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有色金属行业:有色新材料系列报告之光伏银浆需求较快增长国产化如火如荼-220111(22页).pdf

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有色金属行业:有色新材料系列报告之光伏银浆需求较快增长国产化如火如荼-220111(22页).pdf

1、 有色新材料系列报告之光伏银浆 需求较快增长,国产化如火如荼 行业深度报告 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 行业报告 有色金属 2022 年 1 月 11日 强于大市(维持强于大市(维持) 行情走势图行情走势图 平安观点: 光伏银浆是光伏电池的重要辅料:光伏银浆是光伏电池的重要辅料:光伏银浆是以高纯银粉为导电相、玻璃氧化物为粘结相,有机载体组成的混合物,经过搅拌、三辊轧制后形成的均匀膏状物。光伏银浆通过丝网印刷工艺附着在光伏电池片,烘干烧结后形成光伏电池的金属电极,可收集和传导光伏电池表面电流。光伏导电银浆是光伏

2、电池最重要辅料, 直接影响电池光电转换效率。 在光伏电池片中,银浆是除硅片外,成本占比第二的材料,约占光伏电池片成本的 10%。 光伏银浆需求增长,各类型光伏电池单位银浆用量降低光伏银浆需求增长,各类型光伏电池单位银浆用量降低: 2020 年全球及中国光伏银浆消耗量为 2990 吨和 2467 吨,20162020 年年复合增速分别为 6.4%和 11.7%。由于成本占比较高,光伏行业致力于降低单位电池片光伏银浆用量,未来各类电池单位电池片银浆用量将持续降低。另一方面,凭借较高的光电转换效率,N 型光伏电池的市场份额有望逐步提高,而 N 型电池是双面电池,单位电池片银浆的用量大幅高于目前主流的

3、 P型电池,有利于提升银浆需求量。我们认为尽管未来各种光伏电池银浆单位用量减少,但在光伏行业较快发展以及 N 型电池占比提升下,全球及我国光伏银浆需求量将较快增长, 其中全球银浆需求量将由 2020 年的 2990吨增加至 2025 年的 5607 吨,年复合增速约为 13%,而中国光伏银浆需求量(不包括出口电池银浆消耗量)将从 2020 年的 1109 吨提高到 2025年的 1869 吨,年复合增速约为 11%。 光伏银浆生产光伏银浆生产具较高具较高门槛门槛,国产化如火如荼:,国产化如火如荼:光伏银浆需随下游技术迭代和客户需求调整配方和生产工艺,具有一定定制特点。生产过程中,除了对原材料品

4、质、选型要求较高外,浆料的配料方案、制作工艺、量产稳定性需经过长期的研发攻关、持续优化,具有较高门槛。随着技术进步,凭借本土化以及成本优势,我国光伏银浆的进口替代趋势明显,其中正面光伏银浆国产化率由 2015 年约5%大幅提升到 2020 年 50%,以聚合股份、帝科股份和晶银新材为代表的公司脱颖而出。预计未来我国光伏银浆国产化进程仍将持续。 N型光伏银浆国产化型光伏银浆国产化提升空间大提升空间大,低温银浆尚待突破:,低温银浆尚待突破:N 型和 P 型电池光伏银浆存在一定差异,其中 N 型 TOPCon 电池细栅使用银铝浆,N 型异质结电池使用低温银浆。 受制规模和技术, 我国 N 型光伏银浆

5、国产化较低,2020 年仅约为 20%,未来提升的潜力较大。N 型异质结电池由于金属化电极烧结温度远低于 TOPCon 和 P 型电池,银浆的配方体系发生重大变化,对原材料和生产工艺控制要求更高,具有更高的壁垒。目前我国低温银浆处于发展初期,尚待进一步突破,全球低温光伏银浆主要由日本 KE提供。 证券研究报告 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 2/ 23 投资建议:投资建议: 尽管未来各类型电池单位银浆用量减少, 但在光伏行业较快发展以及 N 型光伏电池推广带来银浆用量增加助力下 ,我国光伏银

6、浆需求增长确定。光伏银浆技术进步较快,具有一定定制特点,存在较高进入门槛,国产化替代持续推进,国产化前景看好。我们认为光伏银浆龙头企业拥有技术、客户等优势,具备较明显的先发优势,未来受益行业较快发展。建议关注光伏银浆龙头上市公司帝科股份和苏州固锝。 风险提示:风险提示:1)光伏行业发展低于预期风险。光伏银浆发展和光伏行业密切相关,如果未来全球及中国新增光伏发电装机容量低于预期,将会对光伏银浆的需求造成较大的不利影响;2)原材料价格波动的风险。光伏银浆成本主要是银粉,而银粉价格与白银价格直接关联,如果未来白银的价格波动较为剧烈,而光伏银浆价格未能及时调整,将造成光伏银浆企业经营较大波动;3)市场

