一周解一惑系列：激光設(shè)備如何賦能光伏行業(yè)發(fā)展

本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1?本周核心觀點(diǎn)：接近業(yè)績(jī)披露期，三季報(bào)成為市場(chǎng)關(guān)注點(diǎn)。優(yōu)先推薦三季報(bào)業(yè)績(jī)較好的設(shè)備標(biāo)的。當(dāng)前人形機(jī)器人、新能源行業(yè)新技術(shù)、新工藝層出不窮，雖短期市場(chǎng)預(yù)期波動(dòng)較大，但發(fā)展方向明確，仍需給予持續(xù)關(guān)注。?激光是提高光伏光電轉(zhuǎn)換效率的“超級(jí)武器”。光伏產(chǎn)品對(duì)于光電轉(zhuǎn)換效率“錙銖必較”，激光可用于摻雜、開槽、轉(zhuǎn)印、無損劃片以及打孔技術(shù)等，能有效提高光電轉(zhuǎn)換效率，是光伏技術(shù)升級(jí)的必備“武器”。?專用激光設(shè)備：已成各類電池片技術(shù)必配工藝。1)激光消融及激光摻雜率先在PERC電池中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化應(yīng)用，分別提升1.2%和0.2%-0.3%左右轉(zhuǎn)換效率。2)在TOPCon電池領(lǐng)域，激光摻硼技術(shù)可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本提效，將持續(xù)走向更低的設(shè)備投資額及更高轉(zhuǎn)換效率的方向，有望成為未來新增TOPCon產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)配置。3)在HJT領(lǐng)域，激光LIA技術(shù)可提升電池轉(zhuǎn)換效率，目前已進(jìn)入小批量驗(yàn)證階段，潛力可期。4)IBC電池領(lǐng)域，激光消融技術(shù)相比傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷以及濕法刻蝕工序更為簡(jiǎn)易，提升IBC電池競(jìng)爭(zhēng)力。5)鈣鈦礦電池作為最具潛力的電池技術(shù)，激光工藝最多可應(yīng)用5道步驟，激光設(shè)備將率先受益。?通用激光設(shè)備：核心為了省銀。光伏電池金屬化成本居高不下仍為限制新型電池技術(shù)發(fā)展的因素之一，潛在解決方案包括激光轉(zhuǎn)印以及銅電鍍等工藝方式，激光設(shè)備在其中均扮演重要角色。激光轉(zhuǎn)印采用高功率激光束高速圖形化掃描形成柵線，銅電鍍工藝通過激光器實(shí)現(xiàn)掩膜圖形化，為電鍍沉積金屬的前道工藝。此外，在MWT電池中，高精密激光打孔已成為電池核心工藝，提升光電轉(zhuǎn)換效率0.4%左右。組件端的激光無損劃片以及光伏玻璃打孔，配合新組件工藝，提升組件光電轉(zhuǎn)換效率以及使用壽命。?預(yù)計(jì)2025年激光設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)空間達(dá)到68億元，CAGR=53%。根據(jù)我備訂單市場(chǎng)空間達(dá)到32億元，合計(jì)達(dá)到68億元，2020-2025年CAGR達(dá)52.97%。?激光設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)激烈，多個(gè)方向有待突破。專用設(shè)備：1)TOPCon激光摻雜設(shè)備成為主要競(jìng)爭(zhēng)賽道，布局企業(yè)最多。其核心原因在于①TOPCon電池產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)入高峰期，②激光摻雜技術(shù)有望成為標(biāo)配工藝，③激光硼摻雜或具備從PERC激光摻雜遷移的可行性。2)PERC激光摻雜以及PERC激光消融設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)較為成熟。但主要考慮到PERC未來或逐漸被淘汰，對(duì)應(yīng)設(shè)備市場(chǎng)空間將逐漸縮小。3)鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備也有4家企業(yè)布局，激光為標(biāo)配工藝，企業(yè)希望通過優(yōu)先布局獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。通用設(shè)備：激光劃片設(shè)備因工藝難度較低，布局企業(yè)更為多元化。我們更加看好激光設(shè)備在激光轉(zhuǎn)印、電鍍銅圖形化及MWT激光打孔中的應(yīng)用。目前來看，雖然技術(shù)成熟度相對(duì)較低，但是研發(fā)生產(chǎn)同樣存在技術(shù)壁壘，前瞻性的業(yè)務(wù)布局將為企業(yè)構(gòu)筑強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)壁壘。?投資建議：建議關(guān)注具備激光設(shè)備生產(chǎn)能力的企業(yè)帝爾激光、海目星、捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、英諾激光、大族激光、芯綦微裝、華工科技、德龍激光等。?風(fēng)險(xiǎn)提示：全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模不及預(yù)期，電池技術(shù)路徑變化，激光工藝研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期。