N型化浪潮推动新一轮技术迭代，HJT电池厚积薄发
　　HJT电池具有多种优势，有望成为下一代主流N型电池技术。目前PERC量产效率23.5%，已接近理论极限24.5%，效率提升空间有限。围绕降本增效的第一性原理，效率更高的新型电池蓄势待发，以TOPCon、HJT为首的N型电池理论效率在28%以上，高电池效率可以显著提升组件功率并摊薄各项成本。N型电池中HJT电池结构独特、钝化机制优异，量产平均转换效率优于PERC与TOPCon，并有生产良率高、损伤小、双面率高、温度系数低、衰减率低、更适合钙钛矿叠层和薄片化等多重优势。
　　HJT降本提效进行时，提效、薄片化、少银化是重点
　　HJT当前成本仍高于PERC，但提效降本增效路径已明晰。产业已有微晶化、使用UV转光膜、铜电镀手段进行提效。降本主要分为硅成本和非硅成本：1）电池薄片化可降硅成本：HJT凭借双面对称结构+优异钝化效果，薄片化空间较大，120-130um厚度硅片导入在即，24年有望减薄至100um；2）非硅降本主要通过降低银浆、靶材和设备成本：目前已有0BB、电镀铜、银包铜多种手段降低银耗，其中0BB进展较快，导入后银耗有望降至12mg/W电镀铜则是颠覆性无银化技术。此外，靶材成本可通过优化设备、回收利用、叠层设计、使用无铟材料大幅降低，设备投资额也有望通过规模效应+零部件国产化进一步下降。
　　多路径降本下经济性渐显，HJT产业化将至
　　多路径降本下，我们预计23年HJT组件端成本有望打平PERC。随着HJT经济性逐步凸显，各路玩家纷纷入局，我们预计23年HJT新增产能将达60GW以上，其中进展较快的包括：1）东方日升23年规划有5GW产能达产；2）华晟安徽一期已满产，公司预计二期210mm单面微晶23Q1满产，根据公司规划，23年底总产能将达15GW；3）金刚光伏酒泉项目210双面微晶设备已到场，根据公司规划，23Q1酒泉双面微晶项目将出片，23年公司产能将达6GW；4）爱康科技湖州规划3条600MW量产线，目前第一条线已出片，根据公司规划，另外两条线也将于23H1投产。
　　新技术发展初期设备先行，中长期关注技术领先电池厂商
　　设备先行是新技术发展初期的重要逻辑，设备商有望率先兑现业绩。当前HJT单GW设备投资额高达3.5-4亿元/GW，设备商市场空间较PERC和TOPCon更为广阔，HJT设备厂商值得关注，颠覆性技术电镀铜亦有巨大想象空间。中期维度上，技术红利期间领先电池厂有望实现超额收益，HJT凭借更高的效率、更高的双面率、更低的温度系数，有望较PERC和TOPCon形成销售溢价，23年HJT成本打平PERC后，领先电池厂有望享受技术领先带来的超额收益。
　　风险提示：光伏新增装机不及预期、行业竞争加剧、新技术进展不及预期、贸易政策风险。
　　

研究报告全文：证券研究报告电力设备与新能源光伏新技术系列之一异质结华泰研究电力设备与新能源增持维持2023年1月27日中国内地专题研究研究员申建国N型化浪潮推动新一轮技术迭代HJT电池厚积薄发SACNoS0570522020002shenjianguohtsccom8675582492388HJT电池具有多种优势有望成为下一代主流N型电池技术目前PERC量产效率235已接近理论极限245效率提升空间有限围绕降本增研究员周敦伟效的第一性原理效率更高的新型电池蓄势待发以TOPConHJT为首的SACNoS0570522120001zhoudunweihtsccom型电池理论效率在以上高电池效率可以显著提升组件功率并摊薄各862128972228N28项成本N型电池中HJT电池结构独特钝化机制优异量产平均转换效研究员边文姣率优于PERC与TOPCon并有生产良率高损伤小双面率高温度系SACNoS0570518110004bianwenjiaohtsccom数低衰减率低更适合钙钛矿叠层和薄片化等多重优势SFCNoBSJ3998675582776411联系人吴柯良HJT降本提效进行时提效薄片化少银化是重点SACNoS0570122070159wukelianghtsccomHJT当前成本仍高于PERC但提效降本增效路径已明晰产业已有微晶化862128972228使用UV转光膜铜电镀手段进行提效降本主要分为硅成本和非硅成本1电池薄片化可降硅成本HJT凭借双面对称结构优异钝化效果薄片化空间行业走势图较大120-130um厚度硅片导入在即24年有望减薄至100um2非硅降本主要通过降低银浆靶材和设备成本目前已有0BB电镀铜银包铜多电力设备与新能源沪深300种手段降低银耗其中0BB进展较快导入后银耗有望降至12mgW电镀铜8则是颠覆性无银化技术此外靶材成本可通过优化设备回收利用叠层设计使用无铟材料大幅降低设备投资额也有望通过规模效应零部件国产2化进一步下降1221多路径降本下经济性渐显产业化将至HJT31多路径降本下我们预计23年HJT组件端成本有望打平PERC随着HJTJan-22May-22Sep-22Jan-23经济性逐步凸显各路玩家纷纷入局我们预计23年HJT新增产能将达资料来源Wind华泰研究60GW以上其中进展较快的包括1东方日升23年规划有5GW产能达产2华晟安徽一期已满产公司预计二期210mm单面微晶23Q1满产根据公司规划23年底总产能将达15GW3金刚光伏酒泉项目210双面微晶设备已到场根据公司规划23Q1酒泉双面微晶项目将出片23年公司产能将达6GW4爱康科技湖州规划3条600MW量产线目前第一条线已出片根据公司规划另外两条线也将于23H1投产新技术发展初期设备先行中长期关注技术领先电池厂商设备先行是新技术发展初期的重要逻辑设备商有望率