7、竞争加剧风险。下游旺盛的终端需求为光伏银浆行业快速发展带来了良好的市场机遇,如果现有厂家产能增加较快,或有更多的新进入者,将使得行业竞争加剧,削弱相关企业的盈利能力。 rQpRmOoQnRvNoMtQvMvNwPaQdN6MpNrRtRmOeRqQoPfQrQoM7NoOuNuOmMtQNZoMvM 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 3/ 23 正文目录正文目录 一、光伏银浆概况:光伏电池的重要辅料一、光伏银浆概况:光伏电池的重要辅料 . 6 1.1 光伏银浆是光伏电池正极金属材料,成本占比较

8、高 . 6 1.2 光伏银浆是配方型产品 . 8 二、未来光伏银浆需求持续增长,单位电池用量逐步减少二、未来光伏银浆需求持续增长,单位电池用量逐步减少 . 8 2.1 需求持续增长,正面光伏银浆占据主导 . 8 2.2 N 型光伏银浆迎良机,各类型电池光伏银浆单位使用量有望持续下降. 10 3.3 光伏银浆需求预测 . 13 三、国产化如火如荼,三、国产化如火如荼,N 型光伏银浆国产化提升空间大型光伏银浆国产化提升空间大 . 14 3.1 光伏银浆具备一定进入门槛,银粉国产化尚待提高 . 14 3.2 光伏银浆国产化如火如荼,龙头公司崛起 . 16 3.3 N 型电池光伏银浆国产化较低,低温银

9、浆门槛较高 . 17 四、主要公司介绍四、主要公司介绍 . 20 五、投资建议五、投资建议 . 22 六、风险提示六、风险提示 . 22 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 4/ 23 图表图表目录目录 图表 1 银的导电性优异 . 6 图表 2 电子导电浆料构成及作用. 6 图表 3 光伏电池结构示意图(以铝背场光伏电池为例) . 6 图表 4 光伏银浆实物图 . 7 图表 5 太阳能电池片成本构成 . 7 图表 6 光伏银浆分类 . 7 图表 7 光伏银浆产业链示意图 . 8 图表 8 全球

10、光伏发电平准成本大幅下降(美元/千瓦时) . 9 图表 9 全球光伏发电安装成本大幅下降(美元/千瓦). 9 图表 10 全球及中国光伏发电累计装机容量(GW) . 9 图表 11 全球及中国光伏发电新增装机容量(GW) . 9 图表 12 中国光伏银浆消耗量(吨) . 9 图表 13 全球光伏银浆消耗量(吨) . 9 图表 14 正面银浆占据中国光伏银浆主导地位(2020 年) . 10 图表 15 中国是光伏银浆消耗主要市场(2020 年) . 10 图表 16 N 型光伏电池转化效率提升空间较大. 10 图表 17 N 型光伏电池未来占比将持续提升 .11 图表 18 主要光伏电池产品银

11、浆单位消耗量(mg/片) .11 图表 19 银浆印刷网版和 5 主栅光伏电池表面示意图 . 12 图表 20 未来光伏电池细栅线宽度逐步变窄(m) . 12 图表 21 未来光伏电池往多主栅方向发展 . 12 图表 22 P 型和 TOPCon 光伏电池片银浆使用量将持续下降(mg/片) . 12 图表 23 异质结光伏电池片银浆使用量将持续下降(mg/片) . 13 图表 24 全球及中国光伏银浆需求测算(吨). 13 图表 25 银浆配方具有较高的门槛 . 14 图表 26 正面光伏银浆的生产工序及对产品性能影响. 14 图表 27 光伏银浆生产流程图 . 15 图表 28 银粉在光伏银

12、浆原料成本占比高 . 15 图表 29 帝科股份银粉主要由 DOWA 提供(2019 年) . 16 图表 30 AMES 公司银粉微观结构和性能 . 16 图表 31 我国光伏银浆发展历程. 16 图表 32 我国正面光伏银浆的国产化率较快提升 . 17 图表 33 国内龙头公司在全球正面光伏银浆市占率 . 17 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 5/ 23 图表 34 TOPCon 电池结构示意图(以帝科股份银浆为例) . 18 图表 35 异质结和同质结电池结构示意简图 . 18 图表

