創(chuàng)新驅(qū)動未來異質(zhì)結(jié)引領(lǐng)光伏技術(shù)發(fā)展

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250025 1、 HIT 具有高性能高潛力，或是下一代主流光伏電池技術(shù) 4 HYPERLINK l _TOC_250024 、 異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)高速發(fā)展，量產(chǎn)效率領(lǐng)先，更具產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢 4 HYPERLINK l _TOC_250023 、 異質(zhì)結(jié)電池工藝流程簡潔，擁有更高開路電壓 6 HYPERLINK l _TOC_250022 、 低溫度系數(shù)、無光衰為異質(zhì)結(jié)電池帶來長期發(fā)電優(yōu)勢 8 HYPERLINK l _TOC_250021 、 大硅片時代異質(zhì)結(jié)電池效率的優(yōu)勢將在組件端進(jìn)一步放大 9 HYPERLINK l _TOC_250020 2、 工藝優(yōu)化

2、路徑明確，設(shè)備、耗材國產(chǎn)化為量產(chǎn)做準(zhǔn)備 9 HYPERLINK l _TOC_250019 、 清洗制絨：從借鑒半導(dǎo)體 RCA 工藝到新型臭氧工藝 10 HYPERLINK l _TOC_250018 、 非晶硅薄膜沉積：主流的 PECVD 與性能優(yōu)異的 Cat-CVD 10 HYPERLINK l _TOC_250017 、 TCO 薄膜沉積：主流工藝為 PVD，靶材還有改善空間 11 HYPERLINK l _TOC_250016 、 絲網(wǎng)印刷：低溫銀漿的減量工藝和國產(chǎn)化是趨勢 12 HYPERLINK l _TOC_250015 3、 異質(zhì)結(jié)高效率享產(chǎn)品溢價，長期降本空間清晰 13 HY

3、PERLINK l _TOC_250014 、 異質(zhì)結(jié)相對 PERC 擁有一定溢價空間 13 HYPERLINK l _TOC_250013 、 異質(zhì)結(jié)電池降本路徑清晰，設(shè)備、輔材皆有下降空間 14 HYPERLINK l _TOC_250012 、 四大工藝環(huán)節(jié)：國產(chǎn)化為主要降本路徑 14 HYPERLINK l _TOC_250011 、 薄片化有望降低成本 16 HYPERLINK l _TOC_250010 、 設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)一步拉低成本 17 HYPERLINK l _TOC_250009 4、 異質(zhì)結(jié)處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前夜，降本增效是核心驅(qū)動力 18 HYPERLINK l _TOC_

4、250008 、 降本增效路徑明確 18 HYPERLINK l _TOC_250007 、 異質(zhì)結(jié)投資持續(xù)加碼 18 HYPERLINK l _TOC_250006 5、 異質(zhì)結(jié)技術(shù)受益標(biāo)的 19 HYPERLINK l _TOC_250005 、 捷佳偉創(chuàng)：電池片設(shè)備龍頭，持續(xù)受益光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展 19 HYPERLINK l _TOC_250004 、 邁為股份：絲網(wǎng)印刷設(shè)備翹楚，多點(diǎn)開花成長加速 20 HYPERLINK l _TOC_250003 、 通威股份：硅料電池雙環(huán)節(jié)龍頭，積極布局異質(zhì)結(jié)技術(shù) 20 HYPERLINK l _TOC_250002 、 山煤國際：煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展

5、，10GW 異質(zhì)結(jié)助力彎道超車 21、 東方日升：持續(xù)加碼異質(zhì)結(jié)，MBB 助力異質(zhì)結(jié)降低成本，結(jié)合 BIPV 前景更加廣闊 21 HYPERLINK l _TOC_250001 、 受益標(biāo)的盈利預(yù)測 22 HYPERLINK l _TOC_250000 6、 風(fēng)險(xiǎn)提示 23圖表目錄圖 1： PERC 因其性價比高于 BSF 普通電池，市場占有率快速提升 4圖 2： PERC 電池進(jìn)入成熟期，異質(zhì)結(jié)電池處于導(dǎo)入期與成長期的臨界區(qū)域 4圖 3： 異質(zhì)結(jié)電池實(shí)驗(yàn)室最高效率 20 年來快速增長，反超單晶硅單池并且潛力更大 5圖 4： 異質(zhì)結(jié)電池效率優(yōu)勢逐年凸顯 6圖 5： 異質(zhì)結(jié)電池是結(jié)構(gòu)對稱的雙面電

6、池 7圖 6： 異質(zhì)結(jié)電池制造工藝簡短僅四個主要環(huán)節(jié) 7圖 7： PERC 電池“鈍化+開槽”工藝降低了載流子復(fù)合同時增加了橫向運(yùn)輸損耗 7圖 8： 異質(zhì)結(jié)電池同時結(jié)合了 ITO 薄膜和 a-Si:H 薄膜的優(yōu)勢，獲得更高開路電壓 8圖 9： HIT 電池溫度系數(shù)更低 8圖 10： 異質(zhì)結(jié)電池核心工藝在于非晶硅薄膜沉積和 TCO 薄膜沉積 9圖 11： 異質(zhì)結(jié)電池主流清洗制絨為傳統(tǒng) RCA 法，新興方法為臭氧法 10圖 12： Cat-CVD 下，界面相比 PECVD 更加清晰 11圖 13： Cat-CVD 的 Ta 絲重復(fù)使用次數(shù)有限更換成本高 11圖 14： 銀漿成本是異質(zhì)結(jié)電池非硅成本

7、中最重要的部分 12圖 15： 預(yù)計(jì)多主柵技術(shù)的推廣將有效降低異質(zhì)結(jié)電池的銀漿消耗 13圖 16： 厚度 150m 的 PERC 電池具有較好平整度 16圖 17： 厚度 110m 的 PERC 出現(xiàn)嚴(yán)重的翹曲及失效現(xiàn)象 16表 1： 異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率比 PERC 高，同時工序少、技術(shù)難度、成本相對 IBC 技術(shù)更低 6表 2： 異質(zhì)結(jié)使得提升組件功率進(jìn)而降低 BOS 成本 14表 3： 同等 LCOE 水平下異質(zhì)結(jié)擁有一定溢價空間 14表 4： 清洗制絨環(huán)節(jié)有望國產(chǎn)化添加劑降低成本 15表 5： 非晶硅沉積降本空間較小 15表 6： TCO 靶材降本空間較大 15表 7： MBB、SWCT

8、 等新型絲網(wǎng)印刷技術(shù)可有效降低銀漿用量 16表 8： 細(xì)線化和薄片化可有效降低成本 16表 9： 東方日升 2.5GW 異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備投資額為 10 億元/GW 17表 10： 小批量產(chǎn)能的投產(chǎn)證明了異質(zhì)結(jié)電池效率高、良率高，設(shè)備國產(chǎn)化穩(wěn)步推進(jìn)中 19表 11： 隨著設(shè)備國產(chǎn)化推進(jìn)等因素推動成本降低，組件技術(shù)近一年來異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能投資明顯加速 19表 12： 受益標(biāo)的盈利預(yù)測 221、 HIT 具有高性能高潛力，或是下一代主流光伏電池技術(shù)、 異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)高速發(fā)展，量產(chǎn)效率領(lǐng)先，更具產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢光伏行業(yè)不斷發(fā)展，每次重大技術(shù)更迭都蘊(yùn)藏新的機(jī)會。我國光伏行業(yè)經(jīng)過 10 余年的發(fā)展，成本不斷下降，從

