIT(Heterojunction with Intrinsic Thinfilm)电池最早由日本三洋公司于 1990 年成功开发,因 HIT 已被三洋注册为商标,因此又被称为 HJT、HDT、或 SHJ。HJT 也即本征薄膜异质结,结构为对称双面电池,中间是 N 型晶体硅,在正面依次沉积本征非晶硅薄膜与 P 型非晶硅薄膜,形成 P-N 结。同时,在硅片的背面依次沉积本征非晶硅薄膜和 N 型非晶硅薄膜,形成背表面场。而电池的两侧沉积透明导电薄膜(TCO)来进行导电,解决非晶硅导电性较差的问题。最后应用丝网印刷技术形成双面电级。之所以

7、HJT 能够实现高转化效率是由于其技术很好地解决了常规电池掺杂层和衬底接触区域的高度载流子复合损失问题。其技术核心是在 PN 结之间插入了本征非晶硅层作为缓冲层,而本征非晶硅层对晶体硅表面有优秀的钝化作用,可以大幅避免载流子的复合,实现较高的少子寿命和开路电压。3、工艺流程:生产步骤大大减少,具有量产优势工艺流程:生产步骤大大减少,具有量产优势 HJT 电池的工艺环节仅 4 步,相比 PERC 电池通常的 910 步,HJT 的生产步骤大大减少,具有量产优势。从设备的角度看,各环节均处于国产设备逐渐导入的过程中。制绒清洗制绒清洗:采用与 PERC 相似的湿法化学清洗设备,但要求更高的刻蚀损伤层

8、厚度以及在低温环境下处理;PECVD(非晶硅薄膜沉积)(非晶硅薄膜沉积):该步骤取代了传统 PERC 工艺中的扩散工艺,是构造异质结结构的关键,难度、壁垒最高,价值占到全部设备的 50%,为异质结设备的核心;TCO(透明导电薄膜)设备(透明导电薄膜)设备-PVD/RPD:技术壁垒低于 PECVD,主要包括 RPD 和 PVD 两种的技术路径设备,目前主流技术路线是用 PVD 方式制备前后表面的 TCO 膜;丝网印刷机丝网印刷机:在硅片的两面制造精细的电路,将电极金属化,包括丝网印刷(包括丝网印刷机,烧结炉,分选机)和电镀铜电极两种技术路线,目前以丝网印刷为主流,国内厂商捷佳伟创捷佳伟创、迈为迈

9、为、钧石钧石和理想理想已具备整线化能力。4/25 二、性能优势二、性能优势 1、HJT 钝化机制优异,理论电池效率高钝化机制优异,理论电池效率高 HJT 太阳电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池,其理论极限效率较高太阳电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池,其理论极限效率较高。据ISFH 和隆基测算数据,PERC、TOPCon 与 HJT 电池的理论极限转换效率分别为 24.5%、28.7%和28.5%。HJT 在极限效率方面大幅领先 PERC,略落后于双面 TOPCon。但 TOPCon 电池实现双面多晶硅钝化的难度较大,尚未有厂商克服这道技术难关,而目

10、前生产的背表面单面钝化的 TOPCon 电池极限效率仅有 27.1%,低于 HJT。2、除效率高外,除效率高外,HJT 还具备良率高、双面率高、温度系数低等多重优势还具备良率高、双面率高、温度系数低等多重优势 相较 PERC 和 TOPCon,HJT 电池具备七大明显的优势,使其有望率先从现有的电池片技术中脱颖而出,成为未来市场的主流。生产工艺流程短生产工艺流程短更高良率和更低人工、运维成本更高良率和更低人工、运维成本:HJT 的核心工艺流程仅有 4 步,即清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO 膜沉积、金属电极化,相较 PERC 和 TOPCon 电池大幅简化。较短的工艺流程有助于提升生产良品率,

11、同时可降低人工、运维等成本。5/25 采用低温工艺采用低温工艺更小热损伤更小热损伤:HJT 全程在 200以下的环境中制成,对比之下 PERC 扩磷环节温度需高于 850,TOPCon 扩硼环节温度则在 1100以上。低温工艺有助于减少硅片制备过程中的热损伤并节约燃料。双面率高双面率高更高发电量更高发电量:HJT 电池为双面对称结构,电池双面率最高可达 90%;而 PERC 和 TOPCon在制备过程中均需要对硅片进行背面抛光,双面率最高仅可达到 75%和 85%。更高的双面率可以提升HJT 背面发电量。温度系数低温度系数低更高发电量更高发电量:HJT 的温度系数为-0.24/,比 PERC(

12、-0.35/)和(TOPCon-0.30/)更低,因此,HJT 在高温环境下的能耗损失更少,发电量更高。衰减率低衰减率低更高发电量更高发电量:HJT 的首次衰减为 1%、线性衰减为 0.25%,低于 PERC 和 TOPCon,这主要是由于 HJT 无 PID 和 LID 效应,在 25 年的长生命周期内,HJT 发电更高。更适合钙钛矿叠层更适合钙钛矿叠层提效潜力更大提效潜力更大:HJT 电池主要吸收红外光,而钙钛矿电池对短波到可见光波长的光波利用率较高,两者叠层完成了吸收光谱的“兼收并蓄”,能够打开理论转换效率的天花板。更易实现薄片化更易实现薄片化降本空间更大降本空间更大:HJT 的双面对称