13、36 异质结电池对光伏银浆提出了全新的要求 . 19 图表 37 低温银浆开发难点 . 19 图表 38 聚合股份近年正面银浆产能和产销量(吨). 20 图表 39 聚合股份收入和利润变化(亿元) . 20 图表 40 聚合股份拟募集项目情况(万元) . 20 图表 41 帝科股份正面光伏银浆的产销量(吨) . 21 图表 42 帝科股份 2017 年以来收入及利润(亿元) . 21 图表 43 苏州固锝光伏银浆的产销量(吨) . 22 图表 44 晶银新材收入和利润(亿元). 22 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容

14、。 有色金属行业深度报告 6/ 23 一、一、 光伏银浆概况光伏银浆概况:光伏电池的重要辅料:光伏电池的重要辅料 1.1 光伏银浆是光伏电池正极金属材料,成本占比较高 光伏银浆属于电子导电浆料的一种。导电浆料主要由导电相、粘结相和液体载体组成,经搅拌、轧制后制成的粘稠膏状物。由于银是导电性最好的金属,且化学性质稳定,在电子导电浆料中扮演重要作用,目前约 80%电子浆料以银粉为导电相;而铜尽管导电性和银较为接近,但化学性质活泼,容易在空气和高温下被氧化,从而增大电阻,作为导电浆料综合性能逊于银浆。 图表图表1 银的导电性优异银的导电性优异 种类 温度() 电阻率(cm ) Ag 20 1.591

15、0-6 Cu 20 1.6810-6 Au 20 2.4010-6 Al 20 2.6510-6 Zn 20 5.2010-6 Ni 20 6.8410-6 Pb 20 2.0710-5 资料来源:CNKI,平安证券研究所 图表图表2 电子导电浆料构成及作用电子导电浆料构成及作用 项目 主要成分 作用 导电相 银、金、铜等金属及合金或其混合物 导电材料,形成导电膜 粘结相 玻璃粉、氧化物晶体或二者混合物 导电膜层中的媒介,连接导电相和基底 液体载体相 有机载体和水基载体,并以有机载体为主 导电相和粘结相的运载体,控制浆料的流变特性,调节浆料的粘稠度 资料来源:CNKI,平安证券研究所 光伏银浆

16、是以高纯银粉为导电相、 玻璃氧化物为粘结相, 有机载体组成的混合物, 经过搅拌、 三辊轧制后形成的均匀膏状物。这种膏状物通过丝网印刷工艺附着在光伏电池片,烘干烧结后形成光伏电池的金属电极,可收集和传导光伏电池表面电流。目前银金属电极在光伏电池电极占比高达 99.9%。 图表图表3 光伏电池结构示意图光伏电池结构示意图(以铝(以铝背场背场光伏电池为例)光伏电池为例) 资料来源:帝科股份,平安证券研究所 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 7/ 23 图表图表4 光伏银浆实物图光伏银浆实物图 资料来

17、源:苏州晶银新材料科技有限公司官网,平安证券研究所 光伏导电银浆是光伏电池最重要的辅料,直接影响光伏电池光电转换效率。在光伏电池片中,银浆是除硅片外,成本占比第二的材料,约占光伏电池片成本的 10%。光伏银浆主要有两种分类方法,其中按照银浆在电池片的位置,可分为正面银浆和背面银浆,目前正面银浆是主导产品;按照银浆烧结形成在基板导电的温度,光伏银浆又可分为高温银浆和低温银浆,目前高温银浆是主流产品。 图表图表5 太阳能电池片成本构成太阳能电池片成本构成 资料来源:华经情报网,平安证券研究所 图表图表6 光伏银浆分类光伏银浆分类 分类标准 产品种类 特性 适用光伏电池 位置 正面银浆 汇集 、 导

18、出光生载流子 P 型电池的受光面以及 N 型电池的双面 背面银浆 主要起到粘连作用,对导电性能的要求相对较低 常用在 P 型电池的背光面 烧结温度 高温银浆 烧结温度在 500以上 BSF 电池、PERC 电池、PERT 电池等常规晶体硅光伏电池 硅片, 65%正面银浆, 10%化学试剂、网版和气体, 5%人工, 5%电力, 4%其他, 27% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 8/ 23 低温银浆 烧结温度在 250以下 异质结(HJT)光伏电池 资料来源:聚合股份招股说明书(申报稿) ,C

