光伏行業(yè)：N型光伏電池開啟元年發(fā)展

1、重點公司估值和財務(wù)分析表最新最近股票簡稱股票代碼貨幣評級收盤價報告日期（元/股）2019E2020E2019E2020E2019E2020E2019E2020E隆基股份601012.SHCNY33.902020/01/17 買入38.571.341.6825.3020.1813.4610.2421.6%23.2%通威股份600438.SHCNY18.972020/02/12 買入17.270.740.9624.6419.3612.368.9216.7%17.7%陽光電源300274.SZCNY13.752019/10/29 買入12.600.630.7621.8318.0913.4211.48

2、10.5%11.3%正泰電器601877.SHCNY29.202019/10/25 買入35.101.952.3114.9712.649.468.1417.0%17.6%晶盛機電300316.SZCNY28.402020/02/12 買入13.250.530.8253.5834.6323.8118.3914.4%16.0%福斯特603806.SHCNY51.942019/12/19 買入561.471.8835.3327.6327.8122.6212.2%13.5%合理價值EPS(元)PE(x)EV/EBITDA(x)ROE(%)數(shù)據(jù)來源：Wind、廣發(fā)證券發(fā)展研究中心備注：表中估值指標(biāo)按照最

3、新收盤價計算目錄索引 HYPERLINK l _TOC_250010 一、電池技術(shù)原理和發(fā)展路徑 5 HYPERLINK l _TOC_250009 （一）光伏電池技術(shù)原理 5 HYPERLINK l _TOC_250008 （二）光伏電池技術(shù)發(fā)展路徑 6 HYPERLINK l _TOC_250007 二、N 型電池和N 型電池的種類 10 HYPERLINK l _TOC_250006 （一）為什么N 型是光伏電池的發(fā)展方向 10 HYPERLINK l _TOC_250005 （二）N 型光伏電池的種類 11 HYPERLINK l _TOC_250004 三、關(guān)注HJT 和TOPCON

4、 技術(shù)的發(fā)展 13 HYPERLINK l _TOC_250003 （一）TOPCON 電池技術(shù)情況 13 HYPERLINK l _TOC_250002 （二）HJT 電池技術(shù)情況 15 HYPERLINK l _TOC_250001 四、我們的觀點 19 HYPERLINK l _TOC_250000 五、風(fēng)險提示 20圖表索引圖 1：光伏電池工作原理 5圖 2：光伏電池技術(shù)發(fā)展路徑 6圖 3：常規(guī)鋁背場電池生產(chǎn)流程圖 7圖 4：PERC 電池和常規(guī)鋁背場電池對比 8圖 5：PERC 電池生產(chǎn)流程 9圖 6：PERC 電池產(chǎn)能情況（單位：GW） 9圖 7：NREL 全球太陽能電池轉(zhuǎn)化效率（

5、實驗室） 10圖 8：PERC 電池結(jié)構(gòu) 12圖 9：TOPCon 電池結(jié)構(gòu) 12圖 10：HJT 電池結(jié)構(gòu) 12圖 11：IBC 電池結(jié)構(gòu) 13圖 12：TOPCon、PERC 和 BSF 電池生產(chǎn)工藝 14圖 13：中來股份 TOPCon 電池產(chǎn)能情況（單位：GW） 14圖 14：HJT 電池的發(fā)展歷程 16圖 15：HJT 電池生產(chǎn)工藝 17圖 16：PERC 電池成本結(jié)構(gòu) 18圖 17：HJT 成本結(jié)構(gòu) 18圖 18：HJT 降本增效路線 18圖 19：HJT 電池工藝和設(shè)備需求 19表 1：不同電池結(jié)構(gòu)和制備工藝 7表 2：鋁背場電池工藝流程及相關(guān)設(shè)備 8表 3：P 型硅電池和N 型

6、硅電池比較 11表 4：N-TOPCon 產(chǎn)品價值分析 15表 5：HJT 產(chǎn)能投放情況（單位：MW） 17表 6：光伏產(chǎn)業(yè)鏈港股和美股可比公司PE 估值情況 20一、電池技術(shù)原理和發(fā)展路徑光伏效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。太陽能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。從光伏電池的發(fā)展歷程來看，經(jīng)歷了BSF電池和PERC電池，在PERC電池成為行業(yè)標(biāo)配之后，N型電池以更高的轉(zhuǎn)化效率和更好的溫度系數(shù)等優(yōu)點成為電池技術(shù)發(fā)展的方向，多家企業(yè)也增加了在N型電池技術(shù)路線上的研發(fā)投入和產(chǎn)能投放。（一）光伏電池技術(shù)原理光伏效應(yīng)是光生伏特效應(yīng)的簡稱，

7、是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。太陽能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。當(dāng)前，光伏效應(yīng)主要是應(yīng)用在半導(dǎo)體的PN結(jié)上，把輻射能轉(zhuǎn)換成電能。P型區(qū)中含有較多的空穴，而N型區(qū)中含有較多的電子，當(dāng)硅片在受光過程中，帶正電的空穴往P型區(qū)移動，帶負(fù)電的電子往N型區(qū)移動，在接上連線和負(fù)載后，就形成電流。圖1：光伏電池工作原理數(shù)據(jù)來源：百度百科，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心電池效率公式：開路電壓短路電流填充因子太陽能電池效率=電池面積光照幅度*100%開路電壓：電池的正極電極電勢與負(fù)極的電極電勢之差短路電流：外電路短路時，從P端流出經(jīng)由外電路從N端流入的電流