13、结构,降低了硅片的机械应力,提高了制备过程的整片率;低温工艺亦减少了硅片受热发生翘曲的可能,更有利于薄片化的进行。三、国内市场现状三、国内市场现状 1、多家新进入者近期宣布扩产项目,多借助地方政府支持确保项目落地多家新进入者近期宣布扩产项目,多借助地方政府支持确保项目落地 近期多家近期多家 HJT 新进入者发布扩产规划,合计约新进入者发布扩产规划,合计约 24GW 电池项目、电池项目、15GW 组件项目组件项目。奥维通信奥维通信 2023年 1 月 2 日公告称拟与淮南市田家庵区人民政府、上海熵熠合作投资建设 5GW 异质结电池及组件项目,总投资 45 亿元,项目规划 3 年内分三期建设,第一

14、年 1GW、第二年 2GW、第三年 2GW。三五互联三五互联2022 年 12 月 25 日公告拟与眉山市丹棱县人民政府签署项目投资协议,建设 5GW 异质结电池 5G 智慧工厂项目,总投资 25 亿元,5GW 生产线预计将于 2024 年 12 月前全部建成并正式投产。海源复材海源复材 6/25 2022 年 12 月 22 日公告拟与滁州市全椒县人民政府合作 15GWN 型光伏电池及 3GW 组件项目,其中5GWHJT 电池及 3GW 组件,投资 35.5 亿元。乾景乾景园林园林 2022 年 11 月 9 日公告控股股东变更为国晟能源,增资 4.7 亿元用于 1GW 异质结电池和 2GW

15、 异质结组件项目。正业科技正业科技 2022 年 10 月 23 日公告与景德镇高新技术产业开发区管理委员会签署项目投资合同,建设年产 5GW 光伏组件及 8GW 异质结光伏电池片项目,总投资 50 亿元,分三期投资建设。项目投资所需资金较多,新进入者多寻求地方政府支持以确保项目落地性项目投资所需资金较多,新进入者多寻求地方政府支持以确保项目落地性。从新进入者的财务状况来看,截至 2022Q3 末各新进入者的平均资产负债率约为 47%,货币资金+交易性金融资产平均约为 1 亿元,而 HJT 扩产项目所需投资额较高,新进入者单独进行扩产投资金额较大,故多寻求与地方政府合作,可在基础设施、厂房租金

16、、税收优惠等方面提供支持,以确保项目顺利推进。2、HJT 设备降本进行中,核心零部件国产化加速助力缩短回本周期设备降本进行中,核心零部件国产化加速助力缩短回本周期 核心零部件国产化加速,利好核心零部件国产化加速,利好 HJT 设备降本设备降本。HJT 设备的核心零部件包括泵、阀、腔体、电源、流量控制器等,目前设备价值量单 GW 约 4 亿元,后续随着零部件国产化替代、国产零部件扩产加速的规模效应显现,HJT 设备的单 GW 投资额有望降低至 3-3.5 亿元。7/25 电池片厂商回本周期缩短,预计当 2024 年设备回本期为 2 年时,传统电池大厂转型 HJT 技术意向强烈,行业迎来爆发。当单

17、 GW 设备投资额 3 亿元、电池片单 W 利润为 0.14 元时,电池厂回本期约为 2 年,预计 2024 年设备单 GW 投资额有望降低至约 3 亿元,则此时回本期约为 2 年,传统厂商布局、HJT 行业迎来爆发。3、N 型电池迉来规模化量产,多家企业引领型电池迉来规模化量产,多家企业引领 HJT 量产落地量产落地 新技术电池规模化扩产加速值得重视,新技术电池规模化扩产加速值得重视,22 年以来新技术电池大规模扩产拉开帷幕年以来新技术电池大规模扩产拉开帷幕。HJT 电池效率和成本进步较好,迎来规模化扩产,安徽华晟安徽华晟、金刚玻璃金刚玻璃、隆基绿能隆基绿能、东方日升东方日升、爱康科技爱康科

18、技等均新宣布扩产规划,安徽华晟、华润电力华润电力、爱康科技等亦积极推动前期 HJT 扩产规划落地。安徽华晟安徽华晟:华晟二期(2GW 异质结项目)于 2022 年 4 月底完成首批 210 电池片出片,至 6 月底完成所有 2GW 设备的调试与投产。首批电池片已实现电池最高转换效率 24.68%,组件功率达 700W+。2022 年 5 月华晟宣布在安徽宣城建设 4.8GW 双面微晶异质结智能工厂项目,5 月底已正式开工,预计2023 年 Q1-Q3 分两期完成设备搬入和调试生产。2022 年 5 月公司与大理州政府、华能澜沧江水电股份有限公司签署合作协议,拟建设 5GW 高效异质结光伏电池和

19、组件项目。金刚玻璃金刚玻璃:1.2GW 大尺寸半片超高效异质结太阳能电池及组件项目已于 2022 年 3 月全线贯通,5 月实现首次出货,电池片平均转换效率达 24.95%,组件功率 700W+;2022 年 6 月公司宣布在甘肃酒泉建设 4.8GW 高效异质结电池片及组件项目,预计建设周期 18 个月。隆基绿能隆基绿能:第三方环评机构网站显示,隆基绿能拟建设中央研究院一期中试项目,规模 1.2GW,从主要建设内容概要判断,该项目或为 HJT 项目。爱康科技爱康科技:2022 年 1 月,爱康科技 8GW 异质结电池及其配套项目落户瑞安。项目分两期建设,分别建设 4GW 光伏电池及 4GW 高