19、NKI,平安证券研究所 1.2 光伏银浆是配方型产品 光伏银浆的上游是银粉、玻璃氧化物和有机载体,其中银粉对光伏银浆的性能影响较大,在形态、一致性要求较高,目前主要为国外企业垄断;玻璃氧化物和有机载体我国供给则相对宽裕。光伏银浆下游是电池片和电池组件,和光伏行业发展高度相关,全球光伏行业长期发展前景良好,需求较为强劲,有利于光伏银浆规模的扩大。另一方面,光伏电池技术进步和路线的变化也要求银浆企业及时做出相应调整。 光伏银浆处于产业链中游,是配方性产品,配方、生产工艺控制以及客户服务直接影响企业竞争力。为了减少原材料价格波动影响,光伏银浆价格以银价为基础,再结合供需和其他因素综合确定。 图表图表

20、7 光伏银浆产业链示意图光伏银浆产业链示意图 资料来源:平安证券研究所 二、二、 未来光伏银浆需求持续增长,单位电池用量未来光伏银浆需求持续增长,单位电池用量逐步减少逐步减少 2.1 需求持续增长,正面光伏银浆占据主导 随着技术进步,光伏发电成本大幅下降,是可再生能源中成本下降较明显的发电方式。根据 IRNEA(国际再生能源机构) ,光伏平准发电成本和安装成本 2020年分别为 0.057美元/千瓦时和 883美元/千瓦,相比 2010年大幅下降 85%和 81%。目前光伏发电与传统化石能量发电相比已经具备成本优势,进入平价时代。凭借成本以及碳减排优势,光伏发电已经成为了全球新增发电的主力,根

21、据 IEA(国际能源署) ,在 2020年新增发电装机容量中,光伏发电位列第一,约占 2020年全球新增发电装机容量的 39%。 全球光伏发电呈现快速发展态势,2020 年全球光伏累计装机容量 707GW,是 2010 年的 17.6 倍;中国光伏累计装机容量达到 253.8GW,为 2010 年的 254 倍,位居全球第一。同时中国也成为了全球最大的光伏组件生产国,约占全球光伏组件产量的 70%。 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 9/ 23 图表图表8 全球光伏发电平准全球光伏发电平准成本

22、大幅下降(美元成本大幅下降(美元/千瓦时)千瓦时) 图表图表9 全球光伏发电安装成本全球光伏发电安装成本大幅下降(美元大幅下降(美元/千瓦)千瓦) 资料来源:IRNEA,平安证券研究所 资料来源:IRNEA,平安证券研究所 图表图表10 全球及中国光伏发电累计装机容量(全球及中国光伏发电累计装机容量(GW) 图表图表11 全球及中国光伏发电新增装机容量(全球及中国光伏发电新增装机容量(GW) 资料来源:IRNEA,平安证券研究所 资料来源:IRNEA,平安证券研究所 尽管 20162020年期间光伏行业受 2018年中国补贴滑坡以及疫情影响, 全球及中国光伏银浆依然保持增长。 根据 CPIA

23、(中国光伏行业协会) ,中国光伏银浆消耗量由 2016 年的 1585 吨提升到 2020 年的 2467 吨,年复合增速为 11.7%;全球光伏银浆的消耗量由 2016 年的约2331 吨提高到 2020 年的 2990 吨,年复合增速约6.4%。 图表图表12 中国光伏银浆消耗量中国光伏银浆消耗量(吨吨) 图表图表13 全球光伏银浆消耗量全球光伏银浆消耗量(吨吨) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 资料来源:CPIA,平安证券研究所 0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.4520000

24、192020全球光伏发电平准成本004000500020000192020全球光伏发电安装成本全球光伏发电安装成本0050060070080020000192020全球中国020406080000192020全球中国050002500300020162020中国光伏银浆消耗量05000250

25、03000350020162020全球光伏银浆消耗量CAGR: 6.4%CAGR: 11.7% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 10/ 23 分结构看,由于目前以正面银浆需求为主的 P型光伏电池是主导产品,正面光伏银浆占据绝大部分市场份额,2020年约占中国光伏银浆需求量的 71.5%,在全球市场亦是如此。中国在光伏电池片和组件的生产中具有领导地位,2020 年分光伏电池产量 134.8GW,约占全球光伏电池产量的 82.5%,为此,全球光伏银浆的主要市场也主要在中国,2020年中国在全球光