8、稱為短路電流。填充因子：是個數(shù)學(xué)參數(shù)所以提高光伏電池的效率就集中在：增強開路電壓；提高短路電流；控制填充因子，且以前兩個為主。電池輸出功率公式：電池功率=電池面積*電池效率*平方米太陽光能量（一般取1000W）例如：5.3W電池片一般取電池面積為0.156m*0.156m電池效率取PERC轉(zhuǎn)化效率為22.3%平方米太陽光能量為1000W 1000*0.156*0.156*22.3%5.3W在這里需要明確的是，硅片并沒有輸出功率，硅片主要通過電阻率、少子壽命和對于光的吸收效率等因素為電池效率做出貢獻。而在硅片上，通過不同的摻雜工藝以及擴散工藝，將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作在硅片上，形成PN結(jié)。在

9、這個交界處形成電子和空穴的濃度差，在太陽能輻射的作用下，形成電流。（二）光伏電池技術(shù)發(fā)展路徑光伏電池發(fā)展經(jīng)歷了BSF電池（鋁背場電池），PERC電池（發(fā)射極鈍化和背面接觸電池）和N型電池三種技術(shù)發(fā)展路線。其中，傳統(tǒng)單晶和多晶電池主要技術(shù)路線為鋁背場技術(shù)（Al-BSF），目前P型單晶的電池技術(shù)主要是PERC工藝路線， N型單晶的新型技術(shù)路線包括PERT（可以進一步升級為TOPCon）、HJT、IBC等路線。2015年之前，鋁背場電池是最主流的電池，市占率超過90%。2015年以后，隨著單晶成本的不斷降低，電池效率的不斷提升和設(shè)備國產(chǎn)化的快速推進，PERC電池快速崛起，根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù)，預(yù)計20

10、19年年底PERC電池的產(chǎn)能超過110GW且產(chǎn)能還在持續(xù)的擴張中。而從2019年到2020年，光伏電池技術(shù)發(fā)展的一個重要方向就是多個企業(yè)加大了N型電池的投入規(guī)模，其中部分企業(yè)公布了HJT電池的投入計劃，部分企業(yè)試圖在TOPCon電池領(lǐng)域?qū)で笸黄?。從目前的情況來看，2020年是N型光伏電池技術(shù)的元年。圖2：光伏電池技術(shù)發(fā)展路徑數(shù)據(jù)來源：索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心電池片技術(shù)創(chuàng)新是為了追求更高的光電轉(zhuǎn)化效率。從電池的發(fā)展路徑來看，P型光伏電池主要發(fā)展路線是：Al-BSF鋁背場到PERC單面再到PERC雙面。N型高效電池技術(shù)發(fā)展路線是：PERT發(fā)展到TOPCon；HJT發(fā)展到HBC；IBC發(fā)展到

11、疊加 HJT或TOPCon技術(shù)。其中，PERC、PERT、TOPCon幾種新型技術(shù)與傳統(tǒng)的Al-BSF生產(chǎn)流程類似，屬于漸進式創(chuàng)新，而HJT和IBC技術(shù)制作流程和傳統(tǒng)電池的制作流程差別較大，屬于革命性創(chuàng)新。表 1：不同電池結(jié)構(gòu)和制備工藝名稱不同電池結(jié)構(gòu)和制備技術(shù)AL-BSF鋁背場電池（Aluminium back surface field）為改善太陽能電池的效率，在 PN 結(jié)制備完成后，在硅片的背光面沉積一層鋁膜，制備P+層，稱為鋁背場電池。PERC發(fā)射極鈍化和背面接觸（Passivated emitter and rear contact）利用特殊材料在電池片背面形成鈍化層作為背反射器，增

12、加長波光的吸收，同時增大 PN 極間的電勢差，降低電子復(fù)合，提高效率。PERT發(fā)射極鈍化和全背面擴散（Passivated emitter rear totally diffused）PERC 技術(shù)的改進型，在形成鈍化層基礎(chǔ)上進行全面的擴散，加強鈍化層效果。TOPCon隧穿氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivated Contact）在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)。HJT/HIT具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)（Heterojunction with intrinsic thin layer）在電池片里同時存在晶體和非晶體級別的硅，非

13、晶硅的出現(xiàn)能更好地實現(xiàn)鈍化效果。IBC交指式背接觸（Interdigitated back contact）把正負(fù)電極都置于電池背面，減少置于正面的電極反射一部分入射光帶來的陰影損失。數(shù)據(jù)來源：捷佳偉創(chuàng)招股說明書，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心Al-BSF（常規(guī)鋁背場電池）指在PN結(jié)制備完成后，在硅片的背光面沉積一層鋁膜，制備P+層的光伏電池。鋁背場的作用有：表面鈍化，降低背表面復(fù)合速率；作為背反射器，增加光程，提高短路電流；作為電極輸出端。Al-BSF鋁背場電池片生產(chǎn)工藝包括制絨清洗、擴散制結(jié)、蝕刻、制備減反射膜、印刷電極、燒結(jié)及自動分選七道工序，各道工序采用自動化程度較高的生產(chǎn)設(shè)備。除此之外，晶體硅

