光伏组件专题报告:N型TOPCon有望成为光伏板块首选方向

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光伏组件专题报告:N型TOPCon有望成为光伏板块首选方向

2023-11-13 21:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

(报告出品方/作者:中信建投证券,朱玥,崔逸凡,任佳玮)

一、组件头部集中趋势确立,技术路线是头部厂商竞争胜负手

未来三年都将是头部组件企业逐步取代二三线厂商份额的阶段,组件环节头部集中的趋势将愈发明显。

可以看到,近年来头部企业依靠更为可靠的组件产品,以及布局更为广阔的渠道网络,能够获得更为优质 的订单。同时,头部组件企业一体化布局能够有效降低生产成本。因此,一线组件厂相比于二、三线厂商,能 够维持更高的盈利水平,2019 年以来,隆基、晶澳、天合、晶科 ROA 水平持续领先于其他组件厂商。

也就是说,在当前头部组件企业不断抢占中小厂商份额阶段中,一线厂商依靠品牌、渠道优势能够持续赚 取一定超额利润,而导致这一现象本质上是头部公司供应链、交付能力、产品可靠性的溢价。

展望 2022 年,随着硅料新增产能的逐步释放,硅料价格有望进入下行通道。中游材料环节价格战势必展开, 但我们判断头部组件企业能够依靠自身在产业链中的强势地位,在利润重新分配的过程中受益。

以 2020 年年报口径为准,一体化组件单 GW 产能对应总资产(含存货、应收账款等营运资金以及无形资产 等长期资产)约为 16-17 亿元/GW。在单瓦利润 0.1 元/W,以及产能利用率 70%的假设下,一体化组件 ROA 约 为 6.5%,ROE 为 10.9%,高于其他制造业盈利水平。

同时,头部四大组件公司(隆基、晶科、晶澳、天合)的市占率规划合计已经超过 100%,在高 ROE 背景 下,若仍无产品差异化,在 2023 年下半年开始必有一战。

随着头部组件厂商份额的不断提升,二、三线逐步退出市场。我们认为以未来 3-5 年的维度来看,头部厂 商之间最大的差异化就在于电池片技术。电池片技术具有明显优势的企业能够在这一轮技术变革中分享到行业 技术进步的红利,依靠产品差异化,延续超额红利周期。(报告来源:未来智库)

二、技术迭代本质在于降本,TOPCon 当前性价比显著

2.1 复盘单晶替代多晶,今年 N 型或将迈入渗透爆发前期

光伏产业快速发展伴随电池片技术迭代推进效率提升,而电池追求高效的本质则来自于降本。由于光伏电 池片转化效率公式为:电池片输出功率=光照幅度(1000W/平米)X 电池片面积X转化效率,因此当光照幅度、 电池片功率一定时,转化效率的提升能够降低电池片的面积,形成对于组件非硅成本和电站 BOS 成本的摊薄, 从而持续降低产业链成本水平。

2015 年以前,Al-BSF 铝背场电池在国内电池片的渗透率在 90%以上,但到了 2018 年其效率达到 20%接近 瓶颈,2019 年起 PERC 电池产能开始迅速崛起,从 2016 年市场渗透率不足 10%,到 2019 年能超过 50%,成为 目前市场主流电池技术路线。

PERC 电池最高转化效率从 2014 年天合的 21.4%提升至 2019 年隆基的 24.06%。目前,市场 PERC 电池平 均量产转化效率约 23.2%,已逼近效率极限,亟需新一代高效电池技术替代。而 N 型电池效率提升潜力大、投 资成本不断降低,本轮光伏技术变革将由 P 型电池转向 N 型电池(TOPCon、HJT、IBC)。

复盘单晶替代多晶,N 型电池进入渗透爆发前期。由于光伏产品的终端应用设计寿命高达 20 年以上,同时 投资回收期高达 10 年以上,因此业主对于光伏产品具备天然较低的风险偏好,对于新技术的推广初期会存在一 定阻力。但若新技术具备显著的性价比,能够大幅缩短业主的投资回报周期,同时在头部组件和业主端得以验 证后,将会快速开启新技术渗透周期。

