20220805-长城国瑞证券-光伏加工设备_N型电池产业化进程加快_设备行业有哪些投资机会__38页_2mb

光伏行业N型电池产业化进程及设备投资机会分析

核心内容

N型电池因其更高的光电转化效率、更低的金属污染敏感性以及无光致衰减（BO-LID）现象，被认为是光伏行业发展的必然方向。随着技术的成熟和成本的下降，N型电池正在加速产业化，预计到2030年，N型硅片市场份额将接近50%，N型电池技术市场占比将接近70%。

主要观点

• N型电池优势：

  • 少子寿命更高，提升载流子收集效率。
  • 对金属污染容忍度更高，减少杂质对性能的影响。
  • 无光致衰减，提升电池稳定性。

• 产业化进展：

  • P型电池仍占主要市场份额，但N型电池正快速推进。
  • TOPCon、HJT、IBC等N型电池技术已逐步进入产业化阶段。

• 设备投资机会：

  • TOPCon：背钝化层为增量环节，扩散及SE工艺设备需求增长。
  • HJT：薄膜沉积是核心工艺，金属化工艺是降本关键。
  • IBC：掩膜、激光、刻蚀设备为主要增量。

关键信息

1. N型电池的产业化优势

• 效率优势：TOPCon电池效率可达24.5%，高于PERC的23.5%，且接近理论极限。
• 成本优势：N型硅片成本溢价已从2018年的8%~10%降至6%，预计未来将进一步下降。
• 兼容性：TOPCon与PERC产线兼容度高，可实现低成本升级。

2. TOPCon设备投资分析

• 产能情况：截至2022年6月，国内已建成TOPCon产能为30.55GW，在建/待建产能为178.8GW，预计年内新增62.30GW。
• 设备投资：隧穿氧化层及多晶硅层沉积设备单位投资成本为4500-5000万元/GW，仅在建产能带来的增量设备市场空间为80.46亿元~89.40亿元。
• 工艺路线：
  • LPCVD：膜层质量高，但存在绕镀问题。
  • PECVD：沉积速度快，但存在膜层均匀性问题。
  • PVD：无绕镀，但设备投资较高。
• 硼扩散：N型硅片硼扩散难度高于P型，设备需求翻倍，技术门槛提高。
• SE制备：激光设备是主要增量，激光掺杂法和氧化物掩膜扩散法成为主流。

3. HJT设备投资与降本路径

• 设备投资：异质结设备单位投资成本为4~4.5亿元/GW，高于TOPCon和PERC。
• 降本路径：
  • 薄片化：降低硅片厚度可减少约20%成本。
  • 降低银浆消耗：通过丝网印刷、激光转印、铜电镀等技术降低银浆使用量。
  • 设备降本：通过规模效应和提高生产效率降低单位投资成本。
• 薄膜沉积：非晶硅层和TCO层是核心环节，占设备总成本约50%。
• 沉积技术：
  • PECVD：沉积速度快，但存在等离子体轰击问题。
  • Cat-CVD：薄膜质量好，但均匀性差。
  • 管式PECVD：提高产能，降低投资成本。
  • RPD：减少非晶硅层损伤，提高转换效率0.5%~1%。

4. IBC设备投资机会

• 技术特点：IBC为平台型技术，可与TOPCon、HJT结合，提高效率并降低非硅成本。
• 主要增量设备：掩膜、激光、刻蚀设备。
• 技术融合：IBC与TOPCon结合为TBC，与HJT结合为HBC，提高整体性能。

5. 设备企业推荐

• 迈为股份：在HJT设备领域有较强竞争力，已实现管式PECVD量产。
• 捷佳伟创：在异质结设备和TOPCon设备均有布局，具备技术储备。
• 帝尔激光：在激光设备领域有较强实力，适合SE制备和IBC激光开槽。

风险提示

• 下游厂商扩产不及预期。
• 技术迭代速度不及预期。

投资建议

• TOPCon：侧重转换效率优势，设备投资需求大。
• HJT：侧重成本优势，设备投资较高，但降本路径清晰。
• IBC：设备需求取决于工艺路径，推荐具备定制化解决方案能力的企业。

相关数据

• N型硅片成本：2022年较P型硅片溢价率约为6%。
• TOPCon设备投资：隧穿氧化层及多晶硅层沉积设备单位投资成本为4500-5000万元/GW。
• HJT设备投资：2021年东方日升异质结产线单位设备投资预算为4.82亿元/GW。
• IBC产能布局：国内背接触电池产能布局正在逐步扩大，预计未来将有更多产能投入。

图表目录

• 图1：P型硅片和N型硅片少数载流子寿命对比
• 图2：相同金属杂质对少子寿命的影响
• 图3：2021-2030年不同类型硅片市场占比
• 图4：2021-2030年不同电池技术市场占比
• 图5：TOPCon电池结构示意图
• 图6：TOPCon电池能带结构示意图
• 图7：PERC与TOPCon主要工艺流程对比
• 图8：TOPCon电池工艺流程
• 图9：湿法硼扩散设备示意图
• 图10：激光掺杂法示意图
• 图11：氧化物掩膜扩散法制备SE示意图
• 图12：离子注入法示意图
• 图13：异质结电池成本构成
• 图14：异质结电池结构示意图
• 图15：异质结电池能带结构示意图
• 图16：异质结工艺路线图
• 图17：板式PECVD示意图
• 图18：管式PECVD示意图
• 图19：理想万里晖的U型串联式PECVD
• 图20：INDEOTec的团簇式PECVD设备
• 图21：丝网印刷示意图
• 图22：丝网印刷网版与全开口钢板对比
• 图23：激光转印过程
• 图24：不同凹槽形状形成的栅线
• 图25：铜电镀工艺步骤
• 图26：铜电镀金属化过程
• 图27：铜电镀工艺流程示意图
• 图28：IBC电池结构示意图
• 图29：TBC电池结构示意图
• 图30：HBC结构示意图
• 图31：TBC和经典HBC工艺流程
• 图32：HBC叉指式电极制备流程
• 图33：Tunnel-HBC电池结构示意图
• 图34：2015-2021迈为股份营收及净利润情况
• 图35：2015-2021迈为股份毛利率及净利率情况
• 图36：2015-2021捷佳伟创营收及净利润情况
• 图37：2015-2021捷佳伟创毛利率及净利率情况
• 图38：2015-2021帝尔激光营收及净利润情况
• 图39：2015-2021帝尔激光毛利率及净利率情况

表格目录

• 表1：中环210尺寸硅片报价
• 表2：2022年TOPCon产能情况
• 表3：中来8GW TOPCon电池设备投资明细
• 表4：PERC与TOPCon电池BOS成本对比
• 表5：三种设备的情况对比
• 表6：中来股份与晶澳科技电池片项目扩散炉采购成本对比
• 表7：2021年东方日升2.5GW异质结电池项目投资预算
• 表8：国内异质结产能情况
• 表9：部分企业异质结中试线CVD设备
• 表10：不同电池技术对比
• 表11：国内背接触电池产能布局情况（不完全统计）
• 表12：迈为股份异质结设备部分中标情况（仅含已公告订单）
• 表13：捷佳伟创产品矩阵