【国信证券】光伏行业专题研究之HJT产业链：N型技术时代，HJT技术拉动全产业链提效降本.pdf

2023-08-24

36页

2MB

1 HJT电池总体介绍

光伏行业：双碳目标驱动行业需求高景气，硅料供给释放打开市场增长空间。发展可再生能源，是实现“碳中和”目标的重要途径，而光伏是可再生能源中成本优势最突出，应用场景最广泛的能源品类之一。2022年全球可再生能源装机容量为363GW，其中光伏新增装机占比66%，同比提升10pct。

从发电规模来看，2022年全球光伏发电占电力总供应4.5%，但绝对水平仍然较低，未来有较大提升空间。随着光伏发电在世界各地陆续进入平价时代，国内外需求持续向好。我们预计2023-2025年，全球光伏新增装机分别为360/470/560GW，同比增速56.8%/30.6%/19.1%，对应全球组件需求约432/588/728GW。同时2023年以来光伏电池技术路线逐渐从P型向N型快速过渡。

2017年前铝背场（BSF）电池占主流，2017年至2022年，PERC电池已接近完全替代了铝背场电池。但由于目前PERC电池已逼近理论极限效率24.5%，提升空间有限。2021年后N型电池开始快速发展，其中以TOPCon和HJT两条路线为主导。

主流N型电池技术包括TOPCon、HJT和IBC。TOPCon电池以其成本和设备兼容性优势，率先实现商业化和量产化，HJT、IBC正在产业化进程中。HJT具有转化效率理论上限高、提效降本路线明确的优势。

转换效率维度：三种N型电池技术均能够实现24%以上的量产效率，HJT+钙钛矿叠层电池可达30%以上；

成本端对比：目前，TOPCon的单W成本低于HJT；

工艺复杂度：HJT（4-6道）≥IBC（4-6道）>PERC（8-10道）>TOPCon（12-13道），而工艺难度：HJT≥IBC>TOPCon>PERC；

量产成熟度：TOPCon（已成熟）>HJT(基本成熟）>IBC（待成熟）。

测算结论：1、以最终装机视角下比较成本：HJT、TOPCon均小于PERC，其中，HJT成本可降低2.2%、TOPCon成本可降低2.4%、IBC基本与PERC持平，主要系N型电池技术转化效率更高，单位面积下的土地、安装等BOS成本可以摊薄更多。2、在电池及组件环节比较成本，主要系各N型电池非硅成本当前依然高于PERC，其中，HJT技术提效降本方案较为丰富。

新技术涉及环节：HJT产业链贯穿硅片、电池、组件环节，由HJT电池组件商、设备生产商、辅材耗材生产商等构成。

核心趋势：“三减一增为HJT主流技术创新方向，即“减银：银包铜解决方案”、“减栅：0BB工艺解决方案”、“减硅：硅片薄片化”以及“一增：UV转光胶膜增效延寿命”。除此之外，“低铟”、“电镀铜”等技术均为重要的HJT提效降本方案。

整线设备订单：预计HJT电池设备单GW投资将从22年的3.5亿/GW下降至25年的3亿/GW， 2023年以来HJT设备订单快速增长，我们测算2023-2025年HJT电池整线设备订单分别达到168/374/740亿元，同比增长为60%/123%/98%，其中非晶硅沉积PECVD核心设备2023-2025年订单分别为84/189/377亿元，同比增长为61%/124%/100%。

HJT电镀铜设备：伴随各环节技术进一步成熟及电镀铜规模化量产，预计电镀铜设备单GW投资将从23年的2亿/GW下降至25年的1亿/GW，我们测算2023-2025年电镀铜设备订单分别为2/12/30亿元，同比增长为500%/150%。

0BB串焊设备：预计0BB串焊设备单GW投资将从23年的0.3亿/GW下降至25年的0.2亿/GW，预计2023-2025年0BB在HJT的渗透率分别为15%/50%/80%;在TOPCon的渗透率分比为0%/10%/50%，我们测算2023-2025年0BB串焊设备订单分别为2.3/21.3/43.7亿元，同比增长为828%/105%。