2022年10月09日一惑系列：維持評(píng)級(jí)師師S110006mszqcom敏S080004wengjiamin@相關(guān)研究產(chǎn)化進(jìn)展加速-2022/09/25展跟蹤(三)-2022/09/18美國(guó)婚慶市場(chǎng)滲透率加速-2022/09/12的影響-2022/09/045.一周解一惑系列：中報(bào)綜述(一)：檢測(cè)穩(wěn)022/08/27行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告21激光設(shè)備：拓寬應(yīng)用場(chǎng)景，助力國(guó)內(nèi)高端制造 32專用激光設(shè)備：激光已成為電池制造中必配工藝 42.1PERC電池：激光消融、激光摻雜等已成標(biāo)配技術(shù) 42.2TOPCon電池：激光硼摻，從“可選”走向“標(biāo)配” 52.3HJT電池：激光LIA技術(shù)，提升電池轉(zhuǎn)換效率，潛力可期 62.4IBC電池：激光消融技術(shù)，簡(jiǎn)易靈活，提升IBC電池競(jìng)爭(zhēng)力 72.5鈣鈦礦電池：最多5道激光工藝，單結(jié)電池必備環(huán)節(jié) 93通用激光設(shè)備：兼容性強(qiáng)，前景可期 11節(jié)約漿料使用，技術(shù)兼容性強(qiáng) 113.2銅電鍍?cè)O(shè)備：激光直寫，最具經(jīng)濟(jì)性的圖形化方案 123.3MWT電池：高精密激光打孔，MWT電池核心工藝 133.4組件：無損劃片+玻璃打孔，配合新組件工藝 144市場(chǎng)空間測(cè)算：預(yù)計(jì)2025年激光設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)空間達(dá)到68億元，CAGR=53% 175企業(yè)紛紛布局，激光設(shè)備迎發(fā)展機(jī)遇 195.1專用設(shè)備：TOPCon激光摻雜設(shè)備成為主要競(jìng)爭(zhēng)賽道 195.2通用設(shè)備：激光劃片設(shè)備因工藝難度較低，布局企業(yè)更為多元化 196風(fēng)險(xiǎn)提示 21插圖目錄 22表格目錄 22行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告31激光設(shè)備：拓寬應(yīng)用場(chǎng)景，助力國(guó)內(nèi)高端制造激光是指原子受激輻射的光，故名“激光”。原子中的電子吸收能量后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，再?gòu)母吣芗?jí)回落到低能級(jí)的時(shí)候，所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘(激發(fā))出來的光子束(激光)，其中的光子光學(xué)特性高度一致。因此激光相比普通光源具有單色性、相干性、高亮度及高方向性。激光是提高光伏光電轉(zhuǎn)換效率的“超級(jí)武器”。光伏產(chǎn)品對(duì)于光電轉(zhuǎn)換效率“錙銖必較”，激光可用于摻雜、開槽、轉(zhuǎn)印、無損劃片以及打孔技術(shù)等，能有效提高光電轉(zhuǎn)換效率，是光伏技術(shù)升級(jí)的必備“武器”。 圖1：激光設(shè)備在不同電池技術(shù)路徑下的應(yīng)用究院本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告42專用激光設(shè)備：激光已成為電池制造中必配工藝2.1PERC電池：激光消融、激光摻雜等已成標(biāo)配技術(shù)PERC電池是通過在電池背面增加鈍化層，阻止載流子在一些高復(fù)合區(qū)域的復(fù)合行為，減少電損失，同時(shí)可以增強(qiáng)電池下表面光反射，減少光損失，從而提高電層實(shí)現(xiàn)微納米級(jí)高精度的局部接觸是技術(shù)難點(diǎn)之一(實(shí)現(xiàn)鈍化膜精密刻蝕+不能損傷硅襯底材料)。 圖2：常規(guī)全鋁背場(chǎng)電池和PERC電池的結(jié)構(gòu)比較激光消融(刻蝕)技術(shù)：利用激光在硅片背面進(jìn)行打孔或開槽，將部分的AlOx與SiNx薄膜層打穿露出硅基體，背電場(chǎng)通過薄膜上的孔或槽與硅基體實(shí)現(xiàn)接觸。相比較傳統(tǒng)的濕法刻蝕工藝，激光消融技術(shù)能定位最優(yōu)化的能量密度分布，精確控制激光作用時(shí)間，同時(shí)保證每個(gè)脈沖嚴(yán)格一致。激光消融設(shè)備目前已成為PERC生產(chǎn)流程中不可或缺的關(guān)鍵性裝備。PERC激光消融技術(shù)的應(yīng)用，使單晶電池實(shí)現(xiàn)1.2%轉(zhuǎn)換效率的提升。激光SE摻雜技術(shù)：通過激光摻雜技術(shù)，在金屬柵線與硅片接觸部分進(jìn)行重?fù)诫s，而電極以外位置保持輕摻雜(低濃度摻雜)，這種結(jié)構(gòu)減少發(fā)射極表面少子的復(fù)合，而金屬電極和發(fā)射極之間又能形成良好的歐姆接觸，從而獲得更高的短路電流、開路電壓和填充因子，提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率(光電轉(zhuǎn)換效率絕對(duì)值提升0.2%-0.3%左右)。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告5 圖3：激光SE電池技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)射極電池制備的主要工藝包括絲網(wǎng)印刷摻雜源高溫?cái)U(kuò)散法、離子注入法以及激光摻雜法。