上一轮光伏产业的技术颠覆性的革命来自于单晶替代多晶,我们对其复盘以展望未来 N 型替代。单晶替代 多晶主要可以分为三个阶段:1)2016 年之前:单晶高成本带来价差,但业主端性价比未体现,市占率相对较 低;2)2016-2018 年:金刚线切片成熟快速降本,单多晶价差缩小,业主性价比显现,渗透率快速提升;3)2018 年至今:单晶获得认可溢价扩大,而份额 90%以上成为市场主流后,让利终端业主溢价再次逐步收窄。

通过对于单晶替代多晶的复盘,我们判断当新技术带来的溢价相较于成本具备显著性价比时,下游业主端 将会持续推进新技术的应用,新技术渗透率开始逐步提升。当新技术的性价比在终端得以可靠验证,同时产能 开始大规模释放后,新技术渗透率将得以快速放量,同时有望恢复到合理溢价水平。而后随着新技术完全普及, 其溢价最终让利给下游实现行业降本。

当前来看,2022 年的 N 型组件类似于 2016 年的单晶组件,已经具备显著性价比优势,同时头部组件企业 已启动量产布局、下游业主接受度在持续提升,产品迎来渗透率初步提升。而随着未来降本技术的继续推进, 同时产能释放带来的规模效应,将持续拉大 N 型组件的优势身位,市场份额有望快速提升至主流水平。

2.2 TOPCon 电池参数优异,可基于 PERC 工艺升级

TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层, 二者共同形成了钝化接触结构。德国 Fraunhofer ISE 研究所在 2013 年首次提出 TOPCon 电池概念,TOPCon 电池为硅片的背面提供了良好的表面钝化,提升了电池的开路电压和短路电流,从而提升转化效率。

传统 PERC 电池主要在电池背面形成全覆盖氧化铝和氮化硅的钝化层,但由于氧化铝的介电特性,需在后 续工艺中通过激光开槽去除部分钝化层,形成部分金属化部分钝化层的背表面结构。TOPCon 电池正面沿用 PERC 的背面结构,将氧化铝加氮化硅叠层膜起钝化和减反作用,而背面制备超薄隧穿氧化层和高掺杂非晶硅 薄层,二者形成钝化接触结构,氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合,同时高掺杂 的多晶硅层对于多子电子来说具有良好的传导性,能够去除背面开膜工艺并实现背面整体钝化。

1)TOPCon 优势之一:电池参数性能优异。TOPCon 电池的理论转化效率上限高,据德国研究所 ISFH 基 于载流子选择性的概念,分析 PERC、HIT、TOPCon 电池的理论极限效率分别为 24.5%、27.5%、28.7%。其 中基于双面 POLO2-BJ 结构,TOPCon 理论效率 28.7%接近晶硅极限 29.43%。但该结构需正背面同时做多晶硅 结构,与现有产业化 TOPCon 结构差异较大,在产线应用仍需要继续论证。

当前 TOPCon 量产平均效率在 23.5%-24.5%之间,实验室纪录已突破 25%以上,隆基、晶科、中来、通 威、天合、晶澳等主流厂商均有布局规划。2021 年 4 月,隆基单晶双面 N 型 TOPCon 电池转换效率达 25.09%, 实现了基于硅片商业化尺寸 TOPCon 电池效率首次突破 25%;6 月,隆基再次公布效率实现 25.21%。2021 年 9 月,中来 182 尺寸 N 型 TOPCon 电池效率高达 25.4%。2021 年 10 月,晶科公布其 N 型 TOPCon 效率实现 25.4%。

同时,TOPCon 电池还具备高双面率、低温系数好、低衰减等优点。根据晶科,其 N 型组件产品具备 85% 双面率,能够提升背面 15%的发电量。P型的光致衰有 1%到 2%, TOPCon 新品是P型首年衰减 2%的一半, 平均衰减 0.4%。低温度系数方面,TOPCon 具备-0.3%/℃,远低于P型-0.4%/℃,高温条件具备更好发电量优势。

2)TOPCon 优势之二:可沿用大部分当前 PERC 工艺技术。目前 TOPCon 在现有 PERC 设备基础上,修 改部分工艺即可完成技术升级。但由于当前 PERC 产线仍有一定经济性,且当前主流的 LPCVD 工艺路线占地 面积较大不易改造,因此晶科等领先厂商产能仍以新建为主。随着后续 TOPCon 技术全面成熟抢占 PERC 市 场,以及 PECVD 等三合一路线持续优化完善,有望开启 PERC 存量产能的改造。