银包铜银浆：伴随HJT电池产能不断释放，预计2023年-2025年HJT电池组件出货量分别为15/38/69GW，同比增长275%/150%/83%，HJT出货量占组件需求比分别为3.5%/6.4%/9.4%。假设2023/2024/2025年银包铜渗透率为10%/30%/50%，假设银包铜银浆价格将由2023年的4000元/吨下降至2025年的3000元/吨，我们测算2023-2025年银包铜浆料市场空间分别为1/6/10亿元，同比增长为392%/75%。

靶材：假设靶材价格将由2023年的2215元/kg下降至2025年的2075元/kg，我们测算2023-2025年靶材市场空间分别为6/11/15亿元，同比增长为286/81%/37%。

转光膜：假设2023/2024/2025年转光膜渗透率为5%/10%/30%，假设转光膜价格将由2023年的18元/平下降至2025年的13元/kg，我们测算2023-2025年转光膜市场空间分别为1/5/24亿元，同比增长为317%/377%。

2 HJT电池产业链—设备类

HJT电池整线设备：清洗制绒设备、非晶硅薄膜沉积（PECVD）设备、TCO透明导电膜沉积（PVD）设备为核心设备，丝网印刷设备，其中PECVD、PVD为核心基础设备。

电镀铜设备：为减少电池制程中贵金属银浆耗量，在电池金属化环节使用铜电镀设备替代丝网印书设备，通过提升电极高宽比提高电池转换效率，且可以直接省去银浆的使用，在提高转化效率的同时实现去银化。

0BB串焊设备：在电镀铜工艺还未实现大规模产业化之前，当前的主流的降银的设备工艺为通过栅线变细从而节约银浆耗量，0BB串焊设备即无主栅技术设备，是去掉主栅仅保留细栅的核心设备。

HJT电池设备仅有四步生产工序但设备难度较高。HJT电池生产工艺主要包含四个环节：清洗制绒（价值量占比10%）、非晶硅薄膜沉积（PECVD设备，价值量占比50%）、TCO透明导电膜沉积（PVD设备，价值量占比25%）、丝网印刷/镀电铜（价值量占比15%）。其中非晶硅薄膜沉积为核心环节，海外设备供应商包括MeyerBurger（梅耶博格）、AMAT(应用材料)等，国内设备供应商还包含理想能源、钧石能源、捷佳伟创等。

HJT电池整线设备订单：2023年为N型电池，伴随着HJT电池进一步提效降本，新增电池产能中HJT电池占比将不断提升。预计HJT电池设备单GW投资将从22年的3.5亿/GW下降至25年的3亿/GW，我们测算2023-2025年HJT电池整线设备市场空间分别为168/374/740亿元，同比增长为60%/123%/98%，其中非晶硅沉积PECVD核心设备2023-2025年空间分别为84/189/377亿元，同比增长为61%/124%/100%。

银浆降本路线主要分为两大类：1、优化栅线图形，栅线图形的优化主要是通过栅线变细从而节约银浆耗量，例如MBB(多主栅)，逐步由12BB向SMBB、0BB(即无主栅技术，去掉主栅仅保留细栅)，相关设备为0BB串焊机；2、降低浆料银含量，使用其他金属替代贵金属，例如银包铜银浆可利用铜替代部分银，通过将银覆盖在铜粉颗粒的表面来减少银用量，而电镀铜则可利用铜替代全部银，代替丝网印刷环节，实现去银浆化，且电镀铜工艺可以提高一定的转化效率。

0BB+银包铜 vs 电镀铜：前者为当前行业主流降银路线，后者为创新降银工艺路线。

电镀铜工艺介绍：光伏电镀铜技术是一种借鉴印刷电路板PCB生产中的成熟度图形化电镀铜线路工艺，在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜的电极制备工艺，设备可以兼容Topcon和HJT。

电镀铜包含四个生产环节，当前处于技术导入期。电镀铜工艺流程包含种子层制备、图形化、电镀、后处理四个环节，目前电镀铜设备价值量共2亿元/GW。其中，种子层制备环节的PVD设备价值量占比约为25%；图形化环节三种方案掩膜机/曝光机/显影机，平均的设备占比约为30%；电镀环节设备价值量占比约为25%，其它设备占比约为20%。当前电镀铜还处在以研发线和中试线为主的早期阶段，因设备折旧过高及量产效率问题还没有大规模量产，伴随着相关电镀铜厂商快速导入验证，预计2023年行业进行中试，2024年导入量产。