20、效光伏组件产能;2022 年 5 月,爱康科技 6GW 异质结电池项目正式开工。2022 年 7 月,公司发布公告,与迈为股份迈为股份签署设备采购合同,湖州爱康光电以自有资金向迈为股份购买两条太阳能 210 半片异质结电池整线设备,每条生产线的产能均超过 600MW。8/25 东方日升东方日升:2022 年 1 月,公司公布定增预案,拟募集资金建设 5GWN 型超低碳高效异质结电池片与10GW 高效太阳能组件项目,项目建设周期为 12 个月。公司同时披露15GWN 型超低碳高效异质结电池片与 15GW 高效太阳能组件项目可行性研究报告。4 月,项目已通过环评。四、降四、降本增效本增效 1、“三

21、减一增三减一增”+提效为提效为 HJT 主要降本增效方式主要降本增效方式 HJT 降本增效方式主要包含降本增效方式主要包含“三减一增三减一增”+提效提效。HJT 降本增效方式主要包括减少银浆消耗量、减少主栅线银耗、减少硅料用量、增加光吸收量以及提升电池片效率。其中减少银浆消耗和减少主栅线银耗主要是降低金属化成本,减少硅料用量主要为减少硅成本,增加光吸收量为减少光学损失,提效可摊薄各环节通量成本。9/25 2、硅成本为硅成本为 HJT 成本第一大项,可通过薄片化成本第一大项,可通过薄片化+吸杂降本增效吸杂降本增效 硅成本为硅成本为 HJT 电池成本第一大项电池成本第一大项。截至 2022 年末,

22、HJT 电池成本中硅片成本约 0.62 元/W,占比71%,为成本第一大项。降低硅成本或通过提效摊薄电池每瓦硅成本为 HJT 降本增效重要路径。HJT电池硅环节主要可通过硅片薄片化降本以及增加吸杂工艺降低硅成本和提升转换效率电池硅环节主要可通过硅片薄片化降本以及增加吸杂工艺降低硅成本和提升转换效率。3、吸杂可提升硅片品质,同时实现降本提效吸杂可提升硅片品质,同时实现降本提效 吸杂工艺可提升硅片品质,可采用低质量硅片制备吸杂工艺可提升硅片品质,可采用低质量硅片制备 HJT 电池电池。吸杂技术是减少硅片加工和工艺过程污染、改善硅片的性能的一种非常有效的方法。其工艺为:采用管式扩 P 或者链式涂覆

23、P 源方式,使硅片表面具有一层 P 源,随后对硅片进行高温处理,处理温度在 700-800,通过高温扩散后,在硅片表面形成一层 PSG 和 P 重掺杂层,这层掺杂层对硅片中金属杂质的溶解度远远高于其他区域,在高温和杂质浓度梯度影响下,硅片体内的金属杂质向表面扩散。最后通过后续的清洗工序,把表面这层杂质去掉从而达到提升硅片品质的目的。吸杂可降低硅料采购成本吸杂可降低硅料采购成本。HJT 与 PERC 电池差异主要包含硅成本与非硅成本差异,其中硅片成本差异主要由于其衬底为 N 型,一方面 N 型硅片制造过程需要更高纯度硅料,其单公斤价格相比 P 型硅料更高,另一方面 N 型硅片在切片环节的 B 级

24、片因市场容量小而销售价格打折较多。10/25 N-P 硅片价差约硅片价差约 6%,通过吸杂可降低硅料成本,通过吸杂可降低硅料成本。以 TCL 中环中环 150mN 型及 P 型硅片为例,2022 年下半年 N 型硅片售价相比 P 型硅片售价高约 6%。通过引入吸杂环节,可降低 HJT 电池对于硅片需求,即可以采购普通硅料,消除硅料环节引起的 N-P 价差,N 型硅料相比普通硅料价格高约 7 元/kg。吸杂可提升吸杂可提升 HJT 电池效率电池效率。吸杂工艺为利用杂质向具有晶格的不完整性的区域聚集的特性引入缺陷形成杂质富集区域,然后将这一层杂质富集的损伤区域去掉,就可达到去除硅片中部分杂质的目的

25、,减少硅片中少数载流子复合中心,提高电池的开路电压,从而提高 HJT 电池光电转换效率。通过引入吸杂工艺可提升 HJT 电池效率 0.15%以上。五五、市场破局市场破局 1、短期:、短期:双面微晶双面微晶+0BB(1)双面微晶带来电池效率绝对值约双面微晶带来电池效率绝对值约 1%的提升,设备已开始调试的提升,设备已开始调试 双面微晶可带来约双面微晶可带来约 1%的电池效率绝对值提升,主要难点在于增加氢稀释率的电池效率绝对值提升,主要难点在于增加氢稀释率。HJT 非晶产线升级到微晶产线需要在射频系统、温度系统、工艺配方等方面进行改进,目前微晶 N 层工艺已经成熟,金刚光伏2022 年 5 月已量

26、产,N 面微晶电池平均效率较非晶已提升 0.4%-0.5%,组件功率已提升 15-25W(针对M6-72 片双玻版型),效率标准偏差约 0.1%,微晶 P 层预计 23 年导入量产,效率有望突破 25.5%。制备微晶硅技术的难点在于增加氢稀释率,解决办法包括提高功率,提高频率,增加设备。目前单面微晶的 HJT 电池量产平均效率约 25%,金刚光伏酒泉 4.8GW 双面微晶设备已进入调试阶段。11/25 (2)0BB 对于对于 HJT 可同时带来降本可同时带来降本+提效,东方日升提效,东方日升 0BB 专利布局较多专利布局较多 0BB 可同时完成提效降本,专利方面东方日升布局较多可同时完成提效降

