20220804-国海证券-新兴光伏电池专题研究（一）_龙头引领下的量产元年_N型向左_P型向右_53页_4mb

新兴光伏电池专题研究总结

核心内容

光伏行业正处于技术快速迭代阶段，电池效率的提升是降低成本、增强经济性、推动产业发展的关键。N型和P型技术分别代表不同的发展方向，其中N型技术因高效率潜力和优异性能成为未来重点发展对象，而P型技术则通过结构创新开启新的升级路径。

主要观点

1. 电池效率与成本控制是核心
   电池转换效率是影响光伏系统整体成本的关键因素。降损提效是提升经济性的主要手段，通过减少光电转换过程中的电学和光学损失，可以显著提高电池效率。

2. N型技术快速崛起

   • TOPCon电池：基于钝化接触技术，具有高理论效率和良好的产线兼容性，已进入规模化量产阶段，具备较高的经济性。
   • HJT电池：异质结技术，理论效率接近晶硅极限，长期受成本制约，但降本路径清晰，已有多家企业进入GW级量产阶段。

3. P型技术结构创新

   • IBC电池：背接触结构，移除正面栅线，提高光照利用效率，适合分布式场景，随着技术成熟有望成为主流。

4. 技术路线多元化趋势明显
   随着光伏终端市场多样化，不同技术路线将并行发展，各具优势，未来将形成多元并存格局。

关键信息

技术发展与经济性

• 2010年以来，光伏发电成本下降超过85%，接近平价水平。
• 电池效率提升能有效降低单位面积成本，提升整体系统经济性。
• 未来技术迭代中，N型和P型技术将分别在提效和结构创新方面持续发展。

N型技术优势

• N型硅片具有更高的少数载流子寿命，有利于提高电池效率。
• N型电池在温度系数、弱光响应和抗衰减性能方面优于P型。
• N型硅片成本较高，但减薄和高效技术可降低单位成本。

P型技术创新

• IBC电池具有高发电能力，适合分布式光伏场景。
• P型技术通过结构优化（如背接触）可实现效率提升。

产业化进展

• TOPCon电池：已有晶科能源、天合光能、晶澳科技等企业建成大规模产线，量产效率突破24.5%。
• HJT电池：中来股份、一道新能等企业推进GW级量产，技术不断成熟。
• IBC电池：海外已有多代产品，国内企业也在积极布局。

重点企业与投资建议

• 龙头先行者：隆基绿能、晶科能源、天合光能、爱旭股份。
• 头部紧随者：晶澳科技、通威股份、东方日升。
• 新兴电池组件企业：中来股份、钧达股份、聆达股份、金刚玻璃、爱康科技、海泰新能。
• 产业链上下游企业：TCL中环、连城数控、苏州固锝、帝科股份。

投资建议

• 推荐评级：光伏电池技术升级将推动产业整体成长，建议关注具备技术优势和产业化能力的企业。
• 受益企业：掌握新技术制高点、具备良好成本控制能力、在分布式市场具有布局优势的企业。