电镀铜设备：伴随各环节技术进一步成熟及电镀铜规模化量产，预计电镀铜设备单GW投资将从23年的2亿/GW下降至25年的1亿/GW，我们测算2023-2025年电镀铜设备订单分别为2/12/30亿元，同比增长为500%/150%。

0BB串焊设备：预计0BB串焊设备单GW投资将从23年的0.3亿/GW下降至25年的0.2亿/GW，预计2023-2025年0BB在HJT的渗透率分别为15%/50%/80%；在TOPCon的渗透率分比为0%/10%/80%，我们测算2023-2025年0BB串焊设备订单分别为2.3/21.3/43.7亿元，同比增长为828%/105%。

3 HJT电池产业链—耗材类

硅片薄片化+边皮料生产：相比于TOPCon，HJT的硅片薄片化+边皮料切割利用的优势更加显著。

银包铜银浆：银包铜银浆可利用铜替代部分银，实现使用贱金属替代贵金属，银铜比例适当的银包铜浆料，可以在保证导电性能、效率的同时实现银耗降低。

靶材：靶材是TCO薄膜沉积的所需的重要原材料，ITO靶材以进口为主，低铟为靶材的主要降本方向。

光转膜：转光膜胶膜是在EVA、POE、EPE等初始功率更高的高透膜基础上加入转光剂，将紫外光改变为可用的蓝光，从而提高单位发电量。

0BB焊带：光伏焊带技术趋势是“更多”且“更细”，0BB焊带线径目前可以做到0.22mm以下，且没有主栅只有细栅，更细的焊带可降低电池片银浆耗量，可有效降低组件的单瓦成本。

HJT的硅片薄片化优势明显。硅片薄片化切割可以减少硅料损耗，增加每公斤硅料的出片率，从而降低硅片含硅成本。HJT因双面对称结构，降低了硅片的机械应力，提高了制备过程的整片率，HJT电池低温工艺减少了硅片受热发生翘曲的可能，所以相比TOPCon电池，HJT电池的硅片薄片化优势更为明显。目前HJT已经导入110μm厚度的量产，未来有望降低至100μm甚至90μm，而TOPCon目前主流厚度在125μm-135μm之间。

边皮料切割利用有望进一步降低HJT电池的硅片成本。切割N型硅棒的边皮料，可提高硅棒使用率。由于HJT电池对硅片的氧含量并不敏感，因此可以采用剩余的边皮料直接切割成半片，可直接降低成本。同时TOPCon对硅片氧含量更为敏感，因此对边皮料切割的硅片适用度低于HJT电池。

综上，单W价格对比：N型110μm硅片＜N型130μm硅片＜P型150μm硅片。根据2023年8月21日TCL中环公开硅片报价折算，在相同版型M10（182）尺寸下，HJT电池用N型110μm硅片售价0.40元/W＜TOPCOn电池用N型130μm硅片售价0.42元/W＜PERC电池用P型150μm硅片售价0.43元/W。

银包铜银浆可利用铜替代部分银，实现使用普通金属替代贵金属。对铜的表面覆盖适量的银后，可以形成表面为银内核为铜的复合材料，通过降低银含来控制低温银浆的成本。除此之外，银铜比例适当的银包铜浆料，可以克服铜粉容易氧化的缺陷并提升导电性，可以在保证导电性能、效率的同时实现银耗降低。

当前银包铜产业：苏州固锝为国内HJT用低温银浆主要供应商，目前银包铜浆料批量生产；聚和材料目前银包铜浆料产品成功开发并已有小批量出货；帝科股份目前在多家头部电池客户完成批量验证，持续交货中；博迁新材：已搭建一条银包铜中试线，2022年实现吨级销售等。

银包铜银浆市场空间：伴随HJT电池产能不断释放，预计2023年-2025年HJT电池组件出货量分别为15/38/69GW，同比增长275%/150%/83%，HJT出货量占组件需求比分别为3.5%/6.4%/9.4%。假设2023/2024/2025年银包铜渗透率为10%/30%/50%，假设银包铜银浆价格将由2023年的4000元/吨下降至2025年的3000元/吨，我们测算2023-2025年银包铜浆料市场空间分别为1/6/10亿元，同比增长为392%/75%。