14、太陽能電池生產(chǎn)過程中還涉及其他非關(guān)鍵的自動化等設(shè)備，如自動化裝卸片機和自動化上下片機、硅片清洗設(shè)備等。圖3：常規(guī)鋁背場電池生產(chǎn)流程圖數(shù)據(jù)來源：捷佳偉創(chuàng)招股說明書，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心Al-BSF鋁背場光伏電池片制造環(huán)節(jié)需要用到六大設(shè)備，這些設(shè)備均有國內(nèi)供應(yīng)商。其中，捷佳偉創(chuàng)是電池片設(shè)備商龍頭（核心產(chǎn)品包括制絨清洗設(shè)備、擴散設(shè)備和管式PECVD），邁為股份是絲網(wǎng)印刷設(shè)備龍頭，羅伯特科是自動化設(shè)備的領(lǐng)先企業(yè)。表 2：鋁背場電池工藝流程及相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)工序內(nèi)容關(guān)鍵工藝設(shè)備制絨清洗用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或堿）溶液將硅片表面切割損傷層除去；再用化學(xué)溶液對硅片進行化學(xué)處理，在硅片表面制備出用于

15、減反射絨面；最后進行干燥處理。制絨清洗設(shè)備擴散制結(jié)把硅片放在管式擴散爐的石英容器內(nèi)，在高溫下使用氮氣將摻雜物質(zhì)帶入石英容器進行反應(yīng)。經(jīng)過一定時間，摻雜物質(zhì)通過硅原子之間的空隙向硅片內(nèi)部滲透擴散，形成 PN 結(jié)。擴散爐蝕刻通過化學(xué)腐蝕法去除摻雜后的硅片邊緣的 PN 結(jié)和表面的磷硅玻璃層?？涛g設(shè)備制備減反射膜通過在電池正面生長減反射膜減少光的反射。PECVD印刷電極通過絲網(wǎng)印刷制備前后電極。絲網(wǎng)印刷設(shè)備燒結(jié)通過高溫?zé)Y(jié)形成良好的歐姆接觸?？焖贌Y(jié)爐自動分選對不同轉(zhuǎn)換效率的電池片進行分檔。自動分選機數(shù)據(jù)來源：捷佳偉創(chuàng)招股說明書，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心Al-BSF（常規(guī)鋁背場電池）鋁背層的紅外輻射光只有

16、60-70%能被反射，產(chǎn)生較多光電損失，因此在光電轉(zhuǎn)換效率方面具有先天的局限性。PERC技術(shù)通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化疊層三氧化二鋁和氮化硅（Al2O3+SiNx），產(chǎn)生更多反射光增加額外電流，可以較大程度減少這種光電損失。PERC，即發(fā)射極鈍化和背面接觸（Passivated emitter and rear contact），利用特殊材料在電池片背面形成鈍化層作為背反射器，增加長波光的吸收，同時增大P-N極間的電勢差，降低電子復(fù)合，提高效率。PERC不僅可以做成單面，還可以做成雙面電池。2016年以來，在設(shè)備不斷國產(chǎn)化和成本降低，工藝不斷成熟的情況下，逐漸成為市場的主流。圖4：PERC電池

17、和常規(guī)鋁背場電池對比數(shù)據(jù)來源：TaiyangNews，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心PERC工藝主要在常規(guī)電池生產(chǎn)工藝中增加了兩道額外工序，一是沉積背面鈍化疊層（增強背面鈍化反射能力），二是背面鈍化層激光開槽（打通鈍化疊層形成電學(xué)通路）。PERC電池不需要另開生產(chǎn)線，在常規(guī)電池生產(chǎn)流程中增加兩道工序即可完成升級，需要增加的設(shè)備是背部鈍化設(shè)備（PECVD）和激光開槽設(shè)備。近幾年，PERC產(chǎn)能快速擴張過程中，PECVD和激光開槽設(shè)備業(yè)績彈性最大。PERC設(shè)備基本國產(chǎn)化，PECVD主要由捷佳偉創(chuàng)、北方華創(chuàng)等公司供應(yīng)，激光開槽設(shè)備主要由帝爾激光等公司供應(yīng)。圖5：PERC電池生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)來源：TaiyangNew

18、s，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心從PERC電池產(chǎn)能來看，根據(jù)SOLARZOOM等機構(gòu)的數(shù)據(jù)，2018年底全球 PERC電池產(chǎn)能接近60GW。根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù)，預(yù)計到2019年年底PERC電池產(chǎn)能將超過110GW，2020年P(guān)ERC電池的產(chǎn)能還處在持續(xù)擴張中。2018年BSF鋁背場電池仍占據(jù)大部分市場份額，但較17年的83%已下降23個百分點至60%。隨著效率的提升、成本的下降和規(guī)模的擴張，預(yù)計2019年P(guān)ERC電池占比將大幅超過BSF電池至80%以上成為絕對的主流，2020年將100%是PERC電池產(chǎn)能。圖6：PERC電池產(chǎn)能情況（單位：GW）1401201008060402002015201620