TOPCon 较传统 PERC 工艺上叠加,步骤达 12-13 步。首先 TOPCon 增加了硼扩散工艺,在普通化学制绒 的 N 型 Si 片上,通过硼磷管式共扩散制备正面 P 型发射结和 N 型背面,然后通过 PECVD 技术在前后表面制备 钝化层和减反膜。在此基础上,TOPCon 还需要增加隧道结制备、退火清洗等工艺。 与此对应的,在设备方面, TOPCon 相比 PERC 核心增加了硼扩炉(进行硼扩散)、LPCVD(隧穿层+多晶硅)两道设备,同时去除了前道 SE、后道开槽两道激光设备,在现有 PERC 产线(设备投资 1.3 亿元/GW)基础上增加 0.5-0.8 亿元/GW 即可完 成技术升级(合计设备投资 1.8-2 亿元/GW)。

制备隧穿氧化层是 TOPCon 最核心的工艺,该环节各家厂商也有不同的设备工艺路线。其中,LPCVD 是目 前针对隧穿氧化层钝化接触最成熟的技术,但由于其会出现绕镀、膜破等问题影响良率,且占地面积较大不易 于做改造。因此 TOPCon 薄膜沉积还可以通过 PECVD 设备(捷佳、金辰提出管式 PECVD 沉积氧化硅和多晶 硅膜,当前主要通威、日升布局)、PVD 设备(比太、杰太提出 PVD 沉积氧化硅和多晶硅膜,当前主要中来布 局)、PEALD 设备制备(微导提出 PEALD 沉积氧化硅和多晶硅膜,当前主要通威、尚德布局)。

2.3 头部厂商率先推出 TOPCon 产品,参数性能显著优于 PERC

2.3.1 晶科:182 组件最高功率 620W,组件效率高达 22.3%

作为全球组件龙头,晶科对于 TOPCon 先发优势明确,是最早实现 10GW 以上大规模量产出货的厂商, 在 TOPCon 领域具备较强竞争优势。在研发方面,晶科能源的 TOPCon 电池 18 次打破世界记录。2021 年 10 月,在权威第三方测试认证机构日本 JET 检测实验室标定全面积电池最高转化效率达到 25.4%。此次破纪录的 太阳电池采用了晶科自产的高品质直拉 N 型单晶硅片,通过超细栅线金属化技术、深度掺杂技术、低寄生吸收 材料技术,以及自主开发的成套 HOT 高效电池工艺技术等多项创新及材料优化,实现了效率突破。

在量产方面,2021 年 11 月 2 日,晶科首次发布其 TOPCon 组件量产新品 Tiger Neo。该组件基于 182mm 尺 寸,相较于传统 PERC 组件产品在性能、功率、能量密度和可靠性方面全面增强,其量产输出功率最高可达 620W。 该产品具备以下核心竞争优势:

1)发电性能优异:N 型 TOPCon 电池量产效率可达 24.6%,组件技术相较于单晶 PERC,在效率方面提升 1-1.5pct。该组件结合多主栅以及半片技术降低内阻损耗,并且采用圆丝焊带获得更好的发电增幅,使组件效率 最高可达 22.30%,全生命周期内发电量多 3%。

2)低衰减、长质保:由于 Tiger Neo 的 LD 和 LeTID 风险大大降低,晶科能源提供行业领先的 30 年线性功 率输出质保。Tiger Neo 首年衰减低于 1%,且保证 30 年后输出功率不低于原始输出功率的 87.40%。

3)双面率、温度系数更优:Tiger Neo 双面率最高可达 85%,相较于 P 型双面率提高约 5-15%,大幅提升 了其发电性能及发电效率。同时该组件温度系数为-0.3%/℃,相较于 P 型的-0.35%/℃,使其在极端高温环境下 更具耐久性。