靶材是TCO薄膜沉积的所需的重要原材料。靶材主要用于TCO薄膜沉积环节形成高性能的ITO光电薄膜，在此过程中ITO薄膜以ITO靶材作为原材料，通过磁控溅射把ITO靶材气化溅镀到玻璃基板或柔性有机薄膜上。ITO靶材上游主要原材料为金属铟，其储量和价格是影响ITO靶材大规模生产和应用的主要因素。

ITO靶材以进口为主，国产替代正当时。全球ITO靶材市场主要供应商有日本日矿、三井矿业、康宁、优美科等，其垄断了全球80%的中高端市场份额。我国ITO靶材大量依赖进口，国产ITO靶材主要集中在中低端领域，根据华经情报网数据，2020年市场份额仅在30%左右。经过多年发展，目前我国形成了一批具备ITO靶材量产能力的企业，市场也开始逐渐导入国产靶材，靶材进口替代进程有望不断推进。

低铟为靶材核心降本方向。2023年8月，迈为股份研发的“低铟少银HJT电池工艺”电池创新技术成果，在世界能源类学术期刊《Nature Energy》上发表。其中，迈为团队对PVD设备的溅射单元进行了优化设计，以降低靶材单耗，再将设备降铟与低铟叠层膜方案（50%无铟）相结合，实现了铟耗量的大幅减少，降低电池制造成本的同时，保持其高效率优势，进一步推动了靶材降铟产业化。

靶材市场空间：伴随HJT电池产能不断释放，预计2023年-2025年HJT电池组件出货量分别为15/38/69GW，同比增长275%/150%/83%，HJT出货量占组件需求比分别为3.5%/6.4%/9.4%，假设靶材价格将由2023年的2215元/kg下降至2025年的2075元/kg，我们测算2023-2025年靶材市场空间分别为6/11/15亿元，同比增长为286/81%/37%。

HJT电池是多层结构，其中有一层非晶硅层或微晶硅层的Si-H键更容易受到紫外线的破坏产生缺陷，较其他电池路线紫外线更易导致HJT组件的功率衰减。根据对紫外光的吸收程度不同，光伏胶膜可分为高透膜、截止膜。现有HJT封装方案多采用对紫外光透光率较低的截止膜，主要系因HJT电池中的TCO膜层和非晶硅膜层会吸收紫外线，造成电池衰减。

对比其他封装胶膜，转光膜单位发电增益显著。转光膜胶膜是在EVA、POE、EPE等初始功率更高的高透膜基础上加入转光剂，将紫外光改变为可用的蓝光，从而转化为电能。以实证数据来看，公司研发的U转光胶膜较高透膜单W发电量的发电量增益3.19%，较截止膜单W发电量发电量增益0.9%，且在高辐照方面UV光转胶膜有更高的增益。目前UV光转胶膜的壁垒在于转光剂的研发和稳定性，以及在聚合物中的扩散技术，预计HJT电池大规模量产后将带动UV光转胶膜需求高增。

转光膜市场空间：伴随HJT电池产能不断释放，预计2023年-2025年HJT电池组件出货量分别为15/38/69GW，同比增长275%/150%/83%，HJT出货量占组件需求比分别为3.5%/6.4%/9.4%。假设2023/2024/2025年转光膜渗透率为5%/10%/30%，假设转光膜价格将由2023年的18元/平下降至2025年的13元/kg，我们测算2023-2025年转光膜市场空间分别为1/5/24亿元，同比增长为317%/377%。

当前行业布局：赛伍技术在转光胶膜产品与2023年2月率先实现批量交付，并华晟新能源签订了10GW异质结HJT电池组件UV光转胶膜的长期供货协议；福斯特对转光胶膜做前瞻性研发和专利布局，开发了CF连接膜、G400一体膜、DC系列光转换胶膜等产品，可满足异质结电池在无主栅工艺、粘接性能、UV阻隔性能、UV光谱响应等多方面要求；海优新材自主了研发HJT转光膜所需的转光剂材料，对转光胶膜做了产品储备或技术储备，并针对HJT等组件新增新型胶膜产品品类；斯威克推出异质结电池组件专用封装胶膜产品；鹿山新材UV转光膜完成了测试，已进入认证报备阶段。