9、依賴補(bǔ)貼成長逐步進(jìn)入平價時代。成本下降的背后是不同技術(shù)路線的競爭與更迭。復(fù)盤光伏行業(yè)成長歷史，我們可以發(fā)現(xiàn)無論是晶硅路線取代薄膜路線成為主流，還是單晶硅片取代多晶硅片成為主流，最重要的原因是新技術(shù)的成本快速下降、性價比的快速提升。技術(shù)路線更迭的同時，主張不同技術(shù)路線的企業(yè)也面臨著不同命運(yùn)，引領(lǐng)新技術(shù)的企業(yè)成為新的光伏行業(yè)龍頭。異質(zhì)結(jié)技術(shù)過去由于設(shè)備昂貴等原因性價比不高未能成為主流的電池技術(shù)，但近年來在國內(nèi)光伏企業(yè)和設(shè)備企業(yè)的共同努力下，異質(zhì)結(jié)電池的成本不斷下降、效率穩(wěn)步提升，性價比進(jìn)一步提升。我們認(rèn)為異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)目前正處于大規(guī)模應(yīng)用的前夜。PERC 電池進(jìn)入成熟期，異質(zhì)結(jié)電池處于導(dǎo)入期與成長

10、期的臨界區(qū)域。S 型增長曲線最初是生物學(xué)中描述生物種群從發(fā)展到衰退的過程，后來經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究者們發(fā)現(xiàn)行業(yè)中新技術(shù)的發(fā)展也符合這一增長曲線。在導(dǎo)入量產(chǎn)前，會有大量和長期的基礎(chǔ)研究和實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)過長時間的技術(shù)積累、設(shè)備研發(fā)，企業(yè)界開始嘗試應(yīng)用新技術(shù)，但最初由于設(shè)備依舊處于優(yōu)化期、產(chǎn)業(yè)人士缺乏等原因，新技術(shù)的應(yīng)用推廣十分緩慢，這便是導(dǎo)入期。當(dāng)新技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品性價比超越原來的主流產(chǎn)品時，新技術(shù)會進(jìn)入快速推廣階段，也就是成長期。新技術(shù)的發(fā)展有其一定瓶頸，這一時期也稱之為成熟期。任何技術(shù)都不可避免地被更優(yōu)的新技術(shù)取代，最后進(jìn)入衰退期。從 PERC 技術(shù)取代 BSF 電池技術(shù)就符合這一增長規(guī)律。目前，PERC

11、 技術(shù)雖然還有提升空間，但是瓶頸也開始顯現(xiàn)，其正進(jìn)入成熟期。與此同時，異質(zhì)結(jié)技術(shù)經(jīng)歷了長期的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究，近年來也有不少企業(yè)開始量產(chǎn)化的準(zhǔn)備，其量產(chǎn)效率和性價比越來越高。我們認(rèn)為異質(zhì)結(jié)技術(shù)很可能正處于導(dǎo)入期和成長期的臨界區(qū)域，未來成長可期。圖1：PERC 因其性價比高于 BSF 普通電池，市場占有率快速提升圖2：PERC 電池進(jìn)入成熟期，異質(zhì)結(jié)電池處于導(dǎo)入期與成長期的臨界區(qū)域70%60%50%40%30%20%10%0%2015年2016年2017年2018年2019年P(guān)ERC市場占有率數(shù)據(jù)來源：CPIA、開源證券研究所資料來源：開源證券研究所近年來異質(zhì)結(jié)轉(zhuǎn)換效率突飛猛進(jìn)，逐步成為光伏行

12、業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)。異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)最早于 1974 年由三洋提出，1990 年三洋將本征非晶硅以薄膜形態(tài)呈現(xiàn)在異質(zhì)結(jié)電池中，并將電池效率提升至 15。以美國NERL 的光伏電池實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)換效率數(shù)據(jù)作為參照口徑，近 20 年來，單晶硅電池最高效率提升緩慢，而異質(zhì)結(jié)電池最高效率在快速提高，并在 2013 年超越單晶硅電池，2016 年純異質(zhì)結(jié)電池的最高效率已達(dá)到 26.7%，早已超過單晶硅電池最高效率。圖3：異質(zhì)結(jié)電池實(shí)驗(yàn)室最高效率 20 年來快速增長，反超單晶硅單池并且潛力更大資料來源：NERL、開源證券研究所更高的效率以及較少的工序使得異質(zhì)結(jié)未來更加適合產(chǎn)業(yè)化。目前的主流電池技術(shù)中，PERC 技術(shù)與傳

13、統(tǒng) BSF 技術(shù)相比僅增加了氧化鋁背鈍化和激光開槽兩道工藝，即利用場鈍化削弱了 BSF 背面直接與 Si 接觸帶來的載流子復(fù)合嚴(yán)重的問題，Voc（開路電壓）的極限從 685mV 提升為 690mV，效率提升 1%以上，而增加的投資在 1-2億元/GW，性價比的提升是 PERC 成為當(dāng)前主流技術(shù)的重要原因。但 PERC 電池背鈍化的 Al2O3/SiNx 均為介質(zhì)絕緣膜，需要激光開孔，載流子需要二維運(yùn)輸才能被金屬電極收集，這樣的工藝造成了橫向電阻輸運(yùn)損耗，Voc 難以突破 700mV，這也導(dǎo)致了電池效率難以有更高的突破。HIT 則使用非晶硅薄膜作為鈍化材料，實(shí)現(xiàn)載流子的一維運(yùn)輸，同時減少了少子向

14、金屬接觸區(qū)域遷移導(dǎo)致的復(fù)合損失，Voc 可提升至 730mV，電池效率提升空間更大。同時，異質(zhì)結(jié)電池與 IBC 電池相比，成本相對更低、工序極其簡單、設(shè)備成本相對更低，在當(dāng)前環(huán)境下更具備產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢。技術(shù)原理決定更廣闊的效率提升空間。由于異質(zhì)結(jié)電池采用薄膜沉積工藝，未來還有同 IBC 電池和鈣鈦礦電池結(jié)合的可能，目前看來最高效率可逼近晶硅理論上最高光電轉(zhuǎn)換效率 29，效率提升路徑比較明確。效率是光伏電池性能最重要的部分之一，更高的效率天花板和更明確的效率提升路徑?jīng)Q定了異質(zhì)結(jié)電池是未來的重要方向。在高效電池中，異質(zhì)結(jié)成本相對較低且降本路徑更明確，無衰減以及低溫度系數(shù)等優(yōu)越特性更是使在其在可預(yù)見的

15、未來十分有可能成為主流電池技術(shù)。電池類型P-Mono PERCN-PERTN-TOPConHITIBC現(xiàn)電池片量產(chǎn)效21.5 22.5%21.5-21.7%22.5%-23%22.5%-23.8%23.5%-24.5%現(xiàn)有產(chǎn)能約 63GW約 2.1GW約 2GW約 3.8GW約 1.5GW表1：異質(zhì)結(jié)電池量產(chǎn)效率比 PERC 高，同時工序少、技術(shù)難度、成本相對 IBC 技術(shù)更低率目前主要量產(chǎn)企業(yè)主流電池片廠商中來、林洋LG、REC、中來有機(jī)會從現(xiàn)有新產(chǎn)Panasonic、上澎、晉能、中智、鈞 石、通威SunPower、LG、黃河水電線升級量產(chǎn)性非常成熟已可量產(chǎn)少量量產(chǎn)已可量產(chǎn)少量量產(chǎn)技術(shù)難度容

