深度报告-20210523-安信证券-其他专用机械-一周解一惑_N型光伏电池三条路线深度比较研究_24页_2mb

一周解一惑：N型光伏电池三条路线深度比较研究总结

核心观点

随着P型PERC电池接近效率瓶颈，N型电池技术正成为光伏产业下一阶段技术迭代的重点。当前主流的N型电池技术包括TOPCON、HIT和IBC。其中，HIT电池在参数性能、产业化进展和降本增效路径上表现最优，预计将成为下一代主流技术。TOPCON电池则因其可基于现有产线改造，具备成本优势和效率提升潜力，预计未来3-5年将与HIT并存。IBC电池虽然具备最高的转换效率，但工艺复杂、成本高，产业化进程仍需时间，但其长期叠加工艺具备发展潜力。整体来看，领先的设备厂商将在这一技术迭代浪潮中受益。

主要观点与关键信息

1. 高效电池技术不断迭代，N型电池有望接棒成为主流

• 光伏产业链发展依赖技术驱动降本提效，N型电池在效率提升潜力、成本优化空间及技术兼容性方面优于P型电池。
• 当前N型电池主要包括TOPCON、HIT和IBC三种技术路线，其中TOPCON理论效率上限接近晶硅极限（28.7%），HIT效率可达24.3%-25.18%，IBC效率最高可达25%以上。
• 与P型电池相比，N型电池具有少子寿命高、光致衰减低、双面率高、温度系数低、弱光效应好等优势，具备更优的全生命周期发电增益。

2. TOPCON：挖掘现有产线生命周期，工艺优化持续推进

• 核心优势：

  • 理论效率高，接近晶硅极限（28.7%）。
  • 可基于现有PERC产线进行升级改造，国内60%的PERC产能可改造为TOPCON。
  • 与PERC相比，TOPCON工艺更复杂，需增加3-4道工序，设备投资较高。

• 当前问题：

  • 良率普遍在95%以下，存在提升空间。
  • 成本高于PERC，但低于HIT，2021年底TOPCON成本与当前HIT相当，2022年底与当前PERC相当。

• 设备市场：

  • TOPCON设备投资约2.5亿元/GW，未来有望进一步降低。
  • 国内设备厂商如迈为股份、捷佳伟创、金辰股份等已布局TOPCON设备，未来有望受益。

3. HIT：降本增效路径清晰，有望成为下一代主流技术

• 核心优势：

  • 转换效率高，2021年已实现25.18%的最高效率。
  • 全生命周期发电增益显著，较双面PERC每W发电量高5-11.8%。
  • 适用于叠层钙钛矿技术，效率有望突破30%。

• 成本分析：

  • 2020年底HIT成本为0.97元/W，预计2021年底降至0.79元/W，2022年底降至0.68元/W，与TOPCON和PERC成本相当。
  • 成本构成中，硅片、银浆、设备是主要成本项，其中银浆成本占比最高（约56.2%）。

• 产业化进展：

  • 通威、华晟、爱康等厂商已实现HIT电池量产。
  • 2021年HIT设备投资降至4.5亿元/GW，未来有望进一步下降至3.5亿元/GW。
  • 国内设备厂商如迈为股份、捷佳伟创、钧石能源等已实现HIT整线设备国产化，具备较强竞争力。

• 设备市场：

  • 2021-2023年HIT设备市场规模预计达422亿元，其中2021年为54.9亿元，2022年为115.2亿元，2023年为252亿元。

4. IBC：技术路径仍未成熟，长期叠加工艺具备潜力

• 核心优势：

  • 效率最高，可达25%以上。
  • 叉指式背接触结构可有效减少光学损失，提升短路电流。

• 当前问题：

  • 工艺复杂，量产难度高，设备投资成本高，国内尚未实现大规模量产。
  • 相较于HIT，IBC效率优势正在缩小，且成本较高。

• 产业化进展：

  • SunPower（被中环收购）是国内IBC技术的主要引入者，天合光能、中来光电、国电投等企业也已布局IBC。
  • IBC工艺主要包括掩膜法制备PN结、正背表面钝化、金属栅线设计，其中金属化工艺对效率影响较大。

• 设备市场：

  • IBC设备投资较高，目前仍以进口设备为主，但随着国产化推进，未来成本有望降低。

投资建议

• HIT：参数性能最优、产业化进展顺利、降本增效路径清晰，预计将成为下一代主流技术路线，建议重点关注。
• TOPCON：可基于现有产线改造，成本较低，未来效率仍有提升空间，预计未来3-5年与HIT并存，建议关注。
• IBC：效率高，但工艺复杂、成本高，产业化仍需时间，建议关注技术领先企业。

建议关注的设备厂商：

风险提示

• 光伏需求不及预期。
• 新技术迭代不及预期。

技术路线对比（表1）

结论

N型电池技术正在逐步替代P型PERC电池，成为光伏行业降本提效的核心方向。TOPCON、HIT和IBC三种技术路线各有优劣，其中HIT因参数性能最优、产业化进展顺利、降本路径清晰，被普遍认为有较大可能成为下一代主流技术。TOPCON则凭借现有产线改造优势，预计未来3-5年与HIT并存。IBC虽然效率高，但因工艺复杂、成本高，短期内难以大规模应用。随着技术进步和设备国产化，这三种技术路线的市场空间和投资机会将进一步扩大。