19、1720182019H12019E2020EPERC電池產(chǎn)能（GW）PERC電池出貨量（GW）數(shù)據(jù)來源：CPIA，PVInfoLink，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心目前來看，單晶PERC產(chǎn)能已經(jīng)成為行業(yè)的標(biāo)配，且單晶PERC的效率也已經(jīng)到22.5%-23%這樣一個比較極限的水平，而再次提升效率就需要采用新技術(shù)，包括采用新的N型的襯底，增加鈍化解除面積等，N型電池技術(shù)逐漸成為行業(yè)關(guān)注的方向。目前來看，N型電池技術(shù)主要包括TOPCon（隧穿氧化鈍化）、HJT（異質(zhì)結(jié)）和IBC（背接觸）。而在N型電池發(fā)展的方向中，TOPCon和HJT成為行業(yè)關(guān)注的重要方向。圖7：NREL全球太陽能電池轉(zhuǎn)化效率（實驗室）數(shù)據(jù)

20、來源：NREL，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心二、N 型電池和 N 型電池的種類現(xiàn)有主流的單晶電池采用的是PERC結(jié)構(gòu)，其主要是通過氧化層代替鋁背場減少載流子在電池表面復(fù)合速率從而提高電池轉(zhuǎn)化效率。隨著PERC電池逐漸接近其效率極限，同時光伏行業(yè)對于進一步提高電池效率的需要，N型電池則成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。從工藝的角度來看，N型硅片作為襯底具有更高的少子壽命且無光致衰減，同時，隨著表面鈍化技術(shù)的改善與提高，N型電池效率在快速提升。從電池的結(jié)構(gòu)看來，主流的N型電池主要包括PERT（PERL）、TOPCon、HJT和IBC等。從產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，Topcon和HJT電池技術(shù)因各自獨特的電池結(jié)構(gòu)及較高的轉(zhuǎn)化效

21、率，是市場關(guān)注的重點。（一）為什么 N 型是光伏電池的發(fā)展方向在前面的章節(jié)里描述了光伏電池主要的技術(shù)原理。在這里，需要進一步描述P型和N型的區(qū)別，來證明N型是有天然更高轉(zhuǎn)化效率的可能性。既然通過摻雜工藝和擴散作用來形成PN結(jié)，P型和N型摻雜的元素不一樣。而在此之前也需要明確，光伏電池中存在多子（多數(shù)載流子）和少子（少數(shù)載流子）。而在P型硅片和N型硅片中，少子是不一樣的，P型電池中的少子為電子，N型電池中的少子為空穴。P型是在硅片中摻入少量硼，硼原子外層的三個外層電子與周圍的半導(dǎo)體原子形成共價鍵的時候（一個原子和八個電子是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，硅原子外面有四個外層電子），會產(chǎn)生一個空穴，這個空穴可能吸引束

22、縛電子來填充，使得硼原子成為帶負(fù)電的離子。這類含有較高濃度的空穴（相當(dāng)于正電荷）的被稱為P型硅片。N型是在硅片中摻入少量磷，磷原子外層的五個外層電子的其中四個與周圍的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，多出一個電子幾乎不受束縛，較為容易地成為自由電子。這類含較高濃度的電子的被稱為N型硅片。正因為N型硅片含有自由電子（更多電子），且電子的移動速度更快，所以N型天然就具備更高轉(zhuǎn)化效率的可能性。而如何制備N型電池，不斷提升光伏電池的轉(zhuǎn)化效率，成為行業(yè)發(fā)展明確的趨勢。表 3：P型硅電池和N型硅電池比較P 型硅電池N 型硅電池?fù)诫s物分凝系數(shù)B：0.8P：0.35硅錠均勻性高低硅片得率高低典型 CZ 單晶少子壽命203

23、0us100-1000us功率衰減較大較小發(fā)射區(qū)制備擴磷擴硼背場制備鋁背場擴磷前表面鈍化氮化硅，二氧化硅三氧化二鋁前表面鈍化技術(shù)PECVDALD,PECVD背表面鈍化三氧化二鋁氮化硅，二氧化硅背表面鈍化技術(shù)ALD,PECVDPECVD前柵線電極AgAg背柵線電極AlAg同等技術(shù)電池效率低高工藝復(fù)雜性低高成本低高數(shù)據(jù)來源：亞坦新能，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心（二）N 型光伏電池的種類目前，N型光伏電池主要包括TOPCon、HJT和IBC三種技術(shù)路線。下面我們對三種光伏電池技術(shù)做簡單的介紹。TOPCon電池是遂穿氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivated Contact）電池的簡稱。