晶科目前已投产 TOPCon 产能主要为合肥 8GW 和尖山 8GW 项目,其中合肥项目为 1 月投产,尖山项目于 2 月底投产,预计项目将于 4-5 月逐步达产。根据晶科产品发布会,目前其 TOPCon 电池良率水平已经持平于 PERC,且 2022 年全年出货规划高达 10GW,占晶科全部产能 25%-30%,2023 年 N 型的比重会上升至 50%以 上。当前 N 型电池及组件溢价普遍每瓦超过 1 毛,若晶科能够大规模量产出货,将显著厚增其业绩水平。

2.3.2 中来:210 组件功率高达 700W,组件效率 22.53%

2016 年开始,中来股份就专注于 N 型 TOPCon 电池的研发、生产与销售,是最早一批具备 GW 级 TOPCon 电池量产能力的技术型企业。2019 年,中来实现了 TOPcon 量产规模。截至 2021 年 Q3,中来为全球提供电池 和组件超 5GW,还有 16GW 产能正在规划中。

在量产方面,中来股份采用其最新研发的 J-TOPcon 2.0 电池。J-TOPCon 2.0 新技术是中来与江苏杰太光电 技术有限公司合作,利用其独创的线性等离子源技术,共同开发了一套全新的 POPAID(等离子氧化及等离子 辅助原位掺杂技术)技术。POPAID 利用链式平台传输载板,能够在不破真空情况下同时完成隧穿氧化层和掺 杂非晶硅沉积,真正做到完全无绕镀。

目前中来 J-TOPcon 技术产品电池量产效率达到了 24.5%,并且该组件具有更高的双面率(80%)、更优秀的 功率温度系数(-3.1%/℃)与较低的组件工作温度、更优的弱光响应。同时低衰减率(首年 1%,线性 0.4%)以 及至少 30 年的生命周期,也使其额外发电量比常规组件高约 10%-30%。2021 年 SNEC 展上,中来发布 700W 光 伏组件采用 N 型 TOPCon 高效技术,选用 210 尺寸电池片,组件效率 22.53%。

作为全球最大的TOPCon组件供应商,据公告中来股份目前的产能3.6GW,在建产能主要为“山西年产16GW 高效单晶电池智能工厂项目”,其中一期 8GW 项目预计将于 2022 年投产。并且在未来 1-2 年,中来将具备 20GW 的 TOPCon 产能。

2.3.3 隆基:182 组件功率高达 570W,组件效率 22.3%

隆基的创新研发团队在追求技术极致的道路上积极探索。2021 年 6 月,经世界公认权威测试机构德国 ISFH 研究所测试,隆基电池研发中心单晶双面 N 型 TOPcon 电池研发实现高达 25.21%转换效率,将基于 CZ 硅片商 业化尺寸 TOPcon 电池的转化效率提升至全新的高度。此外,隆基单晶双面 P 型 TOPcon 电池效率在行业内率先 突破 25%,实现 25.19%的世界记录。

在量产方面,2021 年 6 月 3 日,隆基重磅发布首款 TOPcon 双面组件—Hi-MO N。Hi-MO N 组件采用了基 于 N 型 TOPCon 结构的隆基 HPC 电池技术,该产品保持了 182-72c 的最优组件尺寸,量产转换效率达 22.3%, 量产功率高达 570W。相比市场主流的 P 型双面组件可多发电 2-3%。

凭借 HPC 电池制程零损伤、无隐裂智能焊接技术的加持,Hi-MO N 组件实现了光照下无 PID 效应,首年衰 减≤1%,线性衰减≤0.4%/年。该组件可以在有限面积上使光伏安装容量提高 3.5%以上,更加节省光伏场区的 BOS 成本,并摊薄交流端设备成本及电站生命周期内的运营维护成本。(报告来源:未来智库)

三、技术渗透初期:重点关注掌握超额红利的领先电池组件企业

3.1 N 型电池组件效率参数优异,降本及溢价水平显著

我们判断,当前新技术渗透初期阶段,在技术产能方面布局领先的电池组件企业将能享受较强的技术红利, 有望通过 N 型电池组件溢价获取超额利润及估值弹性,具备较好投资机会。