激光摻雜法以擴(kuò)散產(chǎn)生的磷硅玻璃層為摻雜源，利用激光可選擇性加熱特性，在太陽電池正表現(xiàn)電極區(qū)域形成選擇性重?fù)诫sn++重?fù)诫s區(qū)域，提高電極接觸區(qū)域的摻雜濃度，降低接觸電阻，從而有效地提高轉(zhuǎn)換效率。受益于顯著的轉(zhuǎn)換效率提升，激光消融設(shè)備和激光摻雜設(shè)備目前已成為PERC新建產(chǎn)能的必需工藝。從設(shè)備價(jià)值量上看，單GW設(shè)備投資額約為0.1億元，占PERC電池整線設(shè)備投資額的10%左右。由于PERC用激光設(shè)備工藝較為成熟，規(guī)?；a(chǎn)達(dá)到一定瓶頸階段，未來降本空間不大，預(yù)計(jì)未來單GW設(shè)備投資額將繼續(xù)維持在0.1億元左右。2.2TOPCon電池：激光硼摻，從“可選”走向“標(biāo)配”從技術(shù)原理上看，TOPCon激光硼摻工藝原理與PERC+SE中的激光SE設(shè)備基本相同，通過實(shí)現(xiàn)局部重?fù)剑嵘怆娹D(zhuǎn)換效率0.2%-0.4%。最大的差異在于擴(kuò)散材料本身存在差異，PERC電池?cái)U(kuò)散磷，而TOPCon電池?cái)U(kuò)散硼。盡管擴(kuò)散工藝基本相同，但是擴(kuò)硼難度比擴(kuò)磷難度更大：主要由于硼在硅中的固溶度更低，導(dǎo)致擴(kuò)硼難度提升。設(shè)備投資額：根據(jù)海目星2022年4月16日公布的中標(biāo)公告看，10.67億中標(biāo)規(guī)?；?qū)?yīng)晶科40-50GW的TOPCon產(chǎn)能，預(yù)計(jì)對(duì)應(yīng)的單GW設(shè)備投資額約為2134萬-2668萬。我們預(yù)計(jì)隨著設(shè)備廠商量產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大疊加設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，未來單GW設(shè)備投資或降低到2000萬元甚至以下水平。在《機(jī)械行業(yè)周報(bào)20220424：影響激光摻雜設(shè)備短期替代程度的因素分析》報(bào)告中，我們針對(duì)TOPCon激光摻雜設(shè)備對(duì)電池降本水平做了相應(yīng)的敏感性分析，本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告6率率根據(jù)測(cè)算，在應(yīng)用激光摻雜技術(shù)的樂觀假設(shè)下，激光摻雜技術(shù)增益0.40%，且對(duì)應(yīng)設(shè)備投資額僅需2000萬/GW的情況下，單W電池片成本或降低1毛錢，即1000萬元/GW的降本空間，具備顯著的經(jīng)濟(jì)性，即投資回收期在2年左右。回溯光伏設(shè)備的發(fā)展路徑，隨著技術(shù)和工藝的不斷成熟，我們判斷，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，TOPCon激光摻雜設(shè)備將持續(xù)向著更低的設(shè)備投資額以及更高的轉(zhuǎn)換效率去發(fā)展，有望成為未來新增TOPCon產(chǎn)能的標(biāo)準(zhǔn)配置。表1：光伏電池的降本空間分析激激光摻雜設(shè)備投資額(億元/GW)單瓦降本水平0.000.200.250.300.350.4000.00%-----0.15%--0.0012-0.00020.00080.00180.002800.20%-0.25%--0.0047-0.0037-0.0027-0.0017-0.000700.30%-00.35%0.40%-0.0099--Light-InducedAnnealing(LIA)：α-Si：H/c-Si的界面存在大量的界面態(tài) 少界面態(tài)(Si懸掛鍵)密度，降低界面復(fù)合，從而提高非晶硅的鈍化效果。這個(gè)現(xiàn)LIAHJTSiHcSi；在光照情況下，對(duì)HJT電池進(jìn)行加熱退火，發(fā)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)換效率明顯上升，主要體現(xiàn)在Voc和FF的提升上。通過超高功率激光照射HJT電池片，產(chǎn)生大量光生載流子改變?chǔ)?Si：H中氫夠改善TCO層導(dǎo)電性能，降低Ag/TCO的接觸電阻，從而提高HJT電池的FF。除此以外，在HJT電池上，LIA技術(shù)同時(shí)能減少電池片的暗衰減，延長(zhǎng)電池組件的使用壽命。在HJT電池中的應(yīng)用方面，帝爾激光的激光修復(fù)技術(shù)通過激光均勻輻照，整幅面激光輻照均勻性可達(dá)5%以內(nèi)，滿足230mm以下尺寸電池片高光強(qiáng)輻照，提高非晶硅的鈍化效果，提升電池開路電壓，同時(shí)改善銀漿與襯底的接觸，大幅提高填充因子，進(jìn)而提升轉(zhuǎn)換效率。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告7技術(shù)進(jìn)展：小批量驗(yàn)證階段，隨著工藝的不斷成熟，激光LIA設(shè)備有望實(shí)現(xiàn)批量出貨：2020年11月，帝爾激光獲得歐洲客戶量產(chǎn)訂單，產(chǎn)品主要系HJT高效電池的激光LIA設(shè)備，總金額達(dá)1000多萬元；2021年4月27日，激光LIA設(shè)備出廠，裝機(jī)發(fā)往歐洲。