27、本,专利方面东方日升布局较多:0BB 只网印细栅,利用内嵌铜线的聚合物薄膜代替主栅,并优化了细栅的宽度和间距,减少了电池遮光面积和电阻损失,带来电池效率的提升和浆料耗量的节省。0BB 专利方面,国内东方日升东方日升申请了较多与无主栅太阳能电池串连接方法、组件制备方法相关的专利。TOPCon 也可以应用 0BB,但由于 HJT 电池的浆料耗量更多,且 HJT 可以使用银包铜,整体来看 0BB给 HJT 带来的成本节约更多。2022 年 HJT 纯银低温银浆耗量约 23mg/W,TOPCon 电池约 14mg/W,加之 HJT 可使用银包铜浆料,HJT 应用 0BB 后相比 TOPCon 预计可节

28、省更多浆料用量。(3)50%银含量的银包铜浆料已经出货,激光转印可进一步降低浆料耗量银含量的银包铜浆料已经出货,激光转印可进一步降低浆料耗量 银包铜银包铜:银包铜技术通过化学镀的方式,在超细铜粉表面形成不同厚度的银镀层,调节浆料的银、铜比例提高抗氧化能力,来实现低价金属代替高价金属的降本目标。目前,苏州晶银苏州晶银已经出货 50%银含量的浆料产品应用于背面细栅,整体可靠性还需验证;12/25 激光转印激光转印:激光转印技术是通过在柔性透光材料的凹槽上填充浆料,再用激光高速图形化扫描,将浆料从柔性透光材料上转移至硅片表面形成栅线。由于采用非接触印刷模式,激光转印可降低隐裂、碎片、污染、划伤等风险

29、,适用于薄片化、柔性异质结电池。同时,相比传统丝网印刷,激光转印技术可大幅降低 HJT 栅线线宽,实现银浆消耗量减少,帝尔激光帝尔激光转印设备在 HJT 上可节约 30%-40%浆料并带来电池效率 0.3%以上的提升。2、中期:铜电镀中期:铜电镀+无铟化无铟化(1)铜电镀:铜电镀:1)铜电镀铜电镀对于对于HJT的主要意义在于提效,远期量产成本预计与银包铜相当的主要意义在于提效,远期量产成本预计与银包铜相当 铜电镀的基本原理:铜电镀是一种非接触式的电极金属化技术,在基本金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线,用于收集光伏效应产生的载流子。铜电镀对于铜电镀对于 HJT 的意义:提效的意义:提效降

30、本降本。铜电镀效率更高铜电镀效率更高:铜栅线相比银栅线形貌更好,体电阻率更低,导电性更强,同时,铜栅线与 TCO 薄膜之间附着更为紧密,接触电阻相比低温银浆更小,综合来看可提高电池转换效率;铜电镀金属化成本可与银包铜相当铜电镀金属化成本可与银包铜相当:预计远期银包铜+0BB 的金属化成本可降至0.06 元/W,铜电镀成熟后预计量产成本也约 0.06 元/W,但铜电镀可提效 0.2%-0.3%,银包铜可能会降效。2)铜电镀图形化环节技术路线多样,目前尚未统一铜电镀图形化环节技术路线多样,目前尚未统一 异质结电池铜电镀的第一步可分为有种子层和无种子层,由于无种子层难度较大,目前以有种子层为主异质结

31、电池铜电镀的第一步可分为有种子层和无种子层,由于无种子层难度较大,目前以有种子层为主。异质结电池铜电镀图形化环节可供选择的技术路线有三大类,目前尚未统一异质结电池铜电镀图形化环节可供选择的技术路线有三大类,目前尚未统一:第一大类是光刻,根据是否有掩膜又分为两种,一是需要使用掩膜的光刻,包括投影式光刻、接近/接触式光刻,二是无需使用掩膜的光刻,直写光刻根据辐射源的不同大致可进一步分为光学直写光刻和带电粒子直写光刻,其中芯碁微装可提供直写光刻 LDI 设备;第二大类是喷墨打印;第三大类是激光开槽,该方式一般用于 IBC电池的背面栅线制备。13/25 3)铜电镀:激光直写铜电镀:激光直写vs投影式光

32、刻投影式光刻 激光直写光刻可用于满足低端 IC 制造需求,相比激光直写光刻,带电粒子直写光刻精度更高,但产能效率低,设备昂贵,对使用环境要求较高,该项技术目前主要应用在高端 IC 掩膜版制版领域,应用领域较为狭窄;掩膜光刻可用于满足中高端 IC 制造需求。14/25 4)铜电镀:金属化设备名义产能已达到量产要求,设备、工艺、材料、环保等方面尚待成熟铜电镀:金属化设备名义产能已达到量产要求,设备、工艺、材料、环保等方面尚待成熟 金属化:金属化:目前产业主要在开发的是水平电镀、目前产业主要在开发的是水平电镀、VCP 电镀和电镀和 VDI 电镀电镀。东威科技东威科技第三代垂直连续电镀设备产能 800