16、易較容易難度很高難度高難度極高工序少較少多最少非常多設(shè)備投資少設(shè)備投資較少設(shè)備仍貴設(shè)備仍貴非常高優(yōu)點(diǎn)性價比高可從現(xiàn)有產(chǎn)線升級工序少效率高與現(xiàn)有產(chǎn)線 兼容性已有許多產(chǎn)能可用現(xiàn)有設(shè)備升級有機(jī)會由新產(chǎn)線升級量產(chǎn)難度高，效率完全不兼容幾乎不兼容與現(xiàn)有設(shè)備不兼目前問題后續(xù)提效路線 不明朗與雙面 P-PERC 相比沒有性價比優(yōu)勢提升空間可能略低于 HIT容，設(shè)備投資成本高。難度高、成本也遠(yuǎn)高于前述技術(shù)。資料來源：PVinfoLink、開源證券研究所圖4：異質(zhì)結(jié)電池效率優(yōu)勢逐年凸顯25.0%24.0%23.0%22.0%21.0%20.0%19.0%20192020 E2021 E2022 E2023 E2

17、025 EBSF P型多晶黑硅電池PERC P型多晶黑硅電池PERC P型鑄錠單晶電池 PERC P型單晶電池N-PERT/TOPCon 電池異質(zhì)結(jié)電池?cái)?shù)據(jù)來源：CPIA、開源證券研究所、 異質(zhì)結(jié)電池工藝流程簡潔，擁有更高開路電壓異質(zhì)結(jié)的工藝流程更為簡潔，獨(dú)特工藝是非晶硅薄膜沉積和 TCO 膜沉積。異質(zhì)結(jié)電池全稱為本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer），又稱 HIT、 HJT 或 SHJ 電池。其工藝流程十分簡潔，主要是清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO膜沉積以及絲網(wǎng)印刷四道工序。與需要 10 余項(xiàng)流程的 PERC+以及 TOPCo

18、n 相比， HJT 工藝流程相當(dāng)簡潔。而且其中清洗制絨和絲網(wǎng)印刷都是傳統(tǒng)硅晶電池的工藝， HJT 獨(dú)特的工藝在于非晶硅薄膜沉積以及 TCO 膜沉積。圖5：異質(zhì)結(jié)電池是結(jié)構(gòu)對稱的雙面電池圖6：異質(zhì)結(jié)電池制造工藝簡短僅四個主要環(huán)節(jié)資料來源：太陽電池基礎(chǔ)與應(yīng)用、開源證券研究所資料來源：新型太陽電池材料、器件、應(yīng)用、開源證券研究所從技術(shù)原理來看，HIT 擁有更低的載流子復(fù)合速率和更低的接觸阻抗造就了更高的開路電壓。獲得更高開路電壓的兩個重要條件是避免少數(shù)載流子與多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，同時還要降低電阻促進(jìn)多數(shù)載流子更有效運(yùn)輸。PERC 技術(shù)由于其不可避免的開槽工藝造成了多子橫向輸運(yùn)損耗，同時在開槽處金屬極

19、與 Si 局域接觸仍然有較高的復(fù)合。而 ITO 薄膜（氧化銦錫薄膜，TCO 薄膜中性能最好的材料）的特性是載流子復(fù)合速率高，但其接觸電阻率低，而非晶硅薄膜（a-Si:H）的特性是載流子復(fù)合速率低，但接觸電阻率高。異質(zhì)結(jié)電池中薄膜沉積的順序是非晶硅薄膜偏中間而 ITO 在最外層，這一順序決定了異質(zhì)結(jié)電池完美地結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，非晶硅薄膜在偏中間位置，當(dāng)光照到電池內(nèi)時，光生伏特效應(yīng)下產(chǎn)生了電子-空穴對，在 P-N 結(jié)內(nèi)建電場的作用下，電子向N 區(qū)定向移動，空穴則向P 區(qū)。以 P 區(qū)為例，這個過程中，在P 區(qū)靠近內(nèi)建電場處，由于本征激發(fā)的電子（P 區(qū)的少子）受內(nèi)建電場作用可能往 N 區(qū)移動

20、，P 區(qū)的電子和來自向 P 區(qū)定向移動的空穴就可能互相靠近發(fā)生復(fù)合。在異質(zhì)結(jié)電池中，可能發(fā)生復(fù)合的區(qū)域則沉積了非晶硅薄膜（a-Si:H），低載流子復(fù)合率的優(yōu)勢就發(fā)揮出來了，同時由于在內(nèi)部并沒有與金屬極接觸，高接觸電阻的劣勢并沒有顯現(xiàn)。光生伏特產(chǎn)生的電流導(dǎo)出到金屬電極則經(jīng)過 ITO 薄膜，此時 ITO 的低接觸電阻優(yōu)勢發(fā)揮出來。因此，異質(zhì)結(jié)電池?fù)碛懈叩霓D(zhuǎn)化效率。圖7：PERC 電池“鈍化+開槽”工藝降低了載流子復(fù)合同時增加了橫向運(yùn)輸損耗資料來源：太陽電池基礎(chǔ)與應(yīng)用、開源證券研究所圖8：異質(zhì)結(jié)電池同時結(jié)合了 ITO 薄膜和 a-Si:H 薄膜的優(yōu)勢，獲得更高開路電壓資料來源：黃河水電光伏技術(shù)資訊

21、、開源證券研究所、 低溫度系數(shù)、無光衰為異質(zhì)結(jié)電池帶來長期發(fā)電優(yōu)勢功率溫度系數(shù)和光衰問題是電池的重大問題。光伏電池的開路電壓對轉(zhuǎn)化效率有重要影響，在實(shí)際使用過程中，電池的效率不會一直保持最佳狀態(tài)。兩個重要的因素是功率溫度系數(shù)和光衰的問題。光伏組件在夏天的發(fā)電量更低就是因?yàn)楣β蕼囟认禂?shù)為負(fù)，而光伏組件的光衰問題則會導(dǎo)致每年發(fā)電量的遞減問題。夏季光伏組件表面可達(dá)到 60與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境相差 35，而組件的預(yù)期壽命長達(dá) 25 年，因此這兩個參數(shù)的差異在長期中將會放大，對光伏電站的收益將產(chǎn)生影響。根據(jù)梅耶博格的測算，即使電池效率同為 22%，異質(zhì)結(jié)電池相比 PERC 電池的發(fā)電量也可高出 12%。功率溫度系

22、數(shù)更低帶來更多發(fā)電增益。通常情況下，電池片溫度每升高 1，常規(guī)單晶電池的溫度系數(shù)為-0.42%，PERC 電池-0.37%，PERC 有所改善但幅度并不大。異質(zhì)結(jié)電池的溫度系數(shù)僅為-0.25%。異質(zhì)結(jié)電池本身的效率就更高，功率更高，而因高溫的功率損失卻更低，優(yōu)勢更為突出。當(dāng)考慮到光伏組件全生命周期時，發(fā)電增益的優(yōu)勢更為明顯。圖9：HIT 電池溫度系數(shù)更低常規(guī)單晶 常規(guī)多晶 單晶Perc 黑硅多晶N-pertIBCHIT0.00%-0.10%-0.20%-0.30%-0.40%-0.50%溫度系數(shù)數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、開源證券研究所異質(zhì)結(jié)電池采用 N 型硅片無衰減問題。硅原子的價電子個位數(shù)為