根據(jù)帝爾激光公司公告，此次出口的一批設(shè)備具有“千瓦”級(jí)光強(qiáng)、“秒”級(jí)加工時(shí)間、“片”間主動(dòng)控溫系統(tǒng)、全幅面“勻“化輻照等傳統(tǒng)光源及設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)異性能，可以幫助客戶的HJT電池產(chǎn)品效率大幅提升。 圖4：帝爾激光LIA設(shè)備出廠IBC(指交叉背接觸)電池是指電池正面無電極，正負(fù)兩極金屬柵線呈指狀交叉排列于電池背面。IBC電池最大的特點(diǎn)是PN結(jié)和金屬接觸都處于電池的背面，正面沒有金屬電極遮擋的影響，因此具有更高的短路電流密度，同時(shí)背面可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯(lián)電阻，從而提高填充因子，加上電池前表面場(chǎng)以及良好鈍化作用帶來的開路電壓增益，因此IBC電池不僅轉(zhuǎn)換效率高，而且看上去更美本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告8 圖5：IBC太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖院IBC電池的工藝相比傳統(tǒng)太陽能電池更為復(fù)雜。IBC電池工藝的關(guān)鍵是如何在電池背面制備出呈叉指狀間隔排列的P區(qū)和N區(qū)，以及在上面分別形成金屬化接觸和柵線，其中重點(diǎn)的工藝主要集中在擴(kuò)散摻雜、鈍化鍍膜、金屬化柵線三個(gè)方面，其中激光設(shè)備可實(shí)現(xiàn)替代的工藝主要系圖6中的步驟4以及步驟8，對(duì)應(yīng)兩道激步驟4：掩膜法制備PN結(jié)。常見的定域摻雜的方法為掩膜法，可以通過以下方式制備：①光刻法：可以通過光刻的方法在掩膜上形成需要的圖形，這種方法的成本高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。②印刷法：通過絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料或者阻擋型漿料來刻蝕或者擋住不需要刻蝕的部分掩膜，形成需要的圖形，這種方法成本較低，但對(duì)電池背面圖案和柵線的設(shè)計(jì)要求非常高，存在絲網(wǎng)印刷的對(duì)準(zhǔn)精度問題和印刷重復(fù)性問題。③激光法：激光也是解決絲網(wǎng)印刷局限性的一條途徑。無論是間接刻蝕掩膜，還是直接刻蝕，激光的方法都可以得到比絲網(wǎng)印刷更加細(xì)小的電池單位結(jié)構(gòu)，更小的金屬接觸開孔和更靈活的設(shè)計(jì)。步驟8：鈍化膜去膜。傳統(tǒng)IBC電池主要采用光刻(濕法刻蝕)或絲網(wǎng)印刷刻蝕漿料工藝，但是該方法工藝復(fù)雜、成本較高、難以在太陽能電池領(lǐng)域大規(guī)模量產(chǎn)。然而，無損激光消融技術(shù)可以替代傳統(tǒng)工藝，應(yīng)用于IBC電池背面鈍化層開膜，實(shí)現(xiàn)背面P-N鈍化膜層的精準(zhǔn)消融，簡(jiǎn)化工藝流程，大幅度降低生產(chǎn)成本，提高IBC電池的競(jìng)爭(zhēng)力。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告9 IBC電池工藝流程 圖7：IBC電池與傳統(tǒng)鋁背場(chǎng)電池對(duì)比增加工序關(guān)于設(shè)備價(jià)值量，根據(jù)帝爾激光公布與隆基綠能的日常經(jīng)營(yíng)合同的公告，2022年度，帝爾激光與隆基系新簽合同金額總計(jì)約6.0億元。期間，隆基綠能HPBC電池產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模系30GW，由此，我們推斷，BC技術(shù)路線下，單GW的激光開膜設(shè)備投資額約為2000萬元。.5鈣鈦礦電池：最多5道激光工藝，單結(jié)電池必備環(huán)節(jié)鈣鈦礦電池極限轉(zhuǎn)換效率總體高于晶硅電池，優(yōu)勢(shì)突出。在理論極限上，晶體硅太陽能電池、普通單晶硅電池、HJT電池、TOPCon電池的極限轉(zhuǎn)換效率為29.43%、24.5%、27.5%、28.7%。但是相比之下，鈣鈦礦電池單層電池、晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層電池、三節(jié)層電池的理論轉(zhuǎn)換極值分別可達(dá)到31%、35%、45%，轉(zhuǎn)換效率隨著鈣鈦礦材料的疊加使用，轉(zhuǎn)換效率不斷提升至新的高度。如果在鈣鈦礦中摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)到50%，約為目前晶硅電池轉(zhuǎn)換效率兩倍以上。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告10 圖8：不同電池結(jié)構(gòu)類型太陽能電池理論極限轉(zhuǎn)換效率對(duì)比情況60%.00%431.00%27.50%28.70%20%0%純鈣鈦礦薄膜電池在制造過程中有四道必備的激光劃線工藝，對(duì)提高電池轉(zhuǎn)換效率有較為重要的作用。激光P1：去除TCO層，在可見光波段有較高的透射率；激光P2：去除功能層，不能損傷TCO；激光P3：背電極加功能層，主要為金屬或者TCO等；激光P4：去除玻璃上的所有膜層(類似去除電池邊緣饒鍍的功能)。此外，還有一道可選工藝，激光P5：在玻璃上直接刻印文字，達(dá)到美觀的效圖9：純鈣鈦礦薄膜電池結(jié)構(gòu)行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告113通用激光設(shè)備：兼容性強(qiáng)，前景可期3.1激光轉(zhuǎn)?。