光伏设备行业深度报告之电池产业分析.docx
光伏设备行业深度报告之电池产业分析目录1TOPCon电池：新一代电池片主流技术，迎产业化新机遇1.1. 核心优势：效率高、投资性价比高、发电性能优异31.2. 市场端：TOPCon溢价初显,下游厂商加速扩产81.3. 产业化进程：行业扩产规划超300GWlTOPCon最高效率突破26%132TOPCon设备：多技术并存，预计2023年市场空间359亿元152.1. 技术路径：LPCVD占据主流，PECVD有望成为新方向.152.2. 市场空间：预计2023年达359亿元，行业市值空间达1078亿元182.3. 竞争格局：行业百花齐放、多技术路线设备共存203重点推荐：聚焦光伏TOPCon电池环节的设备+制造优质企业213.1.金辰股份：光伏HJT和TOPCon设备均迈向头部2232捷佳伟创：光伏电池片设备龙头,受益新型高效电池产能扩张233.3. 海目星：光伏高效电池关键激光设备正式交付，光伏设备业务扬帆起航243.4. 帝尔激光：光伏激光设备龙头，从辅设备迈向核心主设备253.5. 上机数控：工业硅+硅料+硅片/硅片设备+N型电池一体彳以希缺标的274风险提示291TOPCon电池：新一代电池片主流技术，迎产业化新机遇TOPCon即隧穿氧化层钝化接触电池(TUnnelOxidePassivatedContact):由德国Frauhofer太阳能研究所于2013年首次提出。主流TOPCon电池采用N型硅片，首先在电池背面制备一层l-2nm的超薄氧化层，随后在氧化层上沉积一层多晶硅层,之后经过退火结晶加强钝化效果。原理：TOPCon电池核心结构由电池背面的超薄氧化硅层和重掺杂多晶硅层组成,二者共同形成钝化接触结构。超薄氧化层使多子电子隧穿进入多晶硅层的同时，可阻挡少子的空穴复合，进而使电子在多晶硅层横向传输被金属收集，极大降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升了电池效率。图1：TOPCon电池核心结构由超薄核化硅层和超推杂多晶硅层组成根电极辄化铝/氮化硅/氟化镁硼发射极.A。n型硅片纳米班化硅层取掺杂多晶硅化物银电极资料来源：中科院宁波材料所，浙商证券研究所1.1. 核心优势：效率高、投资性价比高、发电性能优异TOPCon具有转换效率高、与现有PERC产线可兼容、电池参数性能优异等优势，当前PERC提效面临瓶颈、HJT投资回报周期/成本下降仍需时间优化的背景，TOPCon是当下最具有发展空间的光伏电池技术之一。A优点一：光电转换效率高，提效潜力大DPERC电池转换效率已接近理论极限，提效空间有限。当前PERC电池平均量产效率为23.2%,理论转换效率极限为24.5%,量产效率已逼近其效率的理论极限，导致PERC电池效率很难再有大幅度提升。资料来源：CPlA,浙商证外研究所TOPCon HJT IBC图2：PERC电池仍为当前行业主流，2021年占比91.2%Iiiiiixu2w2Wms9r.20mBSFUP9OUWCoMBMMMR三MWTBOU资料来源：CPlA,浙商证外研完所2)TOPCon电池提效潜力巨大。TOPCon电池目前量产效率在24.5%-25%左右，实验室效率最高达到26.1%(由晶科能源于2022年实现)。据权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)测算,TOPCon理论极限效率为28.7%,高于HJT的理论极限效率27.5%,未来量产效率仍然有很大提升空间。表1：近年来nTOPCon电池转换效率不断刷新I时间公司转换效率技术路线I2019中来股份23.20%LPCVD2019MeyerBurger23.28%PECVD2019天合光能23.60%LPCVD2019品科能源24.20%LPCVD2019天合光能24.58%LPCVD2020晶科能源24.79%LPCVD2021晶科能源24.90%LPCVD2021隆基绿能25.09%LPCVD2021隆基绿能25.21%LPCVD2021晶科能源25.40%LPCVD2021中科院宁波所25.50%PECVD2022晶科能源25.70%LPCVD2022晶科能源26.1%LPCVD资料来源：拉普拉斯官网，浙商证券研究所整理3） TOPCon电池提效路径清晰。目前TOPCon量产效率与28.7%的理论极限效率相比仍有很大的优化空间，提效路径更为清晰明确。光伏电池提效方法主要有光学性能提升（如栅线变细、材料吸光性能优化）和电学性能改善（如钝化提升）两大类方法，以晶科能源为例，其效率优化路径以金属栅线宽度优化、金属复合提升、背面吸光优化、钝化优化、金属接触优化、硅片品质提升等几方面为主。图4：TOPCon提效路径清晰26.426.2%26.025.825.625.4、25.2%25.024.8%24.6%24.4%24.2%资料来源：ContinouslyEvolvingTech,晶科能源官网，浙商证券研究所优点二：TOPCon可基于PERC产线进行升级，单GW设备投资额低于HJTTOPCon与PERC产线具有兼容性，可基于PERC产线进行改造升级。