23、，當(dāng)摻雜價電子個數(shù)為的雜質(zhì)元素（磷）時形成 N 型硅片，當(dāng)摻雜價電子個數(shù)為的雜質(zhì)元素（硼、鎵）時形成 P 型硅片。PERC 電池采用 P 型硅片，傳統(tǒng)工藝為摻硼形成，新工藝為摻鎵形成。摻硼的工藝會導(dǎo)致形成硼氧復(fù)合體 BO-LID 進(jìn)而引起光衰現(xiàn)象，甚至 PERC單晶電池的首年衰減比光電轉(zhuǎn)化效率相對較低的多晶電池還高出 0.5%。而由于 N 型硅片摻磷，不存在硼氧復(fù)合體，由此導(dǎo)致的光衰幾乎可以忽略。、 大硅片時代異質(zhì)結(jié)電池效率的優(yōu)勢將在組件端進(jìn)一步放大大硅片時代將在組件端放大異質(zhì)結(jié)電池效率的優(yōu)勢。2019 年 6 月隆基股份發(fā)布了M6（166mm）硅片，2019 年 8 月中環(huán)股份發(fā)布了M12（

24、210mm）硅片，新一輪的硅片規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的變化啟動。2020 年 6 月隆基股份、晶澳科技、晶科能源等企業(yè)成立 182聯(lián)盟，致力于推動 182mm 硅片的量產(chǎn)化應(yīng)用，有助于大組件的量產(chǎn)。2020 年 7 月 16日，天合光能發(fā)布了最新一版的至尊組件，組件采用 210 硅片制成的 PERC 電池，版型為 6*10，同時采用了半片低溫?zé)o損切割、多主柵以及高密度裝封等技術(shù)，功率可達(dá) 600W。其中低溫?zé)o損切割技術(shù)和多主柵技術(shù)的推廣應(yīng)用都將有助于未來異質(zhì)結(jié)電池的應(yīng)用。此次天合光能的至尊組件在功率上能達(dá)到 600W 的新記錄主要是由于 210 硅片以及一系列組件端的新技術(shù)造就的，其所使用的電池片依舊是目前

25、主流的 PERC 電池片。值得注意的是，組件的功率等于組件中有效的電池片面積、太陽輻射強(qiáng)度以及電池效率之積。因此未來將異質(zhì)結(jié)電池替代 PERC 電池時將造就更大功率的組件，從而為終端投資者帶來更低的單瓦成本和度電成本。2、 工藝優(yōu)化路徑明確，設(shè)備、耗材國產(chǎn)化為量產(chǎn)做準(zhǔn)備薄膜沉積是異質(zhì)結(jié)工藝的核心。異質(zhì)結(jié)電池制造工藝主要是清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO 薄膜沉積和絲網(wǎng)印刷，其中核心工藝是非晶硅薄膜沉積和 TCO 薄膜沉積。由于高溫易使雜質(zhì)擴(kuò)散而影響非晶硅薄膜質(zhì)量，從而影響鈍化效果，異質(zhì)結(jié)電池制造過程采用低溫工藝，一般電池制造可能高達(dá) 800，而異質(zhì)結(jié)電池制造一般不超過 200。不僅僅是薄膜沉積

26、是低溫工藝，絲網(wǎng)印刷也采用低溫銀漿，這就保證了非晶硅薄膜的質(zhì)量。相對 PERC 工藝更為簡潔和精密，并借鑒半導(dǎo)體工藝。就 BSF 電池以及在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的 PERC 而言，其工藝流程步驟相對繁瑣，但異質(zhì)結(jié)電池的工藝僅四步。異質(zhì)結(jié)電池更多地借鑒了半導(dǎo)體工藝，在清洗制絨階段，使用半導(dǎo)體的 RCA 工藝。由于需要進(jìn)行薄膜沉積，異質(zhì)結(jié)電池工藝使用的 PECVD 和 CVD 也更為精密，更偏向半導(dǎo)體工藝。圖10：異質(zhì)結(jié)電池核心工藝在于非晶硅薄膜沉積和 TCO 薄膜沉積資料來源：太陽電池基礎(chǔ)與應(yīng)用、新型太陽電池材料、器件、應(yīng)用、開源證券研究所、 清洗制絨：從借鑒半導(dǎo)體 RCA 工藝到新型臭氧工藝異質(zhì)結(jié)電池

27、對硅片表面清潔度要求更高，主流清洗工藝為 RCA 工藝，新興工藝為臭氧清洗工藝。硅片經(jīng)過前期的工序加工后，表面可能受到有機(jī)雜質(zhì)、顆粒、金屬離子等沾污，在制作電池的第一步都是對硅片進(jìn)行清洗。同時為了增加對光的能量吸收以及提升鈍化效果，在硅片表面腐蝕出金字塔形貌以作為陷光結(jié)構(gòu)也非常重要。異質(zhì)結(jié)電池要形成高鈍化的a-Si:H/-Si(n)界面，硅面表面清潔度要更高，因此相比BSF和 PERC 電池而言，異質(zhì)結(jié)電池對清洗制絨的要求也會更高一些。清洗主流工藝為 RCA 法。RCA 法最早由美國Radio Corporation of America 研發(fā)用于半導(dǎo)體晶圓清洗工藝，該工藝包含 SC1 和 S

28、C2 兩個步驟，分別使用 NH4OH、H2O2和 HCl、H2O2。由于 NH4OH 和 H2O2 本身的揮發(fā)性較強(qiáng)，而 RCA 工藝溫度高于 60更是加劇了其揮發(fā)，從而引起更高的清洗成本。以臭氧為基礎(chǔ)的工藝則成為新的關(guān)注點(diǎn)，臭氧去離子水（DIO3）不僅可以更高效地去除有機(jī)雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)，同時減少化學(xué)品的消耗，而且不會產(chǎn)生含氮廢水。根據(jù)德國 Fraunhofer 研究所，臭氧清洗的異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)化效率比 RCA 最高可高出絕對值 0.45%。臭氧清洗工藝已于 2015 年開始在異質(zhì)結(jié)規(guī)模化生產(chǎn)中進(jìn)行推廣，但在國內(nèi)的應(yīng)用還不廣泛。圖11：異質(zhì)結(jié)電池主流清洗制絨為傳統(tǒng) RCA 法，新興方法為臭氧法資

29、料來源：Fraunhofer、開源證券研究所、 非晶硅薄膜沉積：主流的 PECVD 與性能優(yōu)異的 Cat-CVD異質(zhì)結(jié)電池制造工藝流程中非晶硅薄膜沉積的方法是化學(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition），主流方法是 PECVD 和 Cat-CVD?；瘜W(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition），是通過先將源氣體分解成高能粒子，從而在氣相和基體界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物形成薄膜的方法。PECVD 是等離子體增強(qiáng)化學(xué)的氣相沉積法，這種方法具備基本溫度低，沉積速度快，成膜質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。Cat-CVD 是催化化學(xué)氣相沉積，全稱為 Catalytic CVD，

30、因設(shè)備重要部件為 Ta 絲，又稱熱絲化學(xué)氣相沉積（HWCVD），不同于傳統(tǒng) CVD 的新型化學(xué)氣相沉積法。這兩種工藝都涉及到先把源氣體分解的步驟（在異質(zhì)結(jié)電池中源氣體為硅烷、乙硼烷和磷烷），PECVD 方法使用源氣體分子與電子之間的碰撞，即三維空間中各點(diǎn)之間的碰撞，而 Cat-CVD 方法使用氣體分子與催化劑主體表面之間的接觸。從這一角度來看，Cat-CVD 方法的潛力比 PECVD 大得多。但 Cat-CVD 在其大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用中存在著催化劑表面逐漸變性問題以及原料氣和催化劑種類組合等問題。目前 Cat-CVD 主要是日本企業(yè)在使用，而國際上的主流方法是 PECVD。Cat-CVD 工藝沉積