26、伏银浆消耗量占比高达 82.5%。 图表图表14 正面银浆占据中国光伏银浆主导地位 (正面银浆占据中国光伏银浆主导地位 (2020年)年) 图表图表15 中国是光伏银浆消耗主要市场(中国是光伏银浆消耗主要市场(2020年)年) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 资料来源:CPIA,平安证券研究所 2.2 N 型光伏银浆迎良机,各类型电池光伏银浆单位使用量有望持续下降 1)N 型光伏电池型光伏电池份额提升,银浆消耗份额提升,银浆消耗量量高于高于 P型电池型电池 最终决定光伏电池发电成本是光电转换效率,根据经验公式,电池转换效率提升 1%,成本可下降 7%,因此光伏电池技术致力于持续提高转换效率

27、。目前光伏电池技术包括了 P型和 N型电池,其中 P型中 PERC(发射极钝化和背面接触) 电池转化效率持续提升,2020 年转换效率提高到 20.8%,发展较为迅速,已成为了目前主流产品,2020 年占光伏电池份额为85.5%。未来 P 型 PERC 电池转换效率将继续提升,预计到 2025 年将提高到 22.5%,仍将是主要产品之一。 与此同时,N型电池(主要是 TOPCon和异质结(HJT)电池)尽管量产规模较小(2020年市场份额为 3.5%) ,但未来转换效率提升空间高于 P型,随着未来生产成本降低和良率提升,竞争力将不断增强,市场占有率将逐步提高,成为光伏电池的发展重要发展方向。

28、图表图表16 N 型光伏电池转化效率型光伏电池转化效率提升空间较大提升空间较大 电池种类 2020A 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E P 型多晶 BSF P型多晶黑硅电池 19.4% 19.5% 19.5% - - - PERC P 型多晶黑硅电池 20.8% 21.1% 21.4% 21.7% 22.0% 22.5% PERC P 型铸锭单晶电池 22.3% 22.6% 23.0% 23.3% 23.5% 23.7% P 型单晶体 PERC P 型单晶电池 22.8% 23.1% 23.4% 23.7% 23.9% 24.1% N 型单晶 TOPCon 单晶电池

29、23.5% 24.0% 24.5% 25.0% 25.3% 25.7% 异质结电池 23.8% 24.2% 24.8% 25.2% 25.5% 25.9% 背接触电池 23.6% 24.0% 24.5% 25.0% 25.4% 25.8% 资料来源:CPIA,平安证券研究所 正面, 71.5%背面, 28.5%中国, 82.5%其他国家和地区, 17.5% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 11/ 23 图表图表17 N N 型光伏电池未来占比将持续提升型光伏电池未来占比将持续提升 资料来源:

30、CPIA,平安证券研究所 技术及产品变化对银浆需求产生重大影响。N型电池是天然的双面电池,光伏银浆消耗量高于 P型,根据 CPIA,2020年 P型电池片银浆的消耗量为 107.3mg/片;N 型电池片中 TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)电池银浆消耗量为 164.1mg /片,比 P型电池片高 53%; 而异质结 N型电池 (具有本征非晶层的异质结) 银浆的消耗量为 223.3mg/片, 比 P型电池片高 108%,且使用低温银浆。 图表图表18 主要光伏电池产品银浆单位消耗量(主要光伏电池产品银浆单位消耗量(mg/片)片) 产品 正面银浆 背面银浆 P 型光伏电池 78.2 29.1 TO

31、PCon 光伏电池 87.1 77.0 HJT 光伏电池 223.3(双面低温银浆) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 备注:除HJT使用低温银浆外,其他电池使用高温银浆;TOPCon电池正面主栅使用银浆,细栅使用银铝浆 2)栅线宽度下降助力银浆用量减少栅线宽度下降助力银浆用量减少 由于银的价格昂贵,银浆在光伏电池成本占比较高,在不影响甚至提高银浆性能的条件下,使用贱金属替代或者减少单位用量,从而降低成本,成为了光伏电池行业追求的目标。其中贱金属替代如铜浆目前仍处于研究探索阶段,实际应用不多,而通过印刷栅线变化减少浆料用量则获得较快发展。 光伏银浆作为金属电极包括主栅和细栅,其中前者起到汇流

32、和串联作用,后者用于收集光生载流子。光伏银浆采用丝网印刷技术,在光伏电池片形成主栅和细栅。在主栅方面,通过增加主栅数量可缩短电池片内电流横向收集路径,减少电池功率损失,提高电池应力分布的均匀性以降低碎片率,提高导电性。目前光伏电池占比较高的 5主栅产品,未来随着电池片尺寸增加,9主栅及以上电池片占比将持续提升。细栅方面,在不增加电阻下,减少栅线宽度,在降低遮光损失的同时降低栅线银浆用量, 为此, 光伏电池细栅的宽度不断下降。 根据 CPIA, 2020年我国光伏电池细栅的宽度已降低到约 35.8m, 预计 2030年将进一步下降为 25.2m。我们认为,未来光伏主栅和细栅宽度减少将助力单位银浆