猴@著節(jié)約漿料使用，技術(shù)兼容性強(qiáng)激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)(PatternTransferPrinting，以下簡(jiǎn)稱PTP技術(shù))是一種新型的非接觸式的印刷技術(shù)，幫助電池實(shí)現(xiàn)超密電池，提升電池轉(zhuǎn)換效率。該技術(shù)能在特定柔性透光材料上涂覆所需漿料，采用高功率激光束高速圖形化掃描，將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表面，形成柵線。采用該激光轉(zhuǎn)印技術(shù)開發(fā)的設(shè)備可替代現(xiàn)有高效太陽能電池產(chǎn)線中的絲網(wǎng)印刷機(jī)設(shè)備。PTP技術(shù)能輕松實(shí)現(xiàn)25μm以下的線寬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的高寬比，幫助電池實(shí)現(xiàn)超細(xì)密柵電池，匹配選擇發(fā)射極技術(shù)，提升電池轉(zhuǎn)換效率。 圖10：激光轉(zhuǎn)印漿料填充過程(a.漿料填充；b.銀漿轉(zhuǎn)移)表2：激光轉(zhuǎn)印技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)1省銀漿用量m。在22均勻性優(yōu)良性、均勻性優(yōu)良，誤差在m適用3柵線形狀可控44接觸式印刷染、光轉(zhuǎn)印由于非接觸式印刷，可以有效解決這個(gè)問題5兼容性較強(qiáng)電池技術(shù)：HJT、perc、topcon轉(zhuǎn)印在設(shè)備結(jié)構(gòu)上沒有差，但是漿料略有不同；2)兼容不同的銀漿材料：適用于高溫銀漿、低溫銀漿以及銀包銅等，且針對(duì)低溫銀漿等更加具備適配性院行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告12關(guān)于設(shè)備投資量，我們推斷激光轉(zhuǎn)印和絲網(wǎng)印刷設(shè)備基本匹配，目前異質(zhì)結(jié)整線設(shè)備投資額約為4億元，其中絲網(wǎng)印刷設(shè)備對(duì)應(yīng)設(shè)備價(jià)值量占比約為15%，則對(duì)應(yīng)設(shè)備投資額為6000萬元/GW。但是考慮到激光轉(zhuǎn)印僅針對(duì)絲印印刷細(xì)柵線的兩道工藝進(jìn)行替換，則單GW對(duì)應(yīng)激光轉(zhuǎn)印設(shè)備的價(jià)值量約為3000萬元/GW。3.2銅電鍍?cè)O(shè)備：激光直寫，最具經(jīng)濟(jì)性的圖形化方案電鍍技術(shù)是一種非接觸式電極制備技術(shù)，利用電解的原理在導(dǎo)電層表面沉積金屬。在正式制作銅電極之前，為改善金屬與透明導(dǎo)電薄膜的接觸及附著特性，引入一層極薄的種子層(100nm)，增加電鍍金屬與TCO之間的附著性能；然后通過圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)選擇性的獲得電極的設(shè)計(jì)圖案。完整的電鍍流程包括之后的電鍍粘合層、導(dǎo)電層、焊接層、掩膜的剝離及退鍍等流程，最終得到具有優(yōu)異塑性和良要在銅表面再鍍一層錫抗氧化(錫厚度約為1微米)，保證電極的穩(wěn)定性和一致性。銅電鍍優(yōu)勢(shì)主要集中在：1)成本低：通過銅電鍍可以完全替換原有銀漿(包括主柵和細(xì)柵)，進(jìn)而降低制作雙面金屬網(wǎng)柵的材料成本；2)可以實(shí)現(xiàn)寬度超細(xì)線寬(≤10μm)的柵線和低接觸電阻，從而提升轉(zhuǎn)換效率；3)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙面電鍍，電池正背面正極能同時(shí)完成，銅電鍍技術(shù)由此逐漸受到市場(chǎng)關(guān)注。其中，掩膜圖形化環(huán)節(jié)(圖12中的步驟③)直接和電極成型以及電池轉(zhuǎn)換效率直接相關(guān)。電鍍工藝中的掩膜圖形化，與BC電池中的掩膜圖形化存在一定的共同性。膜層圖形化可選方案包括濕法刻蝕以及激光等，但濕法刻蝕工藝對(duì)應(yīng)生產(chǎn)成本和設(shè)備投入相對(duì)較高，激光直寫由此成為可替代的路徑。關(guān)于設(shè)備投資額，我們預(yù)計(jì)與IBC激光開膜對(duì)應(yīng)單位投資額基本相同。圖11：電鍍工藝流程圖12：激光加工模板利用電鍍沉積填充金屬行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告13MWT技術(shù)通過硅片上的孔將正面電極引到電池的背面，使電池的正負(fù)電極點(diǎn)都分布在電池片的背面，有效減少了正面柵線的遮光，提高了光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低了銀漿的耗量和金屬極-發(fā)射極界面的載流子復(fù)合損失。MWT技術(shù)可以適配PERC、TOPCon、HJT等各種電池路線。該技術(shù)采用激光打孔、背面布線的技術(shù)消除正面電極的主柵線，正面電極細(xì)柵線搜集的電流通過空洞中的銀漿引到背面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池的正負(fù)電極點(diǎn)都分布在電池拍你的背面，從而減少正面柵線的遮光，進(jìn)一步提高M(jìn)WT-PERC/TOPCon/HJT電池的光電轉(zhuǎn)換效率，MWT激光打孔工藝可提高光電轉(zhuǎn)換效率絕對(duì)值0.4%左右。 