31、效果更佳，但設(shè)備運(yùn)行成本還有待優(yōu)化。由 Cat-CVD 工藝沉積的非晶硅/晶硅界面為 0.6nm，僅為 PECVD 的 1/3，對應(yīng)的少子壽命也更長，鈍化效果更好。這主要是由于 Cat-CVD 可更高效地分解H2，從而產(chǎn)生更高密度的氫原子對硅表面的懸掛鍵進(jìn)行鈍化，最終實(shí)現(xiàn)減少載流子復(fù)合，更好提升電池效率。此外，Cat- CVD 對于源氣體的利用率在 80%以上，而 PECVD 目前僅為 10%-20%，而且 Cat- CVD 理論上可在熱絲兩側(cè)同時沉積，生產(chǎn)速度更快。Cat-CVD 關(guān)鍵部件是 Ta 絲，長時間使用會出現(xiàn)老化問題，熱絲表面開裂使其電阻率和表面狀態(tài)發(fā)生變化。因此，Ta絲需要定期更

32、換，更換周期小于一個月，這增加了Cat-CVD 設(shè)備的運(yùn)行成本。未來需不斷改善工藝，延長熱絲壽命。而當(dāng)前非晶薄膜沉積的主流工藝還是 PECVD。圖12：Cat-CVD 下，界面相比 PECVD 更加清晰圖13：Cat-CVD 的 Ta 絲重復(fù)使用次數(shù)有限更換成本高資料來源：Fraunhofer、開源證券研究所資料來源：Fraunhofer、開源證券研究所國內(nèi)企業(yè)積極開發(fā)異質(zhì)結(jié)電池 PECVD 設(shè)備。PECVD 設(shè)備涉及到真空、發(fā)射和沉積系統(tǒng)、氣體監(jiān)控和控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及外腔系統(tǒng)，制造工藝復(fù)雜，過去一直被海外企業(yè)壟斷。國內(nèi)企業(yè)近年來積極投入研發(fā)，雖然目前主要還處于機(jī)械加工、集成層面，真空棒、

33、高壓管以及氣體分析儀等關(guān)鍵核心部件還需進(jìn)口，但國產(chǎn)化的嘗試和進(jìn)展已經(jīng)帶來了較大成本降低。目前國際上能提供適合異質(zhì)結(jié)制造低溫工藝的 PECVD設(shè)備供應(yīng)商有瑞士的梅耶博格、瑞士的 INDEOtec、美國的應(yīng)用材料、韓國的 Jusung。中國企業(yè)能提供異質(zhì)結(jié) PECVD 設(shè)備的有中國臺灣的精耀科技、中國大陸的理想能源、中國大陸的鈞石能源、中國大陸的捷造光電等企業(yè)。國內(nèi)理想萬里暉在 2018 年首批量產(chǎn) PECVD 設(shè)備下線，價格比國外進(jìn)口低 30%以上，產(chǎn)品性能也不輸國際一流設(shè)備。捷佳偉創(chuàng)也同愛康科技等電池廠商共同研發(fā) PECVD 設(shè)備。邁為股份則為通威提供了相關(guān)設(shè)備，正處于驗(yàn)證階段。、 TCO 薄

34、膜沉積：主流工藝為 PVD，靶材還有改善空間TCO 薄膜要有較好的導(dǎo)電性和透光性。TCO 薄膜存在的意義是在不影響光透射的情況下，以較小的接觸電阻導(dǎo)出電流。這是由于非晶硅薄膜可有效降低載流子復(fù)合速率，但又存在相對較高的接觸電阻導(dǎo)致的，在最外側(cè)沉積透光的TCO 薄膜則可結(jié)合兩者的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)更高的開路電壓和短路電流。因此，TCO 薄膜需滿足導(dǎo)電性和透光性好，同時為了保護(hù)非晶硅薄膜鈍化效果還要采用低溫工藝。TCO 薄膜沉積主流工藝主要有 PVD 和 RPD。PVD (Physical Vapor Deposition) 即物理氣相沉積，異質(zhì)結(jié)電池TCO 薄膜沉積工藝中指濺射鍍膜，其基本原理是輝光放電產(chǎn)

35、生的氬離子轟擊陰極靶材，靶材被濺射出來而沉積到基板表面。RPD (Reactiveplasma deposition)即反應(yīng)等離子體沉積，是由日本住友公司開發(fā)的一種低溫、低損傷 TCO 薄膜鍍膜工藝。RPD 設(shè)備可產(chǎn)生穩(wěn)定均勻的等離子體，超過 50eV 的高能粒子極少，因此對基板的轟擊刻蝕作用極低。RPD 技術(shù)制備的 TCO 薄膜結(jié)構(gòu)更加致密、結(jié)晶度更高、導(dǎo)電性和透光性更好。但目前住友公司對 RPD 核心設(shè)備具有壟斷優(yōu)勢，其成本相對較高,因此目前主流還是 PVD 工藝。摻雜物替代可改善 ITO 長波段寄生吸收，AZO 材料替代可有效降低 TCO 成本。常見的 TCO 材料是 ITO（氧化銦錫）

36、，即 SnO2 摻雜的 In2O3，但其在長波段光譜存在寄生吸收的現(xiàn)象，這會影響載流子遷移率。當(dāng)將摻雜物由 SnO2 替代為 Zn、Ti、Zr、 Mo 和 W 的氧化物以及與氫共摻雜時都能有效減少長波段寄生吸收，載流子遷移率可從 30cm2/(Vs）提升至 80 cm2/(Vs)，最高甚至可提升到 140 cm2/(Vs)。銦作為一種稀有金屬，其儲量有限且成本較高，從而造成 ITO 材料的成本較高。一種新的思路是用成本更低的 AZO (ZnO:Al)替代背面的 ITO。AZO 的遷移率僅 10 cm2/(Vs)，導(dǎo)電性劣于 ITO。由于電池背面的柵線更多，因此當(dāng)使用 AZO 替代背面 ITO

37、時，對電池的成本降低較多，而對電池效率的影響相對較小。PVD、RPD 設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)行中。PVD 設(shè)備主要由真空形成系統(tǒng)、發(fā)射源和沉積系統(tǒng)、沉積環(huán)境控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及傳統(tǒng)系統(tǒng)，目前國內(nèi)企業(yè)在發(fā)射沉積以及傳動系統(tǒng)已經(jīng)取得一定突破，而控制和監(jiān)控系統(tǒng)則受限于氣體分析儀和光功率計(jì)等設(shè)備的國產(chǎn)能力不足。目前行業(yè)的 PVD 設(shè)備供應(yīng)商有德國的馮阿登納，瑞士的梅耶博格，德國的新格拉斯和中國的鈞石能源、捷造光電、湖南紅太陽等。國內(nèi)捷佳偉創(chuàng)已獲得住友公司RPD 授權(quán)，正積極研發(fā)RPD 相關(guān)設(shè)備。、 絲網(wǎng)印刷：低溫銀漿的減量工藝和國產(chǎn)化是趨勢低溫銀漿是異質(zhì)結(jié)電池非硅成本中最重要的部分，占異質(zhì)結(jié)電池總成本的 24