33、用量持续下降。 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 12/ 23 图表图表19 银浆印刷网版和银浆印刷网版和 5 5 主栅光伏电池表面示意图主栅光伏电池表面示意图 资料来源:贺利氏可再生能源,索比光伏网, 光伏家网 图表图表20 未来光伏电池细栅线宽度逐步变窄(未来光伏电池细栅线宽度逐步变窄(m) 图表图表21 未来未来光伏电池往多主栅方向发展光伏电池往多主栅方向发展 资料来源:CPIA,平安证券研究所 资料来源:CPIA 备注:BB是主栅线(Bus bar)缩写 图表图表22 P P 型和型和

34、 T TOPConOPCon 光伏电池片光伏电池片银浆使用量将持续下降(银浆使用量将持续下降(mgmg/ /片)片) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 13/ 23 图表图表23 异质结光伏电池片银浆使用量将持续下降(异质结光伏电池片银浆使用量将持续下降(mgmg/ /片)片) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 3.3 光伏银浆需求预测 根据以下主要假设,我们对光伏银浆需求作测算, (1) 20212025 年全球及中国光伏新增装机量持续增长。 (2) 2

35、0212025 年 P 型光伏电池占比下降,而 TOPCon 和异质结电池占比持续提升。 (3) 20212025 年随着技术及工艺进步,各种光伏电池片单位银浆的消耗量下降。 (4) 全球光伏电池产品结构和中国基本相近。 我们预计未来随着光伏行业发展,光伏银浆的需求将持续增加,其中全球银浆需求量将由 2020 年的 2990 吨增加至 2025年的 5607 吨,年复合增速约为 13%,而中国光伏银浆需求量(不包括出口电池银浆消耗量)将从 2020 年的 1109 吨提高到 2025 年的 1869 吨,年复合增速约为 11%。 图表图表24 全球及中国光伏银浆需求全球及中国光伏银浆需求测算测

36、算(吨)(吨) 资料来源:CPIA,平安证券研究所 004000500060002020A2021E2022E2023E2024E2025E中国全球 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 14/ 23 三、三、 国产化如火如荼,国产化如火如荼,N型光伏银浆国产化提升空间大型光伏银浆国产化提升空间大 3.1 光伏银浆具备一定进入门槛,银粉国产化尚待提高 1)配方和工艺是光伏银浆主要壁垒,具有一定定制化特征 光伏银浆中正面银浆要求高于背面银浆,是目前主导产品。我们以正面银浆为例,

37、对银浆的生产技术进行介绍。正面银浆集金属材料、无机材料、高分子材料、纳米科学于一身,其制备涉及到低熔点玻璃制备技术、浆料加工技术、流变学、细线印刷、高温烧结等诸多领域,具有一定的门槛,其中技术难点又主要在配方和生产工艺两个方面。 配方方面,银浆配方任何参数的调整都可能会影响与电池片厂商生产工艺的适配性及电池片的光电转化效率, 需要在紧密跟踪下游技术迭代下,按照不同技术路线、不同客户需求积极调整配方,具有一定定制化特征。正面银浆由银粉、玻璃粉、有机原料等成分组成,其组成物质的化学价态、品质、含量、形状、微纳米结构等参数均可能对银浆的性能产生影响,正面银浆的研发和制备对组成物质的要求十分严格。其中

38、,银粉质量的优劣性直接影响到电极材料的体电阻、接触电阻等,选择合适形态、粒径、稳定性的银粉至关重要;玻璃粉作为银浆中的传输媒介,含量过高会导致银浆导电性能变差,但当含量过低时银浆则无法渗透入钝化层与硅衬底形成欧姆接触, 需通过反复试验寻求最优配方;而有机原料的含量和配比直接关系到银浆的印刷性能和质量。 图表图表25 银浆配方具有较高的门槛银浆配方具有较高的门槛 项目 影响 银粉 是正面银浆的主要成分,与太阳能电池的导电性能直接相关。银粉质量的优劣性直接影响到电极材料的体电阻、接触电阻等,因此,银浆配方中银粉的选样至关重要 玻璃氧化物 玻璃粉作为银浆中的传输媒介, 其含量和成分比例对银浆性能有着