24、TOPCon電池概念是由Fraunhofer ISE在2013年第28屆EU PVSEC上首次提出。其使用一層超薄的氧化層與摻雜的薄膜硅鈍化電池的背面。其中背面氧化層厚度1.4nm，采用濕法化學(xué)生長。隨后在氧化層之上，沉積20nm摻磷的非晶硅，之后經(jīng)過退火重結(jié)晶并加強鈍化效果。該結(jié)構(gòu)為硅片的背面提供了良好的表面鈍化，超薄氧化層可以使多子電子隧穿進入多晶硅層同時阻擋少子空穴復(fù)合，進而電子在多晶硅層橫向傳輸被金屬收集，從而極大地降低了金屬接觸復(fù)合電流，提升了電池的開路電壓和短路電流。TOPCon結(jié)構(gòu)無須背面開孔和對準(zhǔn)，也無須額外增加局部摻雜工藝，極大地簡化了電池生產(chǎn)工藝。相較于N-PERT電池，T

25、OPCon技術(shù)只需要增加薄膜沉積設(shè) 備，能很好地與目前量產(chǎn)工藝兼容，便于產(chǎn)線升級。同時摻雜多晶硅層良好的鈍化特性以及背面金屬全接觸結(jié)構(gòu)具有進一步提升轉(zhuǎn)換效率的空間，可以使N型電池量產(chǎn)效率超過23.5%。從下圖中可以很明顯，TOPCon電池和PERC電池比起來，減少了局部金屬接觸，明顯的增加了鈍化接觸面積，減少了表面復(fù)合電流，提高了開路電壓。圖8：PERC電池結(jié)構(gòu)圖9：TOPCon電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心數(shù)據(jù)來源：索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心HJT是Heterojunction with Intrinsicthin-Layer的縮寫，意思為本征薄膜異質(zhì)結(jié)。異質(zhì)結(jié)太陽

26、能電池最早由日本三洋公司在1990年成功研發(fā)，經(jīng)過了20多年的不斷改進，現(xiàn)在HJT的電池效率實驗室水平已經(jīng)可以達到25%。在工藝制程方面，異質(zhì)結(jié)電池以N型單晶硅片為襯底，經(jīng)過制絨清洗后在正面通過PECVD方法沉積厚度為3-5nm的本征非晶硅薄膜i-a-Si和p型非晶硅薄膜p-a- Si，從而形成PN異質(zhì)結(jié)。在背面通過PECVD方法沉積本征非晶硅薄膜i-a-Si和n型非晶硅薄膜n-a-Si，從而形成背表面場。在摻雜非晶硅薄膜的兩側(cè)沉積透明導(dǎo)電氧化物薄膜（TCO），最后通過絲網(wǎng)印刷的技術(shù)在TCO表面形成金屬電極。異質(zhì)結(jié)電池的關(guān)鍵技術(shù)在于超薄本征非晶硅層i-a-Si，該薄層可以大幅度降低晶硅的表面復(fù)

27、合，從而獲得很高的開路電壓（高達750mV）。異質(zhì)結(jié)電池的優(yōu)勢在于超高電池轉(zhuǎn)換效率，低制程溫度以及可向薄型化發(fā)展。圖10：HJT電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：百度百科，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心IBC（Interdigitated Back Contact）又稱交叉背接觸電池，是指電池正面沒有電極，正負(fù)金屬柵線交叉排列在電池背面的結(jié)構(gòu)。從工藝制程來看，IBC電池的工藝流程比傳統(tǒng)太陽能電池復(fù)雜很多。IBC的關(guān)鍵工藝在于在電池背面形成交叉排列的P+區(qū)和N+區(qū)，以及在上面形成金屬化接 觸。因此，IBC電池的制作需要采取局部摻雜法，比如利用光刻或者激光形成所需 要的圖案，然后采取兩步單獨的擴散過程來形成P型區(qū)和N型區(qū)。

28、第二個關(guān)鍵工藝在于絲網(wǎng)印刷的對準(zhǔn)精度問題和印刷重復(fù)性問題，因此對電池背面圖案和柵線的設(shè)計要求非常高，必須在工藝可靠性和電池效率之間找出平衡 點。作為產(chǎn)業(yè)化IBC電池技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，Sunpower研發(fā)的第三代IBC電池最高效率已經(jīng)達到25%。圖11：IBC電池結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來源：索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心三、關(guān)注 HJT 和 TOPCon 技術(shù)的發(fā)展在HJT和TOPCon電池技術(shù)中，Topcon電池以較低成本投資且可以依托PERC電池的產(chǎn)線進行改造升級獲得關(guān)注，轉(zhuǎn)化效率我們預(yù)計2020年年底可以做到24%； HJT電池以較少的工藝步驟和更高的轉(zhuǎn)化效率，轉(zhuǎn)化效率可以做到24%以上，且可以兼容多結(jié)電

29、池成為重要的技術(shù)選擇。從目前光伏行業(yè)的發(fā)展來看，預(yù)計多家企業(yè)在2020年會形成GW級的Topcon電池產(chǎn)能規(guī)模，而HJT也成為重要的技術(shù)推進方向并會加快產(chǎn)線的投入。（一）TOPCon 電池技術(shù)情況本節(jié)主要介紹TOPCon電池主要的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)能情況以及和PERC相比競爭力情況等。TOPCon電池成為市場關(guān)注的重點，主要得益于以下幾個方面的優(yōu)勢：1.完美實現(xiàn)背鈍化，無正面吸光問題，效率提升潛力大，目前來看量產(chǎn)效率可以到23.5- 23.8%；2. 匹配絲網(wǎng)印刷金屬化，設(shè)備成熟，與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容性高，可以通過添加設(shè)備實現(xiàn)工藝；3.材料匹配性好，無瓶頸原材料；4. 投資低，效率和可靠性高，組件技術(shù)匹配