38、%左右，占非硅成本的 46%左右。銀漿成本占比高的原因是低溫銀漿的價格高且用量大。異質(zhì)結(jié)電池的制作工藝一般不超過 200，所使用的銀漿為低溫銀漿，國內(nèi)低溫銀漿正處于起步階段，因此價格比常規(guī)電池和 PERC 使用的高溫銀漿要更高。在銀漿用量方面，P 型電池銀漿使用量約為 114.7mg/片，而異質(zhì)結(jié)電池的銀漿使用量目前高達(dá) 300mg/片，消耗量是 P 型電池的近 3 倍。因此減少銀漿的消耗量和低溫銀漿的國產(chǎn)化是降低異質(zhì)結(jié)電池成本的兩個重要方面。圖14：銀漿成本是異質(zhì)結(jié)電池非硅成本中最重要的部分其他成本, 11.89%靶材成本, 4.34%折舊成本, 12.30%硅片成本, 47.13%漿料成本

39、, 24.34%數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、開源證券研究所多主柵技術(shù)漸成主流，可直接有效降低異質(zhì)結(jié)電池銀漿消耗。柵線的主要作用是收集電流并進(jìn)行匯流，分為細(xì)柵線和主柵線。電池的正面柵線會遮擋一部分太陽光，越細(xì)的柵線遮擋越少，但同時也會造成更大的電阻，從而降低電池的填充因子，因此柵線設(shè)計(jì)需要平衡遮光和導(dǎo)電的關(guān)系。目前主流的主柵技術(shù) 5BB 技術(shù)（五主柵），市場占有率約為 79%，未來的方向是向 MBB（多主柵）發(fā)展。根據(jù)CPIA 數(shù)據(jù)，9BB 相比 5BB 電池片，銀漿用量可下降 25%。對于銀漿消耗量大的異質(zhì)結(jié)電池而言，多主柵具有更好的降本效果。此外，新的柵線設(shè)計(jì)方案對于降低銀漿消耗和銀替代也具有

40、重要意義，梅耶博格研發(fā)的 SWCT 技術(shù)即可將單片銀漿消耗降低到 100mg/片。圖15：預(yù)計(jì)多主柵技術(shù)的推廣將有效降低異質(zhì)結(jié)電池的銀漿消耗100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20192020E2021E2022E2023E2025E5主柵9主柵9主柵其他數(shù)據(jù)來源：CPIA、開源證券研究所國內(nèi)企業(yè)近年來積極研發(fā)低溫銀漿。目前異質(zhì)結(jié)電池制造企業(yè)使用的銀漿主要是國外進(jìn)口，價格在 8000-10000 元/kg。低溫銀漿的原材料主要是銀粉、溶劑、樹脂和添加劑。高溫銀漿在 600-800可以達(dá)到熔融狀態(tài)，但低溫銀漿的工藝溫度在 200以下，需要通過樹脂結(jié)合到一起，因此低溫

41、銀漿對銀粉的質(zhì)量要求很高。目前國內(nèi)銀粉質(zhì)量還有待提高。一些國內(nèi)企業(yè)看重異質(zhì)結(jié)電池潛力，近年來正在積極研發(fā)低溫銀漿且取得了一定的進(jìn)展，比如蘇州的晶銀和賀利氏。3、 異質(zhì)結(jié)高效率享產(chǎn)品溢價，長期降本空間清晰、 異質(zhì)結(jié)相對 PERC 擁有一定溢價空間異質(zhì)結(jié)較高的發(fā)電效率以及低衰減特性使得在 BOS 成本和 LCOE 兩端擁有溢價：異質(zhì)結(jié)電池?fù)碛懈叩陌l(fā)電效率和雙面性。目前異質(zhì)結(jié)發(fā)電效率相比 PERC 提升1%-1.5%，同時雙面率可以達(dá)到 95%以上，因此組件的綜合功率可以較 PERC 做的更大。而大功率組件可以帶來下游電站建設(shè)過程中和面積相關(guān)的 BOS 成本（例如土地、運(yùn)輸、安裝、樁基、支架等）的

42、攤薄。假設(shè) PERC 組件功率為 440W，異質(zhì)結(jié)組件為 470W，則根據(jù)我們測算可以帶來支架、線纜、土地及安裝費(fèi)等 BOS 成本 4.1 分/W的降幅?？勺兂杀卷?xiàng)目可變成本降幅（元/W）支架鋼材0.017支架安裝費(fèi)0.008光伏線纜0.003直流電纜0.009土地0.004合計(jì)0.041據(jù)來源：開源證券研究所表2：異質(zhì)結(jié)使得提升組件功率進(jìn)而降低 BOS 成本數(shù)異質(zhì)結(jié)抗光衰的特性使得異質(zhì)結(jié)組件在 LCOE 成本相對于 PERC 可以擁有較高的溢價。以目前異質(zhì)結(jié)的技術(shù)水平，首年衰減 0.5%，之后年均平均衰減為 0.2-0.3%，根據(jù)我們測算，在保持 LCOE 同等水平下，異質(zhì)結(jié)相比較 PERC

43、 擁有 0.25 元/W 溢價空間。綜合以上，我們認(rèn)為在目前技術(shù)水平下，異質(zhì)結(jié)相比較 PERC 擁有約 0.29元/W 溢價空間。表3：同等 LCOE 水平下異質(zhì)結(jié)擁有一定溢價空間異質(zhì)結(jié)PERC項(xiàng)目假設(shè)單位投資（元/W）4.354.1并網(wǎng)容量（MW)：200.00200.00項(xiàng)目總投（萬元）:87,000.0087,000.00貸款比例70%70%收入假設(shè)火電標(biāo)桿電價（元/kWh)：0.300.30補(bǔ)貼電價(元/kWh)：0.050.05利用小時數(shù)14001400棄光率00年衰減率第一年0.5%2.5%之后每年0.2%0.5%LCOE(元/W)0.28580.2855數(shù)據(jù)來源：開源證券研究所、

44、 異質(zhì)結(jié)電池降本路徑清晰，設(shè)備、輔材皆有下降空間、 四大工藝環(huán)節(jié)：國產(chǎn)化為主要降本路徑清洗制絨環(huán)節(jié)。主流工藝為 RCA 法，臭氧+雙氧水工藝在大批量生產(chǎn)驗(yàn)證后清洗效果較為穩(wěn)定，并且在去除氨氮工藝后污水處理與化學(xué)品成本大大降低，是現(xiàn)在最佳的清洗工藝。目前 HJT 電池制絨添加劑成本還是較高，原因在于主要還是靠進(jìn)口添加劑。但添加劑本身的成本非常低，目前國內(nèi)相關(guān)廠家也在研究制絨添加劑并已有所突破，預(yù)計(jì)清洗制絨環(huán)節(jié)成本降幅可達(dá) 80%以上。備注單片成本（元/pcs）化學(xué)品種類表4：清洗制絨環(huán)節(jié)有望國產(chǎn)化添加劑降低成本雙氧水+氨 氮臭氧+雙KOH H2O2 HNO3 HF HCl NH4OH 制絨添加劑

45、0.4-0.6主要以使用進(jìn)口添加劑為主，大小絨面對成本 影響較大清洗去氨氮與部分雙氧 水純臭氧工KOH H2O2 HF HCl 制絨添加劑臭氧 0.22-0.3氧 水成本大幅下降KOH H202 HF HCl 制絨添加劑臭氧量產(chǎn)廠商較少藝資料來源：光伏前沿、開源證券研究所非晶硅沉積。異質(zhì)結(jié)電池制造工藝流程中非晶硅薄膜沉積的方法是化學(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition），主流方法是 PECVD 和 Cat-CVD。非晶硅沉積主要考慮為薄膜均勻性、氫含量、光敏性，目前目前單片成本集中在 0.03-0.05 元，未來量產(chǎn) bom（元/pcs）NF3 清洗P 層I 層N 層

