光大证券-电力设备新能源行业光伏新技术系列(一):成结、镀膜、金属化,探究电池技术进步的本质-230411

光大证券-电力设备新能源行业光伏新技术系列(一):成结、镀膜、金属化,探究电池技术进步的本质-230411
2023年04月11日 16:29 同花顺

  从底层工艺出发,探究电池技术进步的本质。尽管光伏电池技术路线不断迭代,效率不断提升,但基于晶硅电池的基本原理和核心工序并未改变。即清洗制绒、扩散制结、钝化镀膜、金属化四大步骤。本篇报告力图跳出对PERC、TOPCon、HJT等光伏电池技术的分类讨论,而是从底层技术出发,透视光伏电池技术进步的本质。

  掺杂与成结,热场与气场的矛盾调和。同质结电池:扩散是主要的掺杂手段,并由此衍生出磷扩与硼扩。由于发射极与非发射极区对掺杂浓度的要求不同,衍生出SE(选择性发射极)技术。异质结电池:由沉积方法实现掺杂。非成结掺杂:掺杂工艺除了可以形成P-N结之外,还被用作高低结。扩散炉:要解决均匀性问题,核心是气场与热场的均匀。大尺寸趋势催生水平放片和多段进气。

  钝化是提效关键,镀膜工艺的关键:致密性、均匀性、厚度。要逼近极限效率,必须解决光学损失和电学损失。钝化则是有效应对载流子复合的关键。PERC:Al2O3发挥关键作用;TOPCon:氧化硅(隧穿氧化层)+多晶硅;HJT:(氢化)非晶硅。从BSF的面接触到PERC的线接触,再到TOPCon和HJT的钝化接触,钝化层进步起到关键作用。我们预计2025年TOPCon、HJT产能分别达到790/200GW,带动整线设备需求420/250亿元。不同的设备和工艺影响镀膜质量,从而决定最佳膜层厚度。镀膜质量则取决于三个要素:气场、热场、电场。TOPCon:看好PECVD与原位掺杂、一次硼扩;HJT:线性串联式设备、I-IN-P镀膜顺序具备优势,腔体与腔室的路线之争各有优劣,看好迈为多腔体路线。

  金属化与电池进步:工艺与材料的耦合。从PERC到TOPCon,双面化和银铝浆线宽导致银耗增大;从PERC到HJT,低温工艺引发较大阻碍。低温固化、树脂残留先天弱化了低温银浆的导电性能,电镀铜可能是终极方案。中短期内,银包铜+0BB可能成为主流过渡路线。银浆国产化顺利推进,银粉国产化迫在眉睫。展望2025年,高温银浆需求量超6895吨,低温银浆需求量1181吨。

  当前时点:TOPCon步入放量期,HJT曙光初现,天花板高。TOPCon的弱点在正面钝化,提效路线为:SE、薄poly、正面poly;HJT的弱点在正面光学寄生吸收,微晶化首当其冲,其次是金属化降本。从电池效率提升难度来看,SE+薄poly助力TOPCon效率进一步提升。HJT最新记录26.81%,天花板更高。因此中期维度TOPCon将放量,长期维度HJT具备优势。

  沿着功率曲线,寻找用武之地。激光的应用是平台技术,基于激光功率和物质形变,依次为光注入、SE、开槽/消融、激光转印、无损划片、打孔。

  投资建议:规模化、技术进步、降本互相交织,推动光伏电池效率向极限进发。我们认为,光伏电池效率的提升有望带来产业的新一轮增长,同时为设备端、制造端、材料端带来超额回报。短期内TOPCon已走向成熟,并在SE技术下效率进一步提升;2023-24年,HJT各降本路径有望取得阶段性进展并迎来平价拐点。

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  风险分析:上网电价政策风险、技术进步与提效低于预期、投资与产能过剩风险。

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