圖13：PERC+MWT+SE電池設(shè)計(jì)原理小米推出米家太陽能電池板，應(yīng)用MWT電池技術(shù)，標(biāo)志光伏電池產(chǎn)品進(jìn)一步向2C端延伸。2022年9月6日，小米發(fā)布米家太陽能板100W，定價(jià)1099元。該電池板應(yīng)用MWT電池技術(shù)，運(yùn)用獨(dú)特平面封裝工藝以導(dǎo)電箔取代焊帶，避免傳統(tǒng)高溫焊接帶來的應(yīng)力、微隱裂痕造成性能衰減等問題。使得面板性能得到穩(wěn)定發(fā)揮。 圖14：米家100W太陽能電池板MWT電池制造中在硅片、銅箔和封裝材料中做精準(zhǔn)打孔成為最核心的步驟。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告14低功率、短波長(zhǎng)的激光器打孔的質(zhì)量好、熱損傷小，但速度慢、成本高，并不適合規(guī)?；纳a(chǎn)；高功率、長(zhǎng)波長(zhǎng)的激光器打孔速度最快，但熱損傷大，容易產(chǎn)生隱的功率、頻率和脈寬、光束質(zhì)量等參數(shù)是做好MWT電池的基礎(chǔ)。我們認(rèn)為MWT電池技術(shù)中需要使用到大量激光打孔工藝步驟，因此，單GW對(duì)應(yīng)價(jià)值量將遠(yuǎn)高于PERC激光應(yīng)用的規(guī)模。 圖15：P型硅基MWT電池基本工藝流程3.4.1激光無損劃片無損切割，又稱激光熱應(yīng)力切割，利用激光局部照射產(chǎn)生不均勻的熱效應(yīng)，在受熱區(qū)產(chǎn)生一個(gè)不均勻的溫度場(chǎng)，材料表面產(chǎn)生的溫度梯度，誘發(fā)熱應(yīng)力產(chǎn)生。其材料抗壓剛度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使材料發(fā)生斷裂，裂紋會(huì)隨著激光的移動(dòng)軌跡穩(wěn)定擴(kuò)展。激光劃片技術(shù)主要應(yīng)用于電池片半片或多片的自動(dòng)切割、裂片。半片組件由于其電池面積減小一半，電流降低為原本的1/2，串聯(lián)電阻引起內(nèi)部損耗降低為整片電池的1/4，進(jìn)而提升組件功率。一方面，隨著多分片組件技術(shù)的推進(jìn)，激光劃片技術(shù)需求逐漸提升；另一方面，由于高效電池的輸出電流更高，組件封裝損耗大于長(zhǎng)隊(duì)電池，將半片工藝應(yīng)用于高效電池后的增益也更加的明顯，因而激光劃片技術(shù)的需求也更為迫切。切片工藝對(duì)于激光切割方向、深度、熱影響區(qū)、切割面形貌等有較為嚴(yán)格的要求。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告15圖16：半片組件技術(shù)3.4.2激光打孔技術(shù)：背板玻璃打孔的最優(yōu)解光伏玻璃是制造光伏電池組件必不可少的重要原材料，決定光伏組件使用壽命以及光電轉(zhuǎn)換效率。光伏玻璃主要用于光伏組件的透光面板，經(jīng)過鍍膜處理后，可確保更高的光線透過率的同事具有更高的強(qiáng)度，可以使得太陽能電池片承受更大的風(fēng)壓及較大的晝夜溫差變化。圖17：?jiǎn)尾＝M件和雙玻組件結(jié)構(gòu)示意圖隨著下游對(duì)于更長(zhǎng)組件使用壽命以及更高光電轉(zhuǎn)換效率的追求，雙玻光伏組件受到市場(chǎng)普遍關(guān)注，客觀也促進(jìn)光伏玻璃背板打孔技術(shù)的發(fā)展。常規(guī)光伏電池組件僅需蓋板使用光伏玻璃，而雙玻光伏組件的蓋板以及背板同時(shí)使用光伏玻璃，將行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告16節(jié)拍(片/min)精度(mm)良品率(%)產(chǎn)量要求綜合成本(萬元)節(jié)拍(片/min)精度(mm)良品率(%)產(chǎn)量要求綜合成本(萬元)光伏電池組件電流引出到接線盒，需要在背板光伏玻璃的特定位置上打孔才能實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)機(jī)械打孔方式對(duì)于光伏玻璃產(chǎn)生直接的破壞作用，激光打孔技術(shù)由于其高效及高品質(zhì)等加工特點(diǎn)被普遍應(yīng)用。激光打孔技術(shù)原理：通過高峰值短波脈沖激光聚焦后從玻璃下表面逐層掃描至上表面，玻璃內(nèi)部在高能量密度激光作用下形成微裂紋鏈接成線、面，最終實(shí)現(xiàn)玻璃激光打孔。 圖18：激光打孔技術(shù)簡(jiǎn)圖激光打孔優(yōu)勢(shì)分析：相比較與機(jī)械打孔，激光打孔具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括無接觸、更少的機(jī)械應(yīng)力引發(fā)的崩邊暗裂、免維護(hù)、人工成本低、無污染、可打任意形狀、耗水量低等。根據(jù)《激光打孔技術(shù)在光伏背板玻璃上的應(yīng)用》測(cè)算，假設(shè)處理同樣的光伏玻璃數(shù)量(17280m2/天)，考慮設(shè)備成本、耗材成本、人工成本等因素，激光打孔設(shè)備對(duì)應(yīng)綜合生產(chǎn)成本僅203萬元，較機(jī)械打孔機(jī)更具備比較優(yōu)勢(shì)。