30、性高，可兼容半片等技術(shù)。目前來看，TOPCon電池單GW的設(shè)備投資 2-3億元，在效率明顯提升的同時設(shè)備投資并未大幅增加。從工藝兼容性看TOPCon與PERC兼容性較好，僅需在PERC產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加硼擴，LPCVD以及濕法刻蝕機臺。設(shè)備已國產(chǎn)化，成熟度高；可在已有PERC產(chǎn)線上進行升級，類似傳統(tǒng)設(shè)備，有大量工藝，設(shè)備，研發(fā)人才儲備，也有大批熟練生產(chǎn)一線工人儲備。同時，設(shè)備可選性強，產(chǎn)線效率提升受設(shè)備制約少，易增加或置換，使得TOPCon成為PERC電池之后重要的選擇方向。當(dāng)然需要明確的是，TOPCon相對于PERC設(shè)備投資仍較高，需要增加硼擴和 LPCVD的設(shè)備；因繞鍍和蝕刻不均勻?qū)е铝悸瘦^P

31、ERC偏低2-3%；設(shè)備端硼擴的時間較長，LPCVD設(shè)備工藝的穩(wěn)定性還有待提高。圖12：TOPCon、PERC和BSF電池生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)來源：捷佳偉創(chuàng)招股說明書，索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心從產(chǎn)能情況來看，國外的LG，國內(nèi)的天合光能、中來股份等都有TOPCon電池和組件產(chǎn)能的投放。其中，中來股份投放GW級的TOPCon產(chǎn)能，從和PERC產(chǎn)線的漸進式升級來看，TOPCon技術(shù)路線至少會成為部分廠家的選擇。我們預(yù)計， 2020年N-TOPCon電池的產(chǎn)能有望超過10GW。根據(jù)索比光伏網(wǎng)報道，天合光能其光伏科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室所研發(fā)的高效N型單晶i-TOPCon太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率高達24.5

32、8%，已經(jīng)量產(chǎn)的72版型組件正面功率最高可達425W，組件轉(zhuǎn)換效率高達20.7%。晶科能源其N-TOPCon電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到24.2%。后續(xù)來看，TOPCon電池可以疊加IBC技術(shù)，進一步提升電池的效率。圖13：中來股份TOPCon電池產(chǎn)能情況（單位：GW）4.543.532.521.510.50201820192020E數(shù)據(jù)來源：中來股份半年報和年報，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心競爭力情況，N-TOPCon電池采用N型硅片，具有高少子壽命和無LID的特點；高開路電壓，可以更早發(fā)電；采用隧穿氧化層鈍化金屬接觸，Voc=695mV；高雙面率可達85%，溫度系數(shù)好適合熱帶地區(qū)；低功率衰減首年是-1%

33、，其余每年- 0.4%。目前來看，赤道地區(qū)對該產(chǎn)品有比較明確的需求，而依靠其溫度系數(shù)方面參數(shù)單位常規(guī)多晶組件PERC 單面PERC 雙面N-TOPCon年有效輻照時數(shù)h/年1400140014001400組件功率Wp340400400400組件價格（不含稅）元/W1.141.682.072.34雙面率%0%0%70%80%溫度系數(shù)%-0.41%-0.37%-0.37%-0.32%年度衰減%0.55%0.50%0.50%0.40%電纜+支架+安裝元/組件600600600600其他固定費用元/組件80808080接入費用元/Wp0.4逆變器費用元/Wp0.2單

34、瓦初始投資元/Wp3.7383.9844.3664.639項目總運營成本元/組件338348348348單瓦總成本元/Wp4.7324.8555.2375.51BOS元/Wp3.5943.1713.1713.171LCOE元/Kwh0.1960.1960.1960.196的競爭優(yōu)勢，TOPCon組件在終端銷售中大約享受約一定的溢價。表 4：N-TOPCon產(chǎn)品價值分析數(shù)據(jù)來源：中來股份，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心（二）HJT 電池技術(shù)情況本節(jié)主要介紹THJT電池的發(fā)展歷程、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)能情況、成本下降路徑和PERC相比競爭力情況等。早在1985 年，美國科學(xué)家Yablonovitch 等就指出，理想

35、的太陽電池應(yīng)該具有雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，即禁帶寬度較小的吸收層材料夾在兩個不同摻雜類型的寬禁帶材料之間，該結(jié)構(gòu)易在吸收層材料中獲得較大的準(zhǔn)費米能級分裂；如果異質(zhì)結(jié)界面能被很好地鈍化，該結(jié)構(gòu)電池將可獲得較高的電壓和效率。HJT電池是這種設(shè)想成功的典范。HJT電池的發(fā)展歷程：與PERC的崛起之路類似， HJT電池的發(fā)展同樣經(jīng)歷了產(chǎn)業(yè)萌芽期、實驗室階段、初步的商業(yè)化階段和逐步的產(chǎn)業(yè)化階段。自1974年 Walter Fuhs首次提出a-SI和晶體硅融合的HJT結(jié)構(gòu)起，到三洋獲得專利，在到 2010年三洋核心專利過期，技術(shù)壟斷終于打破，到目前HJT電池獲得機遇有望成為產(chǎn)業(yè)主流，HJT的研究和商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化探索也