而随着技术持续成熟加速释放,技术红利壁垒将一定程度弱化,技术红利会让利给下游带来光伏行业整体 降本,此时设备、辅材公司是关注重点。

N 型组件相较于 P 型的性价比主要来自于三个方面:1)转化效率提升时,能够摊薄每 W 玻璃、胶膜、铝 框等成本,降低组件自身的非硅成本;2)转化效率提升时,能够摊薄每 W 终端安装时的 BOS 成本,形成组件 产品的溢价;3)由于 N 型高效电池组件具备低衰减、高双面率以及低温度系数等优势,能够实现全生命周期 每 W 发电量更高,形成组件产品的溢价。

根据测算,电池片效率每提升 0.5 个 pct,组件端标称功率将随之增加 2.1%-2.2%。而 N 型电池双面率的提 升以及低温系数的改善,也能够带来功率 2%左右的增益幅度。

1)高效率带来组件非硅成本的摊薄。组件成本中,电池成本占比为 63%,其他非硅成本主要包括玻璃、胶 膜、铝边框、焊带、接线盒等。由于 N 型组件功率更高,能够有效降低面积相关的单 W 非硅成本。假设 PERC 组件和 N 型组件非硅(面积相关)不变,那么电池片效率每提升 0.5%,N 型组件成本将节约 1.1-1.2 分/W。

2)高效率带来电站 BOS 成本的摊薄。根据 CPIA 的统计,电站端系统成本中组件占比较高,其他 BOS 成 本则包括土地、逆变器、一次设备、二次设备、支架等。由于在同样面积下,N 型组件功率更高,能够有效降 低土地、支架、建安费用等面积相关的单位投资成本,因此在售价上,N 型组件相比于 PERC 组件来说具有一 定溢价。

电站端 BOS 成本中,单瓦土地、支架、建安费用、管理费用等投资成本与面积具有强相关关系,能够随着 组件效率的提升而显著下降,而逆变器、一次设备、二次设备、电缆、电网接入等成本则主要与组件功率相关。 2021 年,我国集中式地面电站 BOS 成本合计为 2.32 元/W,其中面积相关成本为 1.37 元/W。假设 PERC 组件和 N 型组件单套面积相关的 BOS 成本不变,那么电池片效率每提升 0.5%,N 型组件溢价将增加 2.5-2.8 分/W。

此外,低温度系数以及高双面率能够在 N 型电池高效率的基础上,在综合输出功率上带来进一步的增益。 根据我们之前的测算,在电池片效率相同的情况下,N 型组件高双面率以及低温度系数能够带来 2.02%的输出 功率提升。在 BOS 成本端能够进一步带来 2.7 分/W 的溢价空间。

3)低衰减进一步带来组件溢价。由于 N 型组件具有低衰减的特性,因此即使在综合输出功率相同的情况 下,N 型组件全生命周期发电量仍然会高于 PERC 组件,从而能够降低电站度电运营成本。

假设 PERC 组件首年衰减 2%,经年衰减 0.50%,N 型组件首年衰减 1%,经年衰减 0.40%。根据测算,在 单瓦初始投资成本相同的情况下,N 型组件对应的 LCOE 相比于 PERC 组件低 0.007 元/kWh。进一步基于两者 LCOE 相同的情况下测算,N 型组件系统初始投资相比于 PERC 组件有 0.08-0.09 元/W 左右的溢价空间。另外 再叠加效率提升带来的系统端 BOS 成本的下降,我们认为 N 型组件溢价空间将进一步扩大。

从敏感性测试结果来看,当 N、P 组件首年衰减差距每提高 0.2%,N 型系统端溢价空间将提升 0.009 元/W; 当 N、P 组件经年衰减差距每提高 0.05%,N 型系统端溢价空间将提升 0.01 元/W。

综上所述,对于组件企业来说,采用 N 型组件能降低非硅成本 0.035 元/W,终端售价溢价 0.195 元/W。

降本层面:考虑到非硅成本下降,N 型电池片效率由 23%提至 24.5%,能够节省组件非硅成本 0.035 元/W。

溢价层面:同时考虑 BOS 成本下降及低衰减带来度电成本下降后,N 型组件溢价预计为 0.195 元/W。分拆 来看:1)N 型电池片效率由 23%提至 24.5%,能带来 BOS 成本下降的 0.082 元/W 溢价空间;2)低温度系数以 及高双面率大约能够带来 0.027 元/W 的溢价空间;3)N 型组件低衰减速率能够带来大约 0.086 元/W 的溢价。