39、重要影响 含量 过高会导致银浆导电性能变差,但当含量过低时银浆则无法渗透入钝化层与硅衬底形成欧姆接触,需通过反复试验寻求最优配方 有机原料 作为载银粉和玻璃氧化物的关键组成,其含量和配比对银浆的印刷性能、印刷质 量具有较大影响 资料来源:聚合股份,平安证券研究所 生产工艺方面,光伏银浆的生产流程主要包括配料、混合搅拌、研磨、过滤和检测五道工序,其中研磨是核心工序,需要根据配方对研磨过程的辊筒间隙、辊筒速度、研磨时间等关键参数进行设定。 总体来看,正面银浆的制备过程中,除了对原材料品质、选型要求较高外,浆料的配料方案、制作工艺、量产稳定性需经过长期的研发攻关、持续优化,以确定适用于不同下游产品的

40、最优配方,从而达到预期的导电和应用效果。 图表图表26 正面正面光伏光伏银浆的生产工序及对产品性能影响银浆的生产工序及对产品性能影响 工序 具体过程 影响 配料 根据产品配方,精确称量 配方中任何参数变化都可能影响产品性能,因此需精确匹配 混合搅拌 将检测合格的玻璃氧化物、银粉、有机原料,根据配方中的比例进行混合,然后利用搅拌机对混合物进行搅拌 调节搅拌机的转速、 时间以及稳定等工艺参数以保证浆料充分混合均匀 研磨 利用三辊研磨机, 将搅拌完成后的浆料进行研磨 研磨工序为核心工序,产品质量的好坏与其息息相关。不同产品在设备上呈现的状态不同,相应地,不同产品的研磨过程参数设置也不尽相同。研磨过程

41、的辊筒间隙、辊筒速度、研磨时间通常为工序的关键参数 过滤 用负压过滤系统, 对研磨后的物料按照工艺要求进行过筛 将粒径大于标准要求的物料拦截在外,保证产品的细度一致,以确保成品浆料在客户端印刷使用时的性能要求 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 15/ 23 检测 根据产品标准对产品进行检测验证。 检测指标包括电阻率、印刷性、其他电性能指标等,通过检测后产品方可包装入库,未通过检测的需要进行返工处理 资料来源:聚合股份,平安证券研究所 图表图表27 光伏银浆生产光伏银浆生产流程图流程图 资料来源

42、:聚合股份,平安证券研究所 此外,下游客户对正面银浆厂商会进行多维度,长周期的考量认证,也有一定进入门槛。认证过程主要包括供应商初评、样品检测、产品报价、小批量试用、稳定性检测、批量生产等阶段,认证过程苛刻。从新产品开发到实现大批量供货需要较长时间。 2)银粉技术门槛高,市场由海外公司垄断 光伏银浆成本主要由原材料构成, 其中银粉在原材料占比超过 95%。 银粉的制备方法种类繁多, 如机械球磨法、 蒸发冷凝法、化学还原法、电化学沉原法等,由于化学还原法工艺和设备简单、原料较容易获得是主要的生产方法之一。 图表图表28 银粉在光伏银浆原料成本占比高银粉在光伏银浆原料成本占比高 资料来源:CPIA

43、,平安证券研究所 银粉, 98.20%玻璃氧化物, 1.43%有机原料, 0.16%其他, 0.21% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 16/ 23 银粉的粒径大小、粒径分布、振实密度、比表面积等性能均会对银粉品质产生重大影响,具有较高的技术门槛。目前全球光伏银粉的市场集中度高,主要厂商有日本 DOWA公司(DOWA ELECTRONICS MATERIALS CO.,LTD)、美国 AMES公司(Ames Goldsmith Corporation)等,其中 DOWA公司银粉粒径范围小、表

44、面有机包覆较好、分散性良好、质量稳定,具有突出的优势,在全球光伏银粉的市占率超过 50%,具有一定垄断地位,是光伏银浆行业的首选银粉供应商。国内光伏银粉的厂商包括苏州思美特、山东建邦、宁波晶鑫电子材料等,虽然国产银粉产品在某些单项性能和进口银粉不相上下,但是在品质的一致性和稳定性上仍有一定的差距,暂无法动摇国外厂商的市场主导地位。 图表图表29 帝科股份银粉主要由帝科股份银粉主要由 DOWA提供提供(2019 年)年) 图表图表30 AMES 公司公司银粉微观结构和性能银粉微观结构和性能 资料来源:帝科股份,平安证券研究所 资料来源:AMES 3.2 光伏银浆国产化如火如荼,龙头公司崛起 在光