46、I 層工藝有望下降到 0.01-0.02 元。表5：非晶硅沉積降本空間較小相沉積射頻化學(xué)氣SiH4/H2/SiH4/H2/SiH4/H2/SiH4/H2/TMB相沉積CO2/CH4CO2/CH4/PH3CO2/CH4CO2/CH4/B2H6甚高頻化學(xué)SiH4/H2/SiH4/H2/SiH4/H2/SiH4/H2/TMB氣相沉積CO2/CH4CO2/CH4/PH3CO2/CH4CO2/CH4/B2H6熱絲化學(xué)氣SiH4/H2SiH4/H2/PH3SiH4/H2SiH4/H2/B2H6不使用 0. 01-0. 015Ar/NF3 0. 03-0. 04Ar/NF3 0.06-0.08資料來源：光伏

47、前沿、開源證券研究所TCO 膜制備?，F(xiàn)階段 TCO 制備工藝主要為 PVD 直流磁控濺射工藝與 RPD（反應(yīng)等離子體沉積）工藝。目前采用 PVD 方式成膜的企業(yè)較多，主要是 PVD 設(shè)備較為成熟，價格便宜，同時設(shè)備較為穩(wěn)定。同時 PVD 所使用的的靶材生產(chǎn)企業(yè)較多，基本不受專利限制，主要是 ITO 受制于日本住友專利。RPD 正/背面均需要 2 個 IWO/ICO 靶材，進(jìn)口靶材成本在 0.6-0.7 元/片，國產(chǎn)化后有望降到 0.2-0.3 元/片。遷移率 m2/v s效率成本（元 /pcs）靶材成本 （元/kg）靶材密度（g/cm3）靶材種類工藝方法表6：TCO 靶材降本空間較大PVDIT

48、O7. 127000. 4-0. 5a 35SCOT6. 835000. 45-0. 5a+0. 2% 80RPDIWO ICOIWO（國產(chǎn)） ICO（國產(chǎn)）托盤改進(jìn)4-4. 54-4. 54-4. 54-4. 54-4. 54-4. 5進(jìn)口 3200 0. 6-0. 7國產(chǎn) 2000 0. 2-0. 3國產(chǎn) 2000 0. 2-0. 3a+0. 4%a+0. 5%a+0. 4%a+0. 5%a+0. 6%a+0. 7%100130100130100130數(shù)據(jù)來源：光伏前沿、開源證券研究所絲網(wǎng)印刷。低溫銀漿是 HJT 電池成本中占比較大的一部分，目前 HJT 電池銀漿耗量大約是傳統(tǒng)電池的五倍，

49、因此降低低溫銀漿成本首先要降低銀漿用量；另外，低溫銀漿本身用的漿料多，含銀量也較高，所以成本更高一些，可與供應(yīng)商共同開發(fā)新產(chǎn)品以降低成本。目前通過結(jié)合多主柵、疊瓦等技術(shù)降低銀漿耗量，可以大幅降低低溫銀漿的成本，降幅大概在 50%-70%之間。表7：MBB、SWCT 等新型絲網(wǎng)印刷技術(shù)可有效降低銀漿用量低溫銀漿 單電池效率組件端效率銀漿成本 (元雙面增益 (相對于組件功率(W)耗(mg)5BB)/pcs)率5BB280-32023.1%01. 9-2. 190%330MBB170-20023.5%0.35%1. 1-1. 295%335SWCT10023.8%0.4%0. 6-0. 795% -

50、335數(shù)據(jù)來源：光伏前沿、開源證券研究所、 薄片化有望降低成本無應(yīng)力和低溫工藝使得異質(zhì)結(jié)電池更能接受硅片的薄化而不引起良率的下降，硅片可以做的更薄。更薄的 PERC 電池發(fā)生曲翹，不同厚度的 PERC 電池的各項(xiàng)參數(shù)對比，發(fā)現(xiàn)電池對長波部分的吸收隨著其厚度的減小而降低，進(jìn)而導(dǎo)致短路電流和轉(zhuǎn)換效率的降低。在電池厚度小于 110m 時，出現(xiàn)嚴(yán)重的翹曲及失效現(xiàn)象。由于異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)對稱，加上電池工藝最高溫度不超過 200C，其更易于實(shí)現(xiàn)在量產(chǎn)中使用薄化硅片。圖16：厚度 150m 的 PERC 電池具有較好平整度圖17：厚度 110m 的 PERC 出現(xiàn)嚴(yán)重的翹曲及失效現(xiàn)象資料來源：光伏領(lǐng)跑者創(chuàng)新論

51、壇資料來源：光伏領(lǐng)跑者創(chuàng)新論壇根據(jù)我們測算，以目前薄片（180m）和細(xì)線（50m）技術(shù)水平，薄片和細(xì)線每降低 5m/2m，在 2019 年基礎(chǔ)上可降低公司硅片環(huán)節(jié) 2.8pct/1.0pct 成本降低。表8：細(xì)線化和薄片化可有效降低成本硅片厚度/細(xì)線50m48m46m44m化180m0.0%1.0%2.1%3.1%175m2.8%3.9%4.9%6.0%170m5.7%6.8%7.9%9.0%165m8.7%9.9%11.0%12.1%數(shù)據(jù)來源：公司公告、開源證券研究所、 設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)一步拉低成本HJT 電池產(chǎn)線主要的專用設(shè)備是 CVD（化學(xué)氣相沉積）設(shè)備和 PVD 設(shè)備。相關(guān)設(shè)備最初是為平板

52、顯示行業(yè)設(shè)計(jì)的，沒有按照異質(zhì)結(jié)這種特定的技術(shù)來優(yōu)化和設(shè)計(jì)，所以可以聯(lián)合設(shè)備廠家進(jìn)行一些優(yōu)化，技術(shù)難度并不大，如 CVD 設(shè)備沉積腔里都不需要變，只要將一些傳輸設(shè)備及機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)能就可以翻倍，設(shè)備成本自然會攤?。籔VD 設(shè)備更不需要進(jìn)行大的改進(jìn)，設(shè)備國產(chǎn)化后就可以大幅降低成本。以東方日升 2019 年發(fā)布的 2.5GW HIT 電池項(xiàng)目設(shè)備投資為例，HIT 電池產(chǎn)線設(shè)備投資額為 10 億元/GW，其中清洗制絨設(shè)備占比 8%，非晶硅薄膜沉積設(shè)備（采用 PECVD）占比 40%，正面和背面 TCO 沉積設(shè)備（采用 RPD）占比 28%，絲網(wǎng)印刷等后段設(shè)備合計(jì)占比 26%。序號工序設(shè)備名稱臺套數(shù)

53、總價（萬元）表9：東方日升 2.5GW 異質(zhì)結(jié)電池設(shè)備投資額為 10 億元/GW單晶制絨表面清洗PECVD4P 型非晶硅沉積PECVD100,0005本征非晶硅沉積PECVD6N 型非晶硅沉積PECVD7正面 TCO 沉積RPD本征非晶硅沉積自動插片機(jī) 25單晶制絨設(shè)備 25RCA 清洗設(shè)備 25自動下料機(jī) 25自動上料機(jī) 2518,75025背面 TCO 沉積RPD2568,750絲網(wǎng)印刷機(jī)2543,75010低溫烘干低溫烘干機(jī)2511測試分選顏色、EL、IV 測試分選2518,750制氮系統(tǒng)、廢棄處理系統(tǒng)、電12其他輔助設(shè)備子天平、顯微鏡、反射率儀、四探針方阻測試、橢偏儀等-合計(jì)250,0