而假设组件价格保持不变,溢价完全让利给下游,随着 N 型组件效率提升之后,能够有效降低光伏电站度 电成本,同时提高电站全投资 IRR。

2022 年 1 月 26 日国电投 4.5GW 组件集采开标,本次招标单独列出针对 N 型 182 以上、双面 555W 以上的 200MW 组件标段,该标段开标均价 2.079 元/W,相较于同版型 P 型标段价格高出 0.14 元/W,进一步验证出 N 型组件的溢价水平,在此后黄河水电、中核汇能招标中,N 型组件均体现出接近 0.1 元/W 以上的溢价。随着 N 型产能持续扩张,未来央企组件集采单独开标 N 型标段并予以溢价将有望成为常态。

我们判断,当前 TOPCon 电池处于技术爆发红利前期,N 型量产布局领先的企业将有望率先获得高额利润 及市场份额,持续扩大其优势地位,今年有望实现平均 0.1-0.2 元/W 以上溢价。而随着后续技术持续扩散红利 将逐步释放至下游终端,实现光伏产业链整体降本,溢价水平或将持续降低至 0.1元/W 以内直到技术完全扩散, 技术领先一体化头部组件公司将获得更好的市场份额。

3.2 当前 TOPCon 性价比显著,未来仍有降本增效空间

目前,PERC 电池非硅、合计成本分别约为 0.18、0.98 元/W,TOPCon 平均电池非硅、合计成本分别约为 0.25、1.08 元/W,TOPCon 成本中硅片、银浆、折旧分别占比为 77%、12%、2%。当前 TOPCon 电池合计成本 约较 PERC 高出 0.10 元/W,同时根据上文测算,TOPCon 电池组件可溢价 0.1-0.2 元/W 以上,则当前时点 TOPCon 电池已经具备显著性价比。

TOPCon 产品性价比在一体化组件厂商将会体现的更为显著。硅片方面,当前 N 型硅片较 P 型售价每片高 出 8-10%,而一体化厂商能够一定程度消化硅片溢价水平;组件方面,如上文测算,由于 TOPCon 组件功率更 高,能够摊薄每 W 玻璃、胶膜、铝框等面积相关成本,降低组件整体非硅成本。因此,当前 TOPCon 一体化 合计成本约较 PERC 高出 0.05 元/W,同时在产品溢价 0.1-0.2 元/W 的情况下,单瓦利润可较 PERC 高出 0.05-0.15 元/W,能够显著厚增技术领先企业的超额利润。

TOPCon 的电池成本相较于 PERC 主要高在硅片、银浆、设备折旧三个方面,因此随着硅片降本、银耗降 低、缩小设备投资等技术的推进,TOPCon 产品的成本有望持续降低;同时叠加 TOPCon 电池效率的持续拉升, TOPCon 产品的溢价水平还能继续提高。

1)硅片:目前 PERC 和 TOPCon 电池所用硅片厚度在 160-170μm 左右,高温工艺下钝化层存在掺杂元素 烧穿、金属浆料烧穿等情况,当前工艺继续做薄存在难度,但随着工艺的持续优化仍有做薄空间,例如晶科采 取特殊装夹可实现 150μm 以下厚度。此外,随着 N 型硅片规模化以及退火吸杂等工艺的应用,也将推动硅片 端成本持续下降;

2)银浆:TOPCon 采用高温银浆的 PERC 差异相对不大,单片耗量在 130-140mg 左右,高于 PERC、低于 HIT 耗量,未来随着金属化工艺优化、银铝浆等材料替代使用,将推动银浆成本下滑,目前晶科联合奥特维布 局的 SMBB 技术能够基于行业平均水平降低银耗 20%以上;

3)折旧:目前 TOPCon 单 GW 设备投资额达到 1.8-2 亿元左右,未来随着设备效率提升、设备价格下降, 以及几合一的工艺应用,未来设备折旧成本有一定的下滑空间。

4)效率:当前 TOPCon 电池行业量产平均效率在 23.5%-24.5%之间,而随着氧化 poly 改善、钝化膜层优化、 硼扩激光掺杂工艺、浆料升级等,未来效率有望持续提升。而通过膜层结构设计如双面 poly 工艺,TOPCon 电 池的理论极限效率甚至可达到 28.7%接近晶硅极限。