33、0 片/小时,可达量产要求;1GW 电镀设备需 2-3 台,一台设备对应价值量在 1500-2000 万元,1GW 电镀设备价值量约 5000 万左右;若验证顺利有望于 23 年底前导入量产;罗博特科罗博特科目前一套单轨产线的铜电镀设备对应的标准配置是 600MW,单轨 700-800MW 的设备也可进行定制化开发,在 2 月底或 3 月初将进入第二阶段验证,与自动化设备进行全面对接,收集整线跑通数据结果。量产难点:量产难点:设备端设备端:如何控制低成本情况下实现稳定的大产能是关键;工艺端工艺端:铜栅线相比银栅线更容易出现脱栅,铜栅线是实心的,且栅线宽度更细,细栅线与 TCO 的接触面积更小;

34、铜栅线的氧化问题:铜栅线在制作过程中会在两个环节可能被氧化,一是用磁控溅射做完的种子层需要进入显影液中时;二是电池片生产完成没有短时间内完成封装时,防止铜氧化的解决办法是镀锡,锡的厚度约为 1 微米;材材料端料端:图形化环节中可以匹配光伏需求的低成本油墨开发较难;环保端环保端:铜电镀由于湿法工艺较多,会产生较多含铜的工业废水。(2)无铟化无铟化 TCO膜层各项要求较高,可通过复合膜层等方式实现降本膜层各项要求较高,可通过复合膜层等方式实现降本 HJT 电池中的 TCO 膜层需同时满足多项要求图:铜电镀的图形化工艺路线选择多样,未来有望通过设备改进或复合膜层的设计来降低靶材成本。HJT 电池中的

35、 TCO 膜层需同时满足透明性好、电导率高、与其接触的硅薄膜的功函数相匹配、靶材料成本要足够低、镀成的薄膜较为稳定等要求。功函数匹配方面,由于 HJT 在 HJT 电池中 TCO 膜层与 N 型或 P 型非晶硅膜层接触,属于半导体与半导体接触,TCO 膜与金属电极接触,属于半导体和金属接触;这两种界面之间,当材料间功函数不匹配时会产生大的接触电阻。目前 HJT 电池中较高的靶材成本主要由稀有元素铟构成,2023 年 2 月 23 日铟价为 230 美元/公斤,未来可能通过复合膜层等方式来减少铟的用量。15/25 3、远期:钙钛矿叠层远期:钙钛矿叠层 异质结与钙钛矿具有良好的叠层电池匹配度,国内

36、企业已开始陆续布局异质结与钙钛矿具有良好的叠层电池匹配度,国内企业已开始陆续布局 钙钛矿太阳电池和传统晶硅太阳电池叠加形成的叠层太阳电池,宽带隙钙钛矿材料吸收短/中波段入射光,窄带系单晶硅材料吸收中/长波段入射光,可最大限度利用太阳光。HJT/钙钛矿叠层电池可实现更高的光电转换效率钙钛矿叠层电池可实现更高的光电转换效率:在转化效率贡献上,异质结可以贡献 25%-26%的转化效率,而钙钛矿叠层则是增加其 3%-5%增量效益。已有中试线已有中试线:华晟新能华晟新能源源(完成实现钙钛矿-HJT 叠层电池 M6 大面积叠层均匀制备,目标 2025 年实现G12 异质结钙钛矿晶硅叠层电池效率 30%,G

37、12-132 组件功率 840W+)、牛津光伏牛津光伏(金风科技入股,已有钙钛矿叠层电池产线);中试线规划建设中中试线规划建设中:宝馨科技宝馨科技(布局 2GW 异质结电池项目,与张春福、朱卫东教授团队建立 HJT-钙钛矿叠层电池合作关系,2024 年启动 100MW 钙钛矿叠层线的建设,实验室效率大于 32%,加速老化等效外推达到 25 年;2026 年钙钛矿/异质结叠层 GW 级产线升级,实现量产 210 半片钙钛矿/异质结叠层电池,电池效率在基底异质结的基础上提升率大于 15%,首年衰减不超过 3%,以后每年衰减不超过0.5%);已有实验线已有实验线:晶科能源晶科能源(实验室中研发,To

38、pcon/钙钛矿叠层太阳能电池效率达 27.6%)、通威股份通威股份(钙钛矿实验室已经建立完成,首块钙钛矿电池原定 2022 年内下线)。六、产业链六、产业链及及重点重点企业企业梳理梳理 1、产业链概况、产业链概况 HJT 电池行业上游原材料包括硅、银浆、靶材等;中游主要为电池片的生产制造,主要流程包括清洗制绒、正反面沉积非晶硅薄膜、正反面沉积 TCO 薄膜、丝网印刷、低温固化等;下游通过光伏组件,应用于光伏发电站及其他光伏产品。16/25 我国 HJT 电池产业链上游原材料供应商主要有隆基股份隆基股份、晶科能源晶科能源、晶澳太阳能晶澳太阳能等;中游电池片制造企业包括隆基股份隆基股份、晶科能源

39、晶科能源、晶澳太阳能晶澳太阳能等,设备供应商主要有迈为股份迈为股份、钧石能源钧石能源;下游光伏组件及发电产品包括通威股份通威股份、晶科科技晶科科技等。其中,实施一体化战略的企业有隆基股份隆基股份、天合光能天合光能、晶科能晶科能源源、晶澳科技晶澳科技、阿斯特阿斯特等。2、市场格局、市场格局 HJT 电池因其具有工艺流程简单、光电转换效率高、降本增效途径较为明确、温度系数优异等特征而备受市场关注,部分企业已经开始进行 HJT 电池产线建设。从已有及规划 HJT 电池产能角度来看东方日东方日升升在 HJT 光伏电池领域产能布局较大,据东方日升披露,其认为 HJT 光伏电池将成为未来发展的主要趋势,是