相比PERC增加或替换的主要设备为硼扩散、用于隧穿氧化层及多晶硅层制备的设备(LPCVD.PECVD),其余环节基本与PERC产线兼容。目前新建PERC产线的设备投资额为1.2-1.5亿元/GW,新建TOPCOn产线设备投资额为1.8-2.3亿元/GW,新建HJT产线设备投资额为4亿元/GW。从PERC升级至TOPCon则设备投资额为0.6-0.8亿元/GW,能有效降低设备投资成本。图5：TOPCon可基于PERC产线进行升级资料来源：中科院宁波材料所，拉普拉斯官网，公开资料整理，浙商证券研究所优点三：TOPCON电池参数性能优异,可提升全周期发电量1)高双面率：TOPCon双面率可达80%+,PERC为70%左右。大基地项目由于地域辽阔，地面反射率较高（通常可达30%）,因此在大基地项目中使用具备高双面率的N型组件发电增益更为明显。根据晶科能源计算，在标准工况及平均地面反射率条件下，传统PERC组件因双面率带来的发电增益约为9.45%,而N型组件因双面率带来的发电增益约为11.48%图6：TOPCoN相较PERC电池具有更高的双面率特点资料来源：晶科能源官网，浙商证券研究所2）低衰减率：N型电池硅片基底掺磷，无硼-氧对形成复合中心对电子捕获的损失,几乎无光致衰减。TOPCon组件首年衰减率约1%（PERC约2%）,首年后年均衰减率约0.4%（PERC约0.45%相较于传统PERC组件,N型组件功率质保可达30年并保证30年后输出功率不低于原始输出功率的87.40%o图7：TOPCon具有低衰减率的特点资料来源：晶科能源官网，浙商证券研究所3)低温度系数：根据晶科能源发布的产品白皮书，P型组件的温度系数为-0.35%°C,N型ToPCon组件优化温度系数至-0.30%°C,在高温环境下发电量尤为突出。1.2.市场端：TOPCon溢价初显,下游厂商加速扩产溢价端：主要由BOS成本摊薄+低衰减带来的发电量的提升形成。据PVInfoIink报价(截至2022年10月)，目前TOPCon(M10/G12)电池当前价格约在1.41-1.45元/W,较传统PERC(M10/G12)电池(1.33-1.34元/W)高出7分1毛2/W的溢价，较成本端的上升已初具性价比。1)BOS成本摊薄带来的溢价约0.03元/W:BOS成本指除了光伏组件以外的系统成本，主要由逆变器、支架、电缆等机电设备与安装成本、建筑工程、项目建设等部分构成。TOPCon效率提升使得单位面积对应的瓦数提升，从而单瓦对应面积的BOS得到摊薄,支架、安装、直流电缆、发电场建筑工程、项目建设用地费等均有不同程度节约，BOS成本比PERC减少约0.03元/W。名林N型182560WP型18254OW1.值机电设备及安装发电谩备及安装组件2.0001.850支架0.2860.297-0.011安装0.0830.086-0.003汇流及变配电设备与安装箱变0.1020.102逆变器0.1210.121集电线路直流电境0.0660.069-0.003交流电境及其他0.2940.294升压站变配电谀备及安装0.0900.090控制保护设备及安装工程0.0650.065其他设备及安装工银0.0110.011建筑工程发电场工作基础0.1760.182-0.006其它0.1080.108其它虚筑工程0.0970.097其他费用项目建设用地费0.2310.237-0.006项目建设管理费0.0940.094勘察设计及其它0.0440.044基本预备费0.0760.076IK）KV送出及接入0.1500.150BOS2.0942.123-0.029资料来源：光伏盒子，淅商证券研究所终理2）低衰减率带来的发电量的提升形成的溢价：与PERC相比，TOPCon具有低衰减率的优势，TOPCon组件首年衰减率约1%（PERC约2%）,首年后年均衰减率约0.4%（PERC约0.45%我们测算在假设TOPCon和PERC组件具有相同功率的背景下，按照全生命周期25年发电，TOPCon组件全生命周期发电量较PERC提升6%以上。«3«受益于低衰减，同效率基础上'T。PCon组件25年全生命周期总发电较PERC组件提升6%以上短件发电量计算P-PERCTOPCon年份年初妲件密量年未扭件军量年蛆件平均效率年发电*年初姐件客量年末妲件客量年姐件平均效率年发电量1100.00%98.00%99.00%414414100.00%99.00%99.50%416507298.00%97.55%97.78%40928698.00%97.60%97.80%411458397.55%97.00%97.28%40215597.60%97.15%97.38%404705497.00%96.45%96.73%39291397.15%96.70%96.93%396222596.45%95.90%96.18%38170196.70%96.25%96.48%386117695.90%95.35%95.63*36868996.25%95.80S96.03%374514795.35%94.80%95.08%35407295.80%95.35%95.58%361557894.80%94.25%94.53%338067
