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

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2023 年 4 月 11 日 行业研究 成结、镀膜、金属化：探究电池技术进步的本质 ——光伏新技术系列（一） 电力设备新能源 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。 重点推荐：捷佳伟创、迈为股份、帝尔激光、奥特维、英杰电气、横店东磁、钧达股份、赛伍技术。 建议关注：帝科股份、聚和材料、金辰股份、海目星、苏州固锝、东威科技、芯碁微装。 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。 买入（维持） 作者 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 010-58452071 yinzs@ebscn.com 分析师：黄帅斌 执业证书编号：S0930520080005 0755-23915357 huangshuaibin@ebscn.com 分析师：郝骞 执业证书编号：S0930520050001 021-52523827 haoqian@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 资料来源：Wind 相关研报 电池技术：引领下一阶段光伏提效、降本（2022-05-11） -30%-19%-8%2%13%03/2206/2208/2212/22电力设备新能源沪深300要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源 投资聚焦 从 2022 年开始，光伏电池技术加速从 P 型向 N 型过渡。TOPCon 和 HJT 作为两大热门路线，不仅引发了业界关注，形成了两大阵营，也正在对产业链上下游产生一系列影响。本篇报告试图回答以下几个问题：1）光伏电池技术进步的本质；2）扩散、镀膜设备的核心原理和工艺要点；3）金属化工艺与材料的互相耦合与不同电池技术路线的方案选择；4）激光作为一种平台技术，基于功率和物质形变的应用场景。 我们区别于市场的观点 1）创新研究框架。对于光伏技术的解析，市场普遍采用自下而上的方法，分路线介绍 PERC、TOPCon 和 HJT，而缺乏对技术普适性的理解。我们认为，基于晶硅电池的制结、钝化、金属化工艺并未改变，我们从基本工序出发，透视光伏电池技术进步的本质。 2）深入揭示工艺原理。市场对光伏技术的理解往往停留在表观层面，我们通过文献研究与学习，揭示了扩散制结中热场与气场的矛盾调和，探讨了真空镀膜中热场、气场、电场对成膜质量的影响，以及成膜厚度与均匀致密性的关联，并对金属化工艺和材料的耦合做了梳理。 3）基于功率和物质形变的激光应用场景。激光在光伏电池制造中应用广泛，市场普遍按不同的电池路线进行区分，而忽视了底层工艺的稳定。我们按照激光功率大小与其造成的物质形变为参照，探讨了激光在照射、加热、融化、气化、分解等作用下，分别形成的光注入、SE、开槽、转印、划片、打孔等功能。 股价上涨的催化因素 1）光伏新技术取得阶段性突破。本轮光伏技术进步由国内设备商主导，技术进步有望为下游制造商带来超额收益，继而带动企业资本开支。若光伏技术提效降本取得阶段性突破，则有望打开下游应用市场，提高新技术扩产预期，继而对设备商股价形成催化。 2）光伏新技术产出端放量。TOPCon 和 HJT 组件具备高效、低衰减、低温度系数等优点，一旦降本进程跨过临界点，下游产出有望迅速放量，从而带动相关产业链配套产品，如组件、电池、银浆、胶膜、以及铜金属化等。 投资观点 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。技术方面日拱一卒，不断创造新的世界纪录，产业链方面逐步成熟，适应 N 型技术的主辅材走向规模化。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；202