风险提示

• 新技术进展不及预期
• 下游需求变化
• 供应链瓶颈
• 国内外政策影响
• 重点关注公司业绩不及预期

图表与数据

• 图1：不同技术路线光伏电池市占率趋势
• 图2：PERC电池实验室转换效率记录
• 图3：2010年以来光伏发电成本下降趋势
• 图4：未来光伏发电成本仍将持续下降
• 图5：国内集中式光伏系统成本构成
• 图6：光伏组件四大制造环节
• 图7：电池提效降本的核心逻辑
• 图8：光伏组件全制造链成本构成
• 图9：单晶与多晶实验室效率记录
• 图10：单晶硅片与多晶硅片占比变化
• 图11：国内分布式光伏占比
• 图12：国内双玻组件渗透率
• 图13：PN节及内电场形成示意
• 图14：光伏发电原理示意
• 图15：几种PN结制作方法示意
• 图16：传统BSF太阳能电池结构
• 图17：磷扩散工艺要求相对更低
• 图18：硅片厚度与转换效率关系
• 图19：硅片厚度情况
• 图20：晶体硅材料所能利用的太阳光谱范围
• 图21：传统晶硅电池在光电转化过程中的太阳光能量损失
• 图22：光伏电池转换效率的两类损失及转换效率公式
• 图23：硅表面悬挂键复合中心及氢钝化原理
• 图24：选择性钝化接触技术原理
• 图25：PERC电池结构
• 图26：硅片表面制绒与减反射膜作用原理
• 图27：MWT电池结构外观
• 图28：TOPCon电池结构及背面钝化接触提效原理
• 图29：不同选择性钝化技术组合后的电池理论转化效率
• 图30：TOPCon与PERC技术与工艺对比
• 图31：TOPCon工艺增加的部分核心设备及载具
• 图32：晶科能源多次打破N型电池效率世界纪录
• 图33：晶科能源TOPCon技术组件产品
• 图34：中来TOPCon电池技术组件
• 图35：一道新能“DAON”品牌N型高效组件
• 图36：LPCVD与PECVD制作膜层工作原理
• 图37：帝尔激光两步法激光SE专利技术要点
• 图38：隆基乐叶两步法激光掺硼专利技术要点
• 图39：TOPCon电池开路电压（Voc）损失分析
• 图40：晶科能源ISFH认证25.41%效率参数
• 图41：N型HJT电池基本结构
• 图42：HJT电池进化方向
• 图43：微晶硅膜层制作中晶化率与通氢比有关
• 图44：经典HJT电池制作工艺及PVD溅射原理
• 图45：激光转印制作大高宽比栅线原理
• 图46：一种HJT电池电镀铜电极方案
• 图47：华晟喜马拉雅系列异质结光伏组件
• 图48：金刚玻璃4.8GW异质结项目启动
• 图49：IBC电池基本结构
• 图50：FSF和FFE类型IBC结构对比
• 图51：FSF和FFE类型IBC少数载流子运输路径
• 图52：IBC电池的一种制作方法
• 图53：IBC电池的背面栅线结构示例
• 图54：IBC电池的串接方式示例
• 图55：分布式户用场景
• 图56：分布式工商业BIPV场景
• 图57：全球分终端场景光伏装机及占比
• 图58：国内分终端场景光伏装机及占比
• 图59：Maxeon公司IBC电池组件产品定位
• 图60：不同类型IBC电池转换效率进化情况
• 图61：一种HBC电池结构示例
• 图62：一种TBC电池结构示例
• 图63：一种部分叠加TOPCon技术的H-PBC电池
• 图64：两种异质结与钙钛矿结合的二层叠层电池示例

表格数据

• 表1：当前光伏制造环节主要技术发展情况
• 表2：组件主要制造环节产能情况
• 表3：隆基P型与N型单晶硅片规格参数对比
• 表4：N型晶硅电池组件与P型在温度系数、弱光响应和功率衰减方面的比较
• 表5：中环股份硅片P/N型硅片报价对比
• 表6：电池效率、硅片厚度及硅料价格变化下硅片硅成本变化情况
• 表7：太阳能电池效率参数及内电阻情况
• 表8：主流高效PERC电池技术中使用的表面钝化技术情况
• 表9：近年TOPCon电池实验室研发效率记录
• 表10：主要TOPCon相关电池企业产业化进展情况
• 表11：TOPCon与PERC成本比较测算的主要假设
• 表12：TOPCon与PERC技术一体化终端成本比较测算结果
• 表13：2022年来部分央国企光伏组件项目招中标情况
• 表14：N型与P型组件实际项目测算发电量增益及LCOE对比
• 表15：氧化层生长方法
• 表16：TOPCon掺杂多晶硅(n+-Poly-Si)层的主要制作方法对比
• 表17：近年大面积HJT电池实验室研发效率记录
• 表18：HJT电池核心步骤工艺方法比较
• 表19：HJT与PERC成本比较测算的主要假设
• 表20：HJT与PERC技术一体化终端成本比较测算结果
• 表21：主要HJT相关电池企业产业化进展情况
• 表22：SunPower公司IBC电池发展历程