45、伏行业发展早期,由于较高的技术门槛,在 2011 年以前,我国银浆技术一直未有突破,基本上依赖进口。随着我国光伏行业壮大,并成为全球光伏电池片及组件的主要生产国,光伏银浆国产化进程加速。2013 年前后涌现出了以帝科股份、苏州晶银、匡宇科技为代表光伏银浆生产企业,挑战杜邦、贺利氏、三星 SDI 和硕禾等海外银浆生产企业的市场地位。近年来,随着国内光伏银浆产品性能提高、凭借本土化以及成本优势,市场占有率持续提升。其中,背面银浆已基本实现国产化;国产正面银浆的市场份额由 2015 年约5%提高到 2020 年的 50%。预计未来光伏银浆国产化的趋势仍将延续。 图表图表31 我国光伏银浆发展历程我国

46、光伏银浆发展历程 资料来源:帝科股份南亚雄: 高效太阳能电池材料国产化进程及趋势 ,CPIA,平安证券研究所 DOWA, 97.5%其他, 2.6% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 17/ 23 图表图表32 我国我国正面正面光伏银浆的国产化率较快提升光伏银浆的国产化率较快提升 资料来源: CPIA,平安证券研究所 目前我国光伏银浆生产集中度不高,但以聚合股份、帝科股份为代表的公司在市场竞争中脱颖而出,市场及客户的认可度提升,逐渐确立了领先优势。2020年龙头公司聚合股份、帝科股份、晶银科技

47、分别占全球正面光伏银浆份额的 23%、15%和7%。我们判断,未来在我国光伏银浆进入性能竞争、新技术追赶的国产化 2.0阶段中,龙头公司有望继续扩大技术、 产品、客户等方面的优势,市场地位提升具有较大潜在空间。 图表图表33 国内龙头公司在全球国内龙头公司在全球正面正面光伏银浆市占率光伏银浆市占率 资料来源:平安证券研究所 备注:市占率=各公司2020年光伏银浆销售量/全球光伏银浆消耗量 3.3 N 型电池光伏银浆国产化较低,低温银浆门槛较高 未来光伏电池将逐步由 P型向 N 型电转换,要求光伏银浆企业开发相应的产品。 N 型光伏电池中的 TOPCon 电池使用的背面银浆和目前使用的 P型电池

48、正面银浆较为类似,现有正面银浆技术可以实现平移。而 TOPCon正面银浆与现有的 P型电池正面银浆存在较大差异,主要体现为 TOPCon电池正面银浆的细栅使用的是银铝浆。尽管 TOPCon 电池正面银浆生产工艺和 P 型电池正面银浆接近,但配方上差别较大,需相关企业加大研发。 0%10%20%30%40%50%60%国产化率国产化率聚合股份, 23.4%帝科股份, 15.4%晶银新材(苏州固锝子公司), 7.2%其它, 54.0% 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 18/ 23 图表图表34

49、T TOPConOPCon 电池结构示意图电池结构示意图(以帝科股份银浆为例)(以帝科股份银浆为例) 资料来源:帝科股份南亚雄: 高效太阳能电池材料国产化进程及趋势 ,CPIA,平安证券研究所 N 型光伏电池中的异质结(HJT)电池是在晶硅基片采用薄膜技术制作 PN节、减反射层和导电层的新型电池工艺技术,在晶体硅上沉淀了非晶硅薄膜。 电极的烧结温度控制在 250以下, 远低于 P型和 TOPCon电池, 否则将伤害电池薄膜结构,为此,P型和 TOPCon 电池使用的高温银浆不再适用,需开发全新的低温银浆。 图表图表35 异质结和同质结电池结构示意简图异质结和同质结电池结构示意简图 资料来源:东

50、方日升黄强: 210及异质结技术发展现状及趋势分析 ,CPIA 请通过合法途径获取本公司研究报告,如经由未经许可的渠道获得研究报告,请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 有色金属行业深度报告 19/ 23 图表图表36 异质结电池对光伏银浆提出了全新的要求异质结电池对光伏银浆提出了全新的要求 项目 影响 电极成型温度 低于 200 电极电阻率 低于 10-5cm 电池串焊温度 经受电池串焊时 200-350的钎焊温度冲击,焊接拉力应大于 1N/mm 稳定性 在长期光照条件下,保持电极体电阻的稳定,并保证与组件封装材料间的化学稳定性 资料来源:摩尔光伏 低温银浆配方发生了重大变化,高温银

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