表3：三種打孔機(jī)成本及參數(shù)孔機(jī)機(jī)械打孔機(jī)(低成本)機(jī)械打孔機(jī)(高成本)6644497行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告174市場(chǎng)空間測(cè)算：預(yù)計(jì)2025年激光設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)我們針對(duì)光伏激光設(shè)備市場(chǎng)空間的測(cè)算，核心假設(shè)包括：1)全球新增光伏裝機(jī)量：取CPIA官方預(yù)測(cè)的樂觀、保守兩種情形的平均值作為未來4年新增光伏裝機(jī)的核心假設(shè)，預(yù)計(jì)2025年全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到300GW，2021-2025年CAGR為14.42%；2)全球電池片產(chǎn)能：全球電池片產(chǎn)能同時(shí)與容配比、產(chǎn)能利用率有關(guān)。關(guān)于容配比，2020年10月23日，國(guó)家能源局發(fā)布《光伏發(fā)電系統(tǒng)效能規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光伏行業(yè)的容配比重新定義，使得光伏電站容量不再受容配比1:1的限制。根據(jù)規(guī)范推薦，一類地區(qū)最佳容配比約在1.2左右，二類地區(qū)在1.4左右，三類地區(qū)最高可達(dá)到1.8，我們假設(shè)全球未來平均容配比為1.4左右。關(guān)于產(chǎn)能利用率，根據(jù)CPIA統(tǒng)計(jì)，2020年全球電池片產(chǎn)能利用率為59.06%；2022年上游硅料價(jià)格居高不下，下游高效電池片技術(shù)迭代加快，產(chǎn)能新建迎來高峰期，但是我們認(rèn)為隨著技術(shù)變化加們預(yù)計(jì)2021-2025年電池產(chǎn)能利用率將逐漸降低。3)電池技術(shù)滲透率：由于PERC電池極限轉(zhuǎn)換效率基本達(dá)到上限，TOPcon、HJT、xBC等新型高效電池極限轉(zhuǎn)換效率更高，度電成本降低潛力更大，我們預(yù)計(jì)未來新建量產(chǎn)產(chǎn)線將從傳統(tǒng)的PERC向HJT、TOPCon、xBC電池產(chǎn)線轉(zhuǎn)移。同時(shí)，我們認(rèn)為HJT電池具備更高的極限轉(zhuǎn)換效率以及更簡(jiǎn)易生產(chǎn)流程，中長(zhǎng)期將以HJT電池技術(shù)路線為主，具備更高的滲透率。4)單GW設(shè)備投資額：隨著設(shè)備端國(guó)產(chǎn)化以及規(guī)?；a(chǎn)的持續(xù)推進(jìn)，HJTLIA、TOPCon激光摻雜以及激光轉(zhuǎn)印等存在較高技術(shù)壁壘的激光設(shè)備，單GW對(duì)應(yīng)投資額或有一定程度的降低。行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告18綜上測(cè)算，我們保守測(cè)算估計(jì)2025年，專用激光設(shè)備訂單市場(chǎng)空間有望達(dá)到36億元，通用激光設(shè)備訂單市場(chǎng)空間達(dá)到32億元，合計(jì)達(dá)到68億元，2020-2025年CAGR=52.97%。表4：激光設(shè)備市場(chǎng)空間測(cè)算全球光伏裝機(jī)容配比產(chǎn)能利用率%全球電池片產(chǎn)能度新增產(chǎn)能%0%%%0%0%%激光轉(zhuǎn)印滲透率%%01940819200激光轉(zhuǎn)印新增裝機(jī)0000112億元/GWTOPCon(激光硼摻雜)億元/GWJTLIA億元/GWxBC(激光開槽)億元/GW激光轉(zhuǎn)印億元/GW電鍍銅(特殊漿料開槽)億元/GW激光設(shè)備市場(chǎng)空間元876110TOPCon(激光硼摻雜)元029689JTLIA元038xBC(激光開槽)元003456用設(shè)備市場(chǎng)空間元8262328電鍍銅(特殊漿料開槽)電鍍銅(特殊漿料開槽)通用設(shè)備市場(chǎng)空間計(jì)：激光設(shè)備市場(chǎng)空間CAGR(2020-2025)元元元元1400012660729868000激光轉(zhuǎn)印52.97%0008行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告195.1專用設(shè)備：TOPCon激光摻雜設(shè)備成為主要競(jìng)爭(zhēng)賽道根據(jù)我們的梳理，目前布局激光設(shè)備的企業(yè)超過10家，根據(jù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累的差異，各家廠商在不同類型的激光設(shè)備開展研發(fā)生產(chǎn)活動(dòng)。在專用設(shè)備領(lǐng)域，布局企業(yè)數(shù)量最多的設(shè)備為TOPCon激光摻雜設(shè)備，包括帝爾激光、海目星、英諾激光、捷佳偉創(chuàng)、大族激光以及盛雄激光等6家企業(yè)。我們認(rèn)為布局TOPCon激光摻雜設(shè)備企業(yè)數(shù)量較多的原因主要在于：1)國(guó)內(nèi)TOPCon電池產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)入高摻雜設(shè)備作為提效的重要設(shè)備，將率先受益；2)根據(jù)前文分析，激光摻雜具備成為TOPCon電池產(chǎn)線標(biāo)配的可能性，技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)將更為受益。