光伏焊带技术趋势是“更多”且“更细”。互连焊带主要包括常规焊带、MBB（Multi-Busbar，多主栅）焊带、SMBB（SuperMulti-Busbar，超多主栅）焊带、0BB（0-Busbar，无主栅）焊带等。当前，MBB焊带已取代常规焊带成为行业主流，SMBB焊带是对MBB焊带的升级，从MBB技术到SMBB技术是光伏组件焊带的技术迭代方向，核心原因是可以提效降本：1、效率上，增加主栅数量可缩短主栅之间的细栅长度，有效降低细栅电阻，从而减少组件功率损耗且提高组件可靠性；2、成本上，多主栅技术对应的焊带可以越来越细，如常规焊带线径在0.3mm以上，MBB焊带一般线径为0.26-03mm，而0BB焊带线径目前可以做到0.22mm以下，且没有主栅只有细栅，更细的焊带可降低电池片银浆耗量，可有效降低组件的单瓦成本。

市场格局较为分散，CR2合计市占率约27%，仍有较大的市场集中度提升空间。目前光伏焊带市场格局较为分散，根据中商产业研究院，2021年宇邦新材与同享科技的全球市场占有率分别达16.7%、10.2%，两家公司合计市场份额约27%。

4 HJT电池产业链—电池生产商

2017年开始钝化发射极和背面触点(PERC)电池技术结合单晶硅片兴起，迅速抢占上一代铝背场电池技术的市场份额，到2021年，PERC电池市场占比达到91.2%，成为市场主流。但随着P型PERC电池量产转换效率接近理论极限，电池厂商逐步加速N型电池技术的研发和量产。

主流N型电池技术包括TOPCon、HJT和IBC等。Topcon以其成本和兼容性优势，率先实现商业化和量产化，HJT紧跟其后。伴随着HJT提效降本产业化进程加速，未来以HJT为基底的叠层电池片技术或将成为主流。

东方日升主营业务为光伏电池组件、EPC、系统及辅助光伏产品、电站运营及其他业务，2022年收入端分别占比82%/1%/5%/1%/10%。公司光伏组件业务处于光伏行业全球领先地位，2022年度光伏组件出货量稳居全球第六。

公司江苏金坛4GW异质结电池片产线已于2023年4月27日实现首线全线贯通，首批异质结伏曦电池已成功下线。2023年2月，公司异质结组件通过TUV南德测试认证，最高功率达到741.456W，组件转换率达到23.89%。公司伏曦产品采用了多项降本方案，包括使用100μm厚度的210半切硅片、微晶技术和低银含浆料，电池效率突破25.5%，组件功率突破700W。预计2023年底公司HJT电池片产能超过15GW。

东方日升通过采用0BB+银包铜技术，减少银耗量，以降低该环节成本。伴随技术升级带来的单瓦银耗量和含银量持续降低。

通威股份主营业务为光伏电池及组件、多晶硅及化工、农牧、光伏电站运营，2022年收入端分别占比38%/43%/22%/1%。公司现拥有安徽公司、双流基地、眉山基地、金堂基地、通合项目及彭山基地，已形成太阳能电池年产能 90GW，组件年产能 55GW，预计公司将有望继续保持全球光伏电池龙头地位。

公司在2019年投建400MW HJT试验线的基础上，于2021年新增投产1GW HJT中试线，目前HJT研发和量产效率均有较大幅度提升，主要的辅材、耗材用量指标进一步下降，银浆替代研发取得阶段性进展。截至2023年7月，叠加双面微晶技术，公司电池最高效率达到26.49%，刷新了当时量产化电池效率的世界纪录；公司基于THC电池的异质结(HJT)组件目前功率已突破740W，同时公司正加快开展铜电镀技术攻关，目前已在设备、工艺和材料开发等方面取得重要突破，正联合太阳井新能源公司有序推进GW级铜电镀试验工作。

隆基绿能主营业务为太阳能组件加工及制造、硅片及硅棒、电站建设及服务等，2022年收入端分别占比30%/66%/2%/3%。公司品牌认可度高，组件产品2020-2021连续两年出货量和市占率位居全球首位。

隆基绿能N型HJT技术：公司历史上多次使用HJT技术打破全技术路线转换效率世界纪录，2022年11月，公司公告自研N型HJT电池片电池转换效率达到26.81%，再次刷新使用HJT刷新量产化电池效率的世界纪录，为当前最高产化电池效率。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）