36、已經(jīng)經(jīng)歷了四十多年。技術(shù)從實驗室到工廠生產(chǎn)，經(jīng)歷了無數(shù)次的改進和提升效率降低成本的探索，目前終于成為高效電池未來發(fā)展方向。目前HJT的實驗室以及產(chǎn)業(yè)化效率：HJT電池效率再創(chuàng)新高。2017年8月，日本的Kaneka公司以26.63%的效率創(chuàng)造了商用晶體硅太陽能電池的最高效率記錄.這種顯著的轉(zhuǎn)換效率是通過在異質(zhì)結(jié)電池結(jié)構(gòu)上添加一個交叉回觸(IBC)電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。這一技術(shù)融合也是之前世界紀(jì)錄Kaneka在9月份實現(xiàn)的26.33%的電池效率的基礎(chǔ)。生產(chǎn)上，目前各公司產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線和試點線的HJT電池效率也不斷突破，能夠達到23%甚至24%以上。圖14：HJT電池的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)來源：TaiyangNe

37、ws，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心HJT成為市場關(guān)注的重點，主要得益于以下幾個方面的因素：HJT電池高效、無PID（光衰效應(yīng)）、LeTID：HJT電池獨有的帶本征薄層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu), 在p-n結(jié)成結(jié)的同時完成了單晶硅的表面鈍化, 使得開路電壓 Voc740mv, 提升效率。并且低缺陷化的鈍化層及高導(dǎo)電率的金屬電極大大降低了表面、界面漏電流, 同時提高了電池效率。TCO層高透電率及正面非晶硅層提高光的吸收。與此同時，異質(zhì)結(jié)電池的光照穩(wěn)定性好, 理論研究表明非晶硅薄膜/ 晶態(tài)硅異質(zhì)結(jié)中的非晶硅薄膜沒有發(fā)現(xiàn)光衰效應(yīng)和電位誘發(fā)衰減（常規(guī)電池組件的玻璃中的電子遷移到電池片表面發(fā)生相互作用）HJT電池的溫度穩(wěn)定性好

38、。在發(fā)電性能方面，HJT電池的溫度系數(shù)低，約為常規(guī)晶體硅電池的一半僅為- 0.235%，溫度升高時輸出功率影響小，高溫時發(fā)電量增益大；高溫環(huán)境下HJT電池發(fā)電量比傳統(tǒng)電池可增加6-10%。通常來說，320w的組件在60的工作環(huán)境下， HJT比普通晶硅電池多15W的功率。HJT電池具有雙面發(fā)電特性，正反面受光后都能發(fā)電，封裝成雙面電池組件后年平均發(fā)電量比單面電池組件多出10% 以上。HJT電池背面可以增加10%-20%發(fā)電量，雙面綜合發(fā)電效率可以達到25%-28%。且雙面電池技術(shù)可以在各種環(huán)境下提供更高的經(jīng)濟收益，其中以反射涂層地面和雪地最為突出，預(yù)計增益能達到 25%。圖15：HJT電池生產(chǎn)工

39、藝數(shù)據(jù)來源：捷佳偉創(chuàng)招股說明書，索比光伏網(wǎng)，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心而從工藝來看，HJT電池的工藝相較于PERC電池工藝大幅減少，主要包括制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO膜沉積和電極金屬化，而工藝步驟的減少對于良率的提升形成了有效支撐，這也是很多企業(yè)選擇HJT的關(guān)鍵。而突破的關(guān)鍵點主要是設(shè)備成本和材料成本的降低。從產(chǎn)能來看，根據(jù)SOLARZOOM的數(shù)據(jù)，目前全球范圍內(nèi)HJT的產(chǎn)能規(guī)模在 4GW，其中國內(nèi)產(chǎn)能超過1.5GW，同時國內(nèi)多家企業(yè)公布了明確的產(chǎn)能擴張計劃，推動HJT產(chǎn)能進一步產(chǎn)業(yè)化。企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)能量產(chǎn)效率%中智泰興160200022.8晉能100200023.27鈞石60050002

40、2.43東方日升250023通威股份200200023中環(huán)303021.5漢能120200022.5新日光505024.5愛康科技2005000彩虹2000清華紫光6060上澎303022.3晉銳5000國電投100山煤10000日本Panasonic1000100023日本Kaneka202021.5日本長洲產(chǎn)業(yè)CIC808022.8美國Solarcity4001000022.5法國 INES303023表 5：HJT產(chǎn)能投放情況（單位：MW）俄羅斯 Havel160160匈牙利 ECO8080意大利 3 SUN300200新加坡 REC600600美國Sunpreme40023.5合計42