40、未来 10 年电池片环节的平台型技术,未来的新型技术可以在现有 HJT 产线上通过增加设备以提升电池的转换效率,东方日升坚定看到 HJT 光伏电池未来的发展,故其规划产能皆将以 HJT 技术为主;润阳股份润阳股份、金刚光伏金刚光伏与宝馨科技宝馨科技的产能规划处于中游水平,其中,金刚光伏与宝馨科技为跨界企业,润阳股份在光伏电池领域已经有较久的经验,爱康科技爱康科技、隆基绿能隆基绿能与通威股份通威股份的 HJT 产能规划较小。值得注意的是,通威股份通威股份与隆基绿能隆基绿能是光伏电池片领域乃至光伏产业链中的头部企业,其皆对于 HJT电池保有较高关注且有试验线,如隆基绿能在 2022 年 11 月以

41、 HJT 技术刷新硅光伏电池的转换效率技术,通威股份在合肥等地皆有布局 HJT 光伏电池试验线,但是头部企业尚未规划较高产能,主要原因系其原有 PERC 产能较大,且当前 HJT 从电池生产到组件封装各环节技术皆有待验证,HJT 产线当下投资成本尚且较高等。爱康科技爱康科技、金刚光伏金刚光伏、东方日升东方日升等企业以及如华新能源华新能源等新晋企业希望借传统光伏巨头尚未全面布局时,抢先占领 HJT 电池市场,形成先发优势,从而在电池片制造环节进行弯道超车。从营业收入来看,隆基绿能与通威股份在整体处于较大优势,其皆为光伏产业链头部企业,未来有望凭借其资金优势、市场地位在 HJT 技术成熟后进行产能

42、布局,从研发投入角度来看,隆基绿能与通威股份亦保持着较为明显的领先地位。3、重点重点企业企业 17/25 (1)东方日升:)东方日升:业绩扭亏为盈,业绩扭亏为盈,HJT、储能两翼齐飞、储能两翼齐飞 组件盈利显著改善,储能收入大幅增长组件盈利显著改善,储能收入大幅增长。组件组件:2022 年太阳能组件业务实现营业收入 234.4 亿元,同比增长 93.2%。组件销量 13.5GW,同比增长 66.3%,其中海外销量 8.1GW。组件销售均价 1.74 元/W,毛利率 4.8%,同比增长 3.1pp;单位毛利 0.08 元/W,同比大幅提升近 0.06 元/W。硅料硅料:多晶硅业务实现营业收入 1

43、9.1 亿元,同比增长 183.8%;销量 8836 吨,同比增长 91.7%;毛利率约 63.0%。储能储能:储能系统、灯具及辅助光伏产品业务实现营业收入 14.5 亿元,同比大幅增长 256.7%;毛利率 20.6%,同比提升 4.6pp。净利润方面,光伏制造板块实现净利润 9.5 亿元,光伏电站板块实现净利润 1.3 亿元,其他业务及分部间抵消合计-1.2 亿元。电池新技术进展顺利,完善产能一体化布局电池新技术进展顺利,完善产能一体化布局。截至 2022 年底,公司已形成 15GW 电池、25GW 组件产能。浙江宁海 5GWHJT 电池片与 10GW 组件项目、江苏金坛 4GWHJT 电

44、池片和 6GW 组件项目和安徽滁州 10GWTOPCon 电池项目正在有序推进中。公司已掌握转换效率高达 25.5%的高效 HJT 技术,目标降低银耗量到 10mg/W 以下有效降低制备成本。公司向产业链上游延伸的工业硅项目一期已开工,并拟投资源网荷储一体化项目(包括风电电站 705MW、光伏电站 300MW、储能系统 275MW/1100MWh)及 10GW 拉晶项目,完善一体化布局,有利于持续提升盈利能力。储能在手订单充足,出货有望超预期储能在手订单充足,出货有望超预期。根据公告,公司储能业务已签订单约 1GWh,意向在谈订单约3GWh。高工产业研究院(GGII)数据显示,2023 年 Q

45、1 公开的储能中标项目达 46 个,总容量达8.5GWh,已超过去年上半年总量(约 7GWh)。考虑到今年国内储能项目招标需求旺盛,碳酸锂价格下降储能经济性显著提升,公司在手订单充足,部分项目受益电芯降价盈利能力提升。全年储能出货、盈利有望超预期。(2)迈为股份:迈为股份:HJT 设备领先企业,持续推动行业进步设备领先企业,持续推动行业进步 迈为股份成立于 2010 年,是一家集机械设计、电气研制、软件算法开发、精密制造装备于一体的高端智能装备制造商。公司凭借多年来优异的自主研发能力、产品质量与售后服务体系,打破了外国厂商在光伏丝网印刷设备领域的垄断,成为全球光伏丝网印刷设备的龙头企业,实现了

46、光伏丝网印刷制造设备领域的国产化替代。迈为股份的主要业务为面向太阳能光伏、显示、半导体三大行业,研发、制造、销售智能化高端装备,主要产品包括全自动太阳能电池丝网印刷生产线、异质结高效电池制造整体解决方案、OLED 柔性屏激光切割设备、Mini/Micro LED 晶圆设备、半导体晶圆封装设备等。18/25 公司收入和净利润稳中有升,净利率和毛利率持续回升公司收入和净利润稳中有升,净利率和毛利率持续回升。公司实现 2022 年收入 41.48 亿元,同比增长34.01%,2023Q1 季度实现收入 11.57 亿元,同比增长 38.64%,收入增速逐渐稳定,呈上升趋势,归母净利润增速有所减缓。公