54、00絲網(wǎng)印刷自動下料機(jī) 25自動上料機(jī) 25資料來源：東方日升公告、開源證券研究所優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，縮短周期也可帶來成本降低，除了設(shè)備的單純制造產(chǎn)能外，降低資本支出的途徑還包括以下幾點(diǎn)：工藝反應(yīng)器的平行化、PECVD 和 PVD 的單個承載工藝、在線工藝和通過合理系統(tǒng)設(shè)計(jì)縮短工藝周期。例如，在 INDEPtec 的技術(shù)里，單個空腔承載允許硅片處在同一個承載上，前表面和背面 a-Si:H 可以同時進(jìn)行沉積，即縮小了空間又能實(shí)現(xiàn)自動化。4、 異質(zhì)結(jié)處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前夜，降本增效是核心驅(qū)動力、 降本增效路徑明確異質(zhì)結(jié)電池有比較明確的增效路徑。影響電池效率的三個關(guān)鍵指標(biāo)是開路電壓、短路電流和填充因子。由于

55、采用薄膜沉積工藝，作為襯底的 N 型硅片可以更薄的同時確保應(yīng)力均勻，從而保證低的破碎率。更薄的硅片不僅意味著成本的更低，也意味著硅基和非晶硅薄膜界面的性能，從而獲得開路電壓更高。此外，提高清晰制絨質(zhì)量、降低硅片表面損傷等也可以提高開路電壓。在提升短路電流方面，可以通過金屬銀電極布局優(yōu)化、TCO 材料改進(jìn)等方式。在提升填充因子方面，減少 TCO 材料電阻等方式可以減少有效電池串聯(lián)電阻。設(shè)備、靶材國產(chǎn)化，銀漿用量減少，降本正當(dāng)時。從過往的產(chǎn)線投資來看，每 GW 的投資在 8 億元左右，如果采用純進(jìn)口設(shè)備投資額將高達(dá) 10 億元/GW。在 PERC 和TOPCon 的生產(chǎn)中，也會用到 PECVD 這

56、一設(shè)備，但異質(zhì)結(jié)電池制造過程中，非晶硅的鈍化性能對溫度敏感，所以HIT 電池要求制備溫度低于 200 ，同時要求使用低溫銀漿，正是這一差異導(dǎo)致了設(shè)備研發(fā)的額外成本。隨著近兩年國內(nèi)設(shè)備企業(yè)對核心設(shè)備 PECVD 和PVD 的研發(fā)，異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線單 GW 投資成本已下降到 6-7 億元水平，未來還可能進(jìn)一步下降到 4-5 億元/GW 水平。除了設(shè)備問題，異質(zhì)結(jié)電池非硅成本中，銀漿成本占比達(dá)到了近 50%。而采取將細(xì)柵寬度從 60m 減少到 40m，將主柵工藝從五主柵改為九主柵，銀漿的用量將減少 30%，此外絲網(wǎng)印刷的分次和分步工藝也可減少銀漿的用量。而大硅片和薄片化的推進(jìn)也將進(jìn)一步壓縮異質(zhì)結(jié)的成本，異

57、質(zhì)結(jié)的性價比優(yōu)勢將會逐步凸顯。、 異質(zhì)結(jié)投資持續(xù)加碼異質(zhì)結(jié)技術(shù)高天花板高性能，很早就獲得行業(yè)內(nèi)外的注意。光伏行業(yè)過去的經(jīng)驗(yàn)表明，在新技術(shù)面前能夠抓住機(jī)遇的先發(fā)企業(yè)往往能實(shí)現(xiàn)彎道超車。為了進(jìn)一步提升電池效率，降低電池成本，不斷獲取競爭優(yōu)勢，尋找新一代的電池技術(shù)是光伏廠商的共同選擇。此時，憑借高轉(zhuǎn)化效率和出色性能表現(xiàn)，異質(zhì)結(jié)電池早在 2017 年開始走進(jìn)光伏行業(yè)的視野。根據(jù)光伏測試網(wǎng)的調(diào)研，2017 年異質(zhì)結(jié)公開產(chǎn)能為 1GW，而由于多種因素，實(shí)際產(chǎn)量僅 60MW，平均效率 22.7%，雖然產(chǎn)量小，但 22.7%的效率即使在 2020 年也可列入較高效率行列。經(jīng)歷早期探索后，近期異質(zhì)結(jié)投資持續(xù)加碼

58、。根據(jù)第二屆非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)論壇， 2019 年底實(shí)際運(yùn)行的異質(zhì)結(jié)產(chǎn)能已達(dá)到 800MW，雖然有部分試驗(yàn)產(chǎn)能退出生產(chǎn)，但產(chǎn)能產(chǎn)量已有較大的突破，電池效率則在 23.7%水平遠(yuǎn)超 PERC 電池。不同于 IBC 電池僅有黃河水電 200MW 產(chǎn)能，異質(zhì)結(jié)電池已接近 GW 級別的產(chǎn)能，2020 年異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能大概率超過 1GW，因此 2020 年也被稱為異質(zhì)結(jié)產(chǎn)業(yè)化元年。近一年來，通威股份、山煤國際、愛康科技、東方日升等企業(yè)相繼開始規(guī)劃和導(dǎo)入，累計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到數(shù)十吉瓦。此外，隆基股份、愛旭科技等企業(yè)也在研發(fā)上對異質(zhì)結(jié)技術(shù)進(jìn)行跟蹤準(zhǔn)備布局。隨著進(jìn)一步的降本增效，異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用有望迎

59、來快速增長。表10：小批量產(chǎn)能的投產(chǎn)證明了異質(zhì)結(jié)電池效率高、良率高，設(shè)備國產(chǎn)化穩(wěn)步推進(jìn)中廠家狀態(tài)產(chǎn)能電池效率良率清晰制絨非晶硅沉積TCO 薄膜沉積絲網(wǎng)印刷晉能滿產(chǎn)100MW23.27%98.50%YAC應(yīng)用材料/精曜精曜 RPD應(yīng)用材料中晉停產(chǎn)160MW22.80%98.50%Singulus（CAT-CVD）漢能停產(chǎn)600MW23%98%YAC理想能源非晶硅 PVD 設(shè)備改造應(yīng)用材料新日光滿產(chǎn)50MW23.50%99%YAC精曜精曜 RPD應(yīng)用材料成都通威批量100MW23.70%98%YAC/捷佳偉創(chuàng)理想能源/捷佳偉創(chuàng)（RPD）應(yīng)用材料/絲網(wǎng)印刷均石滿產(chǎn)600MW24%98YAC均石均石挪

60、威 RFC批量600MW24.30%96%梅耶博格梅耶博格邁為日本松下批量1GW23%96%YAC日本真空住友電工資料來源：第二屆非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)論壇（2019 年 12 月）、開源證券研究所表11：隨著設(shè)備國產(chǎn)化推進(jìn)等因素推動成本降低，組件技術(shù)近一年來異質(zhì)結(jié)電池產(chǎn)能投資明顯加速公司規(guī)劃產(chǎn)能投資額預(yù)計(jì)投產(chǎn)時間預(yù)期年銷售額薄膜沉積設(shè)備提供商山煤國際10GW東方日升2.5GW 電池，2.5GW 組件33 億元2021 年50 億元中利集團(tuán)1GW 電池及組件12 億元愛康科技1.32GW11.9 億元阿特斯中試線高登賽能源集團(tuán)1GW（高智能無人生產(chǎn)線）15 億元26 億元唐正能源500MW 異質(zhì)