41、2041340數(shù)據(jù)來源：SOLARZOOM，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心從HJT和PERC電池的成本結(jié)構(gòu)來看，目前PERC電池的非硅成本在0.25元/W左右，而HJT的非硅成本超過0.5元/W。而從成本結(jié)構(gòu)來看，HJT的非硅成本占比將近50%，降低非硅成本成為HJT成本下降的重要方向。圖16：PERC電池成本結(jié)構(gòu)圖17：HJT成本結(jié)構(gòu)硅片正銀背銀背鋁設(shè)備折舊人工能源化學(xué)品耗材 其他制造成本硅片 化學(xué)品氣體 靶材 銀漿 耗材 折舊 人力 其他數(shù)據(jù)來源：SOLARZOOM，摩爾光伏，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心數(shù)據(jù)來源：SOLARZOOM，摩爾光伏，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心圖18：HJT降本增效路線數(shù)據(jù)來源：中國科學(xué)

42、院，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心非硅成本的下降主要包括設(shè)備和漿料的國產(chǎn)化，尤其是CVD和PVD等關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化；TCO材料和靶材的改進；銀漿消耗量的降低等。通過硅片變薄、金屬電極優(yōu)化、TCO材料改進以及各環(huán)節(jié)核心技術(shù)的改進等方式，提升Voc, Jsc和FF。首先，使得硅片變薄，自190nm降至90nm，能夠使得Voc上升，效率變高。在非晶 硅薄膜沉積環(huán)節(jié)，需要與裝備企業(yè)合作，推進CVD、PVD設(shè)備國有化，并進沉積膜工藝。TCO膜環(huán)節(jié)，需要同時通過與研發(fā)單位合作，推進TCO材料國有化，并改進 TCO鍍膜環(huán)節(jié)工藝。在金屬電極化步驟中，要以國產(chǎn)低溫銀漿代替進口，使用更先進的電鍍和SWCT技術(shù)，以降低成本。

43、HJT電池技術(shù)的發(fā)展一方面引領(lǐng)了高效電池技術(shù)的發(fā)展，另一方面也將帶動設(shè)備端的需求。國內(nèi)的設(shè)備企業(yè)包括捷佳偉創(chuàng)和邁為股份等設(shè)備企業(yè)也都在加大對于 HJT電池技術(shù)設(shè)備的投入，低溫銀漿國內(nèi)企業(yè)也開始有產(chǎn)出。根據(jù)TaiyangNews， 2018年年底，每100MW的HJT電池需要投入約2億元，也就是1GW需要投入約9-10億元，從各個環(huán)節(jié)所需的設(shè)備來看成本：1GW電池片產(chǎn)能需要配備4臺250MW的清洗制絨設(shè)備，對應(yīng)成本約為4000萬；1GW電池片產(chǎn)能需要配備10臺100MW的非晶硅沉積設(shè)備，對應(yīng)成本約為50000萬；1GW電池片產(chǎn)能需要配備4臺250MW的 TCO沉積設(shè)備，對應(yīng)成本約為14000萬；

44、1GW電池片產(chǎn)能需要配備5臺200MW的清洗制絨設(shè)備，對應(yīng)成本約為10000萬。其中，非晶硅沉積和TCO膜制備環(huán)節(jié)所占比例最高，這兩個環(huán)節(jié)的設(shè)備占比達到了70-80%。所以鍍膜設(shè)備是HJT電池制備過 程中，邊際增量最大的設(shè)備，也是承載著設(shè)備國產(chǎn)化非常重要的一環(huán)。圖19：HJT電池工藝和設(shè)備需求數(shù)據(jù)來源：中國科學(xué)院，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心四、我們的觀點從光伏技術(shù)的發(fā)展來看，2020年將是N型光伏電池技術(shù)元年，其中HJT和 TOPCon是重要的發(fā)展方向。電池技術(shù)的進步一方面使得高效電池享有溢價，另外一方面將帶動N型硅片和裝備的需求。我們建議關(guān)注通威股份、山煤國際（廣發(fā)煤炭團隊覆蓋）、晶澳科技、中來股

45、份、捷佳偉創(chuàng)（廣發(fā)機械覆蓋）、邁為股份（廣發(fā)機械覆蓋）、隆基股份、中環(huán)股份等。表 6：光伏產(chǎn)業(yè)鏈港股和美股可比公司PE估值情況（市值統(tǒng)計截止2020.02.21收盤）凈利潤（億元人民幣）PE估值水平公司名稱公司代碼業(yè)務(wù)類型市值（億元人民幣）2018A2019E2020E2018A2019E2020E信義光能00968.HK光伏玻璃406.698.3821.1926.8648.5319.1915.14大全新能源DQ.N硅料53.410.662.198.7580.9224.386.10晶科能源JKS.N組件635.297.688.5111.908.317.40數(shù)據(jù)來源：Wind，廣發(fā)證券發(fā)展研究中心注：收盤價為 2020/02/21 日收盤價，EPS 來自Wind 一致預(yù)期五、風(fēng)險提示電池效率提升不及預(yù)期，作為新的電池技術(shù)路線，N型電池效率提升存在不及預(yù)期的可能；N型電池各個技術(shù)路線也有互相