47、司 2022 年毛利率为 38.31%,净利率为 20.78%,2023Q1 毛利率为 34.03%,净利率为 19.10%,自 2019 年起毛利率与净利率持续回升,盈利能力较强。根据 4 月 25 日投资者调研记录,公司在 110m 硅片、双面微晶、0BB、银包铜、铜电镀、异质结/钙钛矿叠层等关键技术均有涉及,将在异质结钙钛矿叠层电池技术上布局研发;根据公司 5 月 26 日发布的公众号,迈为自主研制的双面微晶异质结高效电池制造整体解决方案,是异质结电池整线装备国产化持续创新、成功升级的第三代产品,应用了 PECVD 双面微晶工艺,已于 2022 年 12 月开始交付客户,经过高效有序的安

48、装与调试,双面微晶技术的显著提效优势已在多家客户的量产线、试量产线上得到验证。2023 年,迈为已累计取得华晟 14 条整线订单。19/25 (3)捷佳伟创:多路线布局,捷佳伟创:多路线布局,HJT 设备获头部客户订单设备获头部客户订单 捷佳伟创成立于 2007 年,是国内领先的从事晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。公司凭借自身的技术研发实力在太阳能电池设备生产领域行业地位突出。公司的主要业务为晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售,主要产品包括 PECVD 及扩散炉等半导体掺杂沉积工艺光伏设备、清洗、刻蚀、制绒等湿法工艺光伏设备以及自动化(配套)设备、全自动丝网印刷设备等

49、晶体硅太阳能电池和钙钛矿/晶硅-钙钛矿叠层电池生产工艺流程中的主要及配套设备的研发、制造和销售。公司收入和净利润稳中有升公司收入和净利润稳中有升。公司 2022 年实现收入 60.05 亿元,同比增长 18.98%,2023Q1 季度实现收入 19.31 亿元,同比增长 41.73%,收入增速有一定恢复,归母净利润增速呈现波动下降的趋势。公司2022 年毛利率为 25.44%,净利率为 17.44%,相较于 2019 年均出现下滑,2023Q1 季度毛利率为22.78%,净利率为 17.40%,毛利率呈现一定波动,净利率维持较高水平。20/25 根据公司 5 月 3 日发布的公众号,捷佳伟创近

50、期中标全球头部光伏企业量产型 HJT 整线订单,采用最新板式 PECVD 双面微晶工艺,同时中标境内外多家新能源头部企业 HJT 领域制绒/板式 PECVD/Cat-CVD/PAR/PVD/印刷等十余项单机设备及重复订单。公司 HJT 电池全路线全工艺装备在技术和工艺上持续获得突破。(4)罗博特科:开创电镀罗博特科:开创电镀 VDI 技术,光伏半导体多点开花技术,光伏半导体多点开花 罗博特科成立于 2011 年,是一家研制高端自动化装备和基于工业互联网技术的智能制造执行系统软件的高新技术企业。公司拥有完整的研发、设计、装配、测试、销售和服务体系,为光伏、电子及半导体等领域提供柔性、智能、高效的

51、高端自动化装备及 R2Fab 系统软件,目前公司产品主要应用于光伏电池领域。公司主要业务包括工业自动化设备及执行系统和高效电池解决方案,其中工业自动化设备包括智能自动化设备、智能装配、测试设备及系统。根据公司的整体发展战略,公司已逐步切入光伏电池工艺设备业务领域。公司收入和净利润呈现恢复趋势公司收入和净利润呈现恢复趋势。公司 2022 年实现收入 9.03 亿元,同比减少 16.83%,2023Q1 季度实现收入 2.59 亿元,同比增长 30.51%,主要原因是 2022 年上半年,公司在采购、制造、运输、安装等环节均受到不同程度的负面影响,下半年开始形势有所好转,收入增速自 2021 年起

52、有一定恢复,利润实现扭亏转盈。公司 2022 毛净利率为 22.17%,净利率为 2.88%,2023Q1 季度毛利率为 20.24%,净利率为 1.54%,相较于 2020 年均有较大幅度恢复。21/25 根据公司 5 月 29 日发布的公众号,罗博特科已逐步切入光伏电池工艺设备业务领域。前端布局了湿法工艺设备,后端布局了光伏铜电镀设备,具备制绒、清洗、碱抛及铜电镀工艺设备等系列产品,独创的铜栅线异质结电池 VDI/HDI 电镀技术方案,具有产能大、占地小、柔性强、功耗低和易维护等优势,首台 VDI 电镀设备已于 2 月 28 日交付国电投,将进行第二阶段的验证,力争三季度成功建成行业内首条

53、大产能铜栅线异质结电池生产线。(5)苏大维格:光刻技术翘楚,掩苏大维格:光刻技术翘楚,掩膜、光刻图形化同步开发中膜、光刻图形化同步开发中 苏大维格成立于 2001 年,公司是国内领先的微纳结构产品制造和技术服务商,通过自主研发微纳光学关键制造设备光刻机,建立了微纳光学研发与生产制造的基础技术平台体系,为客户提供不同用途微纳光学产品的设计、开发与制造服务。公司深耕高端微纳光学材料及反光材料制品多年,已发展形成了公共安全和新型印材、消费电子新材料、反光材料、高端智能装备四大事业群,并凭借强大的技术研发实力,在纳米波导光场镜片(AR/AR-HUD)、裸眼 3D 显示、无掩膜光刻等领域持续研发,进行技