当前时点,TOPCon 处于量产渗透初期,主要由晶科、中来布局领先的企业主导,距离全产业链大规模量 产应用还受到工艺路线选择、生产良率等因素限制。

良率方面,由于 TOPCon 相对于 PERC 又多了 3-4 道工序,需要导入高温工艺,同时在制备隧穿掺杂层时 容易产生绕镀,因此导致 TOPCon 良率相对于 PERC 有所下降。PERC 电池良率基本在 98%以上,目前行业 TOPCon 整体良率在 93-95%,其中晶科等头部企业公布其良率接近 PERC 水平。

工艺路线方面,当前 TOPCon 各家仍存在较大差异,一方面在制备工序上存在本征+磷扩、直接掺杂等路线, 另一方面在隧穿层设备选择上也存在 LPCVD、PECVD、PEALD、PVD 等路线,不同的路线选择也会对效率、 良率产生较大差异。

3.3 头部厂商已具备大规模量产能力,22 年有望扩产 40-60GW

目前,领先电池组件一体化企业对于 N 型高线电池企业已具备产业化布局,并将于 2022 年推出量产产品。 其中由于 TOPCon 现阶段成本相对较低,预计 2022 年将会有较大规模量放出,其中晶科、中来等电池组件企业 布局领先,两家合计已经开始投放 20GW 以上产能,预计 2022 年上半年将实现率先批量出货。

此外,钧达、天合、晶澳、通威等主流厂商均有中试线布局,有望于 2022 年下半年陆续投产量产线。我们 统计 21、22 年 TOPCon 扩产将分别达到 30、40-60GW 水平。

效率进展方面,晶科、中来、隆基同样领先于市场,晶科、中来 N 型 TOPCon 效率最高已实现 25.4%, 隆基 P 型 TOPCon 效率最高已实现 25.19%,均刷新世界记录:

1)晶科:今年 10 月,晶科公布其 N 型 TOPCon 电池效率实现 25.4%,一年连刷四次 N 型大尺寸世界效率 记录。今年 11 月,晶科首次发布 TOPCon 组件 Tiger Neo,基于 M10 版型功率最高 620W,效率最高 22.3%。

2)隆基:今年 6 月,隆基公布 TOPCon 的 N 型效率 25.21%、P 型效率 25.02%;7 月,隆基公布 P 型 TOPCon 效率 25.19%,再次刷新世界记录。同时,隆基于 SNEC 展发布其首款 TOPCon 双面组件 Hi-MO N,基于 M10 版型功率 570W,效率 22.3%。

3)中来:基于独家 POPAID 技术,中来今年 9 月 TOPCon 电池实现 182 尺寸效率 25.4%记录,目前最高量 产效率已达 24.5%。

我们判断,当前布局领先的企业的良率及工艺路线已经具备较强的核心竞争力,能够在技术渗透初期为其 带来显著超额收益。而随着今年领先企业的产品陆续推出市场,其他企业也将会对其进行参考比较,最终选定一条最具性价比、良率较高的工艺路线,从而带来技术渗透的快速放量。目前已经确定技术路线、设 备选型,同时在今年有较大产能释放的电池/组件企业:晶科能源、中来股份、钧达股份。

四、技术渗透成熟期:重点关注产能放量带来的上下游配套机会

TOPCon 技术的渗透也将带来设备、辅材等产业链的机会。尤其当新技术成熟,处于快速普及渗透时,全 行业产能产量将加速释放,从而释放上下游产业链市场空间。我们认为,若 TOPCon 电池后续普及后,将主要 带来设备、银浆、热场、胶膜等配套产业链变化及投资机会。

设备:TOPCon 沿用 90%PERC 设备,各环节集中度较高

电池设备方面,TOPCon 沿用了 PERC 产线 90%的设备,在 PERC 现有工艺的基础上去除了前道 SE、后道 开槽两道激光设备,同时增加了硼扩炉、LPCVD 两道核心设备,以及部分刻蚀设备。在现有 PERC 产线(设备 投资 1.3 亿元/GW)基础上增加 0.5-0.8 亿元/GW 即可完成技术升级(合计设备投资 1.8-2 亿元/GW)。