3)技術(shù)具備遷移的可行性。目前具備TOPCon激光硼摻雜的設(shè)備廠商中，有50%的企業(yè)同樣具備PERC激光摻雜的經(jīng)驗(yàn)積累，包括帝爾激光、捷佳偉創(chuàng)以及盛雄激光，雖然摻雜難度存在差異的，但仍存在技術(shù)遷移的可行性。其次，具備PERC激光摻雜以及PERC激光消融設(shè)備生產(chǎn)能力的企業(yè)較多，其核心原因在于，PERC電池仍為技術(shù)最成熟以及成本最穩(wěn)定的選擇，為新建電池產(chǎn)能主要的電池技術(shù)路徑；同時(shí)，PERC電池生產(chǎn)所需工藝和設(shè)備較為明確，因此，作為標(biāo)配的激光摻雜和激光消融設(shè)備成為激光設(shè)備廠商的首選產(chǎn)品。然而，隨著N型及其他新型電池技術(shù)的不斷發(fā)展，PERC電池或逐漸被淘汰，我們認(rèn)為未來這兩款設(shè)備的市場(chǎng)空間將會(huì)顯著縮小。此外，鈣鈦礦激光刻劃設(shè)備也有4家企業(yè)布局，我們認(rèn)為其核心原因在于鈣鈦礦電池作為最具潛力的新型電池技術(shù)，激光同樣是單結(jié)鈣鈦礦薄膜電池的標(biāo)配工藝，企業(yè)希望通過優(yōu)先布局的方式，獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。元化受益于激光設(shè)備應(yīng)用的共通性，在通用設(shè)備領(lǐng)域，布局最多的設(shè)備環(huán)節(jié)系激光劃片設(shè)備。具備設(shè)備生產(chǎn)能力的企業(yè)不僅包含傳統(tǒng)的激光設(shè)備企業(yè)帝爾激光、邁為股份、華工科技以及江蘇啟瀾激光等，同時(shí)還有組件設(shè)備企業(yè)奧特維。我們認(rèn)為區(qū)別于TOPCon激光摻雜設(shè)備，激光劃片設(shè)備有較多的設(shè)備生產(chǎn)商的核心原因在于設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)壁壘較低，因此激光設(shè)備廠商出于產(chǎn)品多元化的角度以及組件設(shè)備廠商出于設(shè)備配套的角度，均做了相應(yīng)的布局。從技術(shù)難度和設(shè)備價(jià)值量的角度看，我們更加看好激光設(shè)備在激光轉(zhuǎn)印、電鍍銅圖形化以及MWT激光打孔中的應(yīng)用。目前布局的企業(yè)相對(duì)較少，一方面是技術(shù)本身的成熟度相對(duì)較低，同時(shí)技術(shù)研發(fā)也存在一定的技術(shù)壁壘。但是，隨著難點(diǎn)行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告20的不斷突破以及技術(shù)成熟度不斷提升，各環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的設(shè)備企業(yè)將率先受益，并且保持較長(zhǎng)的技術(shù)領(lǐng)先性，構(gòu)筑強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)壁壘。表5：激光設(shè)備技術(shù)布局情況司名稱用設(shè)備通用設(shè)備PERCTOPConHJT鈣鈦礦激光摻雜激光消融激光摻雜激光退火激光刻劃激光轉(zhuǎn)印 (圖形化)激光打孔 (光伏玻璃)激光片光打孔√激光開膜設(shè)備√√√√√√√√√海目星√英諾激光√√邁為股份√√√捷佳偉創(chuàng)√√√√大族激光√√√綦微裝√激光直寫曝光設(shè)備工科技√√特維√德龍激光√息裝備√√雄激光√√√√江蘇啟瀾激光√相關(guān)企業(yè)數(shù)量44461432251行業(yè)專題研究/機(jī)械本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告216風(fēng)險(xiǎn)提示1)全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模不及預(yù)期。如果未來國(guó)內(nèi)外疫情反復(fù)，則可能會(huì)影響光伏新增裝機(jī)需求，進(jìn)而影響我們對(duì)于激光設(shè)備市場(chǎng)空間的測(cè)算；2)電池技術(shù)路徑變化。目前市場(chǎng)主流的N型電池片技術(shù)包括TOPCon以及異質(zhì)結(jié)電池等，但是光伏電池技術(shù)迭代更新速度較快，若市場(chǎng)出現(xiàn)新的電池技術(shù)，可能會(huì)對(duì)依附于各項(xiàng)電池技術(shù)的激光設(shè)備需求形成一定影響。3)激光工藝研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期。激光工藝在電池生產(chǎn)中的應(yīng)用尚未完全成熟，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍存在不確定。若新激光工藝的研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期，將對(duì)相關(guān)激光設(shè)備的需求以及相關(guān)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生影響。本公司具備證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁免責(zé)聲明證券研究報(bào)告22插圖目錄圖1：激光設(shè)備在不同電池技術(shù)路徑下的應(yīng)用 3圖2：常規(guī)全鋁背場(chǎng)電池和PERC電池