54、术与专利布局,不断开发新产品,拓展新领域,致力于将公司打造成具备持续创新能力,行业影响力大,产品丰富,服务优质的微纳结构产品领先企业。公司收入保持稳定,净利润恢复中公司收入保持稳定,净利润恢复中。公司 2022 年实现收入 17.16 亿元,同比减少 1.21%,2023Q1 季度实现收入 3.93 亿元,同比减少 1.05%,收入基本维持稳定,有一定下降,净利润 2021 年大幅下降,主要系因子公司华日升业绩未达预期计提长期资产减值损失所致,2023Q1 扭亏为盈。公司 2022 年毛利率为 15.33%,净利率为-16.26%,2023Q1 季度毛利率为 18.35%,净利率为 0.25%

55、,相较于 2021 年开始逐渐恢复,但仍低于 2020 年水平。公司 5 月 12 日在互动平台表示,公司自行开发的光伏铜电镀曝光设备采用了掩模投影曝光的方式,有利于协助下游厂商的降本增效。目前,公司正在积极与光伏厂商进行深度对接和测试,在曝光均匀度、槽型形貌、分辨率等方面均有较好的效果。(6)高测股份高测股份:持续推进金刚线细线化及切片薄片化,有望持续受益:持续推进金刚线细线化及切片薄片化,有望持续受益 高测股份持续推进金刚线细线化及切片薄片化高测股份持续推进金刚线细线化及切片薄片化。高测股份是国内领先的高硬脆材料切割设备和切割耗材供应商,同时布局了金刚线和硅片及切割加工业务,2022 年上

56、半年金刚线和硅片及切割加工业务收入 22/25 分别为 3.26、3.11 亿元,收入占比分别为 24%、23%。公司持续推进金刚线细线化及切片薄片化,目前公司已经实现线径 40m、38m 及 36m 线型金刚线批量销售,并与东方日升签订战略合作框架协议,每年销售或加工不低于 10GW 体量的 100m 厚度及更薄厚度的 N 型硅片。随着硅片薄片化持续推进,公司金刚线业务和硅片及切割加工有望持续受益。七、发展趋势七、发展趋势 1、降本增效路线明晰,降本增效路线明晰,HJT 实现大规模量产指日可待实现大规模量产指日可待 虽然 HJT 在转换效率优于其他 N 型光伏电池,但是由于 HJT 在结构上

57、与当前流行的 TOPCon 电池大不相同,制约其发展的条件也很明显。一个是设备成本高,TOPCon 生产线单 GW 价格 2 个亿,HJT 价格4-5 个亿,二是材料成本高,银耗远高于 PERC 和 TOPCon。所以对于 HJT 而言,降本是大规模量产化的必备条件。HJT 成本构成主要是硅片和非硅两部分,其中硅片成本占比 50%,银浆占比 25%,靶材 6%左右。降本也主要是从这两方面下手。硅片降本举措包括薄片化大尺寸化、微晶化,非硅降本举措包括采用 MBB多主栅、激光转印技术、低温银浆国产化。由此可见,目前我国 HJT 降本增效路线较为明确。多路径降本下,预计 23 年 HJT 组件端成本

58、有望打平 PERC,HJT 实现大规模量产指日可待。2、企业加速布局企业加速布局 HJT 电池,产能或将持续扩张电池,产能或将持续扩张 随着 HJT 经济性逐步凸显,国内厂商如爱康科技、华晟新能源、金刚玻璃等已紧锣密鼓地开启了 HJT生产布局之路。23/25 在众多企业加速布局下,2022 年底,我国 HJT 电池投产产能合计为 10.8GW,其中安徽华晟产能最大,为 2.7GW,其次为金刚玻璃的 1.2GW,爱康科技的 2GW 与明阳智能的 1GW。2023、2024 年 HJT 新增规划投产分别为 61.8GW,45.2GW。若按照规划全部达产后,2023 年 HJT 产能将达到 68.7

59、GW,2024 年 HJT 产能将达到 113.9GW,产能持续扩张。24/25 3、HJT 扩产有望释放,设备弹性空间凸显扩产有望释放,设备弹性空间凸显 HJT 电池相较于 PERC 而言具有颠覆性,其生产设备与现有的 PERC 产线设备并不兼容,需要全部新建产线,由此将带来大量的新增设备需求。HJT 核心制造工序主要为清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO膜沉积和电极金属化 4 道工序。相对于 PERC 和 TOPCon 电池而言,HJT 电池片的生产步骤明显简化,较少的工艺步骤在一定程度上降低了工艺控制的复杂程度,有助于降低电池不良比率以及人工和维护成本,但 HJT 电池对每个环节的制造技术要求更高。设备价值量来看,在 HJT 电池产线设备投资额中,作为核心关键设备的非晶硅薄膜沉积设备投资占比约 50%-60%,其次为 TCO 膜沉积设备,价值量占比约 20%,清洗制绒设备价值量小于 10%,丝网印刷设备价值量占比约为 10%左右。HJT 国产设备技术不断完善,市占率显著提升。目前各个环节均有国产厂商参与,迈为股份迈为股份、捷佳伟创捷佳伟创等厂商具备 HJT 设备整线供给能力。HJT 设备投资约 4.0-4.5 亿元/GW,较 PERC 有数倍提升,HJT设备需求弹性凸显,捷佳伟创等设备制造商将充分受益。25/25

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