目前设备方面各家厂商集中度高,各环节龙头优势显著。其中捷佳伟创在前道工艺制绒清洗至 PECVD 各 环节市占率较高,其中制绒清洗、PECVD 市占率高达 60-70%,其他环节均在 50%左右;迈为股份在后道工艺 丝印设备市占率也超过 70%。在 TOPCon 核心增加的硼扩炉、及 LPCVD 设备,拉普拉斯占据核心市场份额。

而在隧穿钝化层工艺方面,捷佳伟创、金辰股份在 PECVD 三合一、微导纳米在 PEALD 三合一方面也有相 应储备,若后续进展顺利或将替代部分 LPCVD 工艺,进而提升其市场份额。此外,尽管激光设备并非 TOPCon 的标配,但目前帝尔激光、海目星、大族激光等激光设备厂商也在积极配合电池厂开发激光设备以降本增效, 若后续性价比显著也有望形成标配。此外,组件设备方面,随着 TOPCon 推广带来的银浆降本需求也有望加速 串焊机的更新迭代,头部设备龙头奥特维将显著受益,其在 TOPCon 的烧结、光注入退火设备也同样值得关注。

市场空间方面,我们假设当前 PERC 产能有 120GW 可升级改造至 TOPCon,同时若未来 TOPCon 持续占据主流市场份额,未来扩产量持续提升,测算出 2022 年 TOPCon 设备市场空间合计 114 亿元,至 2025 年市场空 间高达 216 亿元,布局领先的设备厂商有望显著受益。

银浆:TOPCon 银浆较 PERC 差异不大,耗量提升带来市场空间增长

银浆方面,TOPCon 背面银浆与 PERC 正面银浆差异不大,但 TOPCon 正面需要银铝浆(主要由于正面硼 扩发射极需求),因此 TOPCon 银浆价值量和耗量相较于 PERC 仍有一定提升,随着 TOPCon 电池渗透率的持续 提升,将有望显著带来市场空间的增长。

过去几年,随着国产正面银浆技术含量、产品性能及稳定性持续提升,国产化程度持续上升,目前国产化 率达到 60%以上水平。其中聚和股份、帝科股份、晶银新材(苏州固锝)占据主要市场份额,2020 年出货分别 实现 520、339、153 吨,均与下游头部电池企业形成紧密合作,且目前在 TOPCon 银浆技术方面也均有储备。

市场空间方面,我们假设 TOPCon 产量占比将从今年 15%持续提升至 2025 年的 70%,PERC 银浆耗量稳定 保持 11 吨/GW,TOPCon 银浆耗量将从目前的 18 吨/GW 降低至 12 吨/GW,银浆价格未来几年保持小幅下滑趋 势,测算出 2022 年银浆市场空间合计 196 亿元,至 2025 年市场空间高达 278 亿元,布局领先的银浆厂商有望 显著受益。

热场:N 型硅片渗透率持续增长,将带来热场价值量空间提升

N 型电池也将带来 N 型硅片的用量增长,由于 N 型拉晶对于热场纯度相对于 P 型较高(P 型<200ppm,N 型<100ppm),同时 N 型硅片需要碳化硅涂层热场材料,而石墨材料由于热膨胀系数不同导致其涂层易脱落, 随着 N 型硅片渗透提升也将带来碳/碳热场需求。市场空间方面,假设 N 型热场耗量较 P 型相同,价格高 15%, 未来年降 10%,2022 年热场空间 47 亿元,2025 年增至 54 亿元。

胶膜:N 型电池还有望带来组件胶膜的更新变化。随着对电池封装保护要求的提高,以及 N 型组件双面率 优势将进一步加大双面组件渗透率,需要两面均具备抗 PID 性能。而纯 POE 胶膜由于具有优异的绝缘性能,也 将满足 N 型电池的 PID 技术需求,将成为 N 型组件封装的较好选择。但目前 N 型胶膜技术还存在一定不确定 性,EVA/EPE 胶膜随着技术升级也有望满足 N 型组件需求,后续有待持续验证。头部胶膜公司福斯特、海优新 材、赛伍技术也有望受益于技术更新浪潮。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。



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