先兑现业绩当前HJT单GW设备投资额高达35-4亿元GW设备商市场空间较PERC和TOPCon更为广阔HJT设备厂商值得关注颠覆性技术电镀铜亦有巨大想象空间中期维度上技术红利期间领先电池厂有望实现超额收益HJT凭借更高的效率更高的双面率更低的温度系数有望较PERC和TOPCon形成销售溢价23年HJT成本打平PERC后领先电池厂有望享受技术领先带来的超额收益风险提示光伏新增装机不及预期行业竞争加剧新技术进展不及预期贸易政策风险免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读1电力设备与新能源正文目录一HJT结构优异具备多重优势311HJT钝化机制优异理论电池效率高312除效率高外HJT还具备良率高双面率高温度系数低等多重优势3二HJT提效降本路径明晰多方合力推进521提效微晶提升电池效率转光膜助力组件发电量提升522降本之硅成本薄片化持续推进HJT具备更大减薄空间723降本之非硅成本10BB电镀铜银包铜齐头并进助力少银化8231银浆在非硅成本中占比高银耗银价均有大幅下降空间8232银包铜用铜部分替代银降银效果明显9233电镀铜完全去银的突破性技术92340BB降银13蓄势待发15235激光转印钢板印刷新兴金属化技术1524降本之非硅成本2靶材降本多管齐下少铟化是核心目标1725降本之非硅成本3设备投资额未来仍有下降空间17三HJT尚受成本限制多路径降本后产业化将至1831HJT目前成本仍较高多因素持续推进降本1832经济性限制短期产能投放大量规划产能待落地19四投资建议21风险提示22免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读2电力设备与新能源一HJT结构优异具备多重优势11HJT钝化机制优异理论电池效率高HJT太阳电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池就电池结构而言HJT电池以N型晶硅作为衬底经清洗制绒后在正面依次完成本征非晶硅薄膜与P型非晶硅薄膜的沉积形成P-N结而后在硅片的背面依次沉积较薄的本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜形成背表面场为了解决非晶硅导电性较差的问题需在电池的两侧沉积透明氧化物导电薄膜TCO最后则需利用丝网印刷等技术完成金属电极化图表1HJT电池结构与主要工艺环节资料来源光伏见闻华泰研究HJT理论极限效率较高据ISFH和隆基测算数据PERCTOPCon与HJT电池的理论极限转换效率分别为245287和285HJT在极限效率方面大幅领先PERC略落后于双面TOPCon但TOPCon电池实现双面多晶硅钝化的难度较大尚未有厂商克服这道技术难关而目前生产的背表面单面钝化的TOPCon电池极限效率仅有271低于HJT12除效率高外HJT还具备良率高双面率高温度系数低等多重优势相较PERC和TOPConHJT电池具备七大明显的优势使其有望率先从现有的电池片技术中脱颖而出成为未来市场的主流1生产工艺流程短更高良率和更低人工运维成本HJT的核心工艺流程仅有4步即清洗制绒非晶硅薄膜沉积TCO膜沉积金属电极化相较PERC和TOPCon电池大幅简化较短的工艺流程有助于提升生产良品率同时可降低人工运维等成本图表2PERCTOPCon与HJT主要工艺流程对比资料来源全球光伏华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读3电力设备与新能源2采用低温工艺更小热损伤HJT全程在200以下的环境中制成对比之下PERC扩磷环节温度需高于850TOPCon扩硼环节温度则在1100以上低温工艺有助于减少硅片制备过程中的热损伤并节约燃料3双面率高更高发电量HJT电池为双面对称结构电池双面率最高可达90而PERC和TOPCon在制备过程中均需要对硅片进行背面抛光双面率最高仅可达到75和85更高的双面率可以提升HJT背面发电量4温度系数低更高发电量HJT的温度系数为-024比PERC-035和TOPCon-030更低因此HJT在高温环境下的能耗损失更少发电量更高5衰减率低更高发电量HJT的首次衰减为1线性衰减为025低于PERC和TOPCon这主要是由于HJT无PID和LID效应在25年的长生命周期内HJT发电更高6更适合钙钛矿叠层提效潜力更大HJT电池主要吸收红外光而钙钛矿电池对短波到可见光波长的光波利用率较高两者叠层完成了吸收光谱的兼收并蓄能够打开理论转换效率的天花板7更易实现薄片化降本空间更大HJT的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低温工艺亦减少了硅片受热发生翘曲的可能更有利于薄片化的进行图表3HJT七大优势资料来源江苏可再生能源协会坎德拉钙钛矿HJT叠层叠瓦太阳能电池组件及其制备方法与流程华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读4电力设备与新能源二HJT提效降本路径明晰多方合力推进三大路径助力降本提效薄片化银浆成本是重点突破口HJT电池降低成本可分为三大路径1提升电池效率摊薄成本主要通过微晶化使用UV转光膜铜电镀实现2减薄硅片厚度降低硅片成本3降低非硅成本而根据CPIA和PV-Tech数据非硅成本占比较大的是银浆靶材和折旧其中银浆占比最大浆料价格主要依赖国产替代目前高温银浆基本实现国产化但低温银浆仍国产化不足浆料耗量则为产业内降低银浆的重要突破口包括用铜替代银银包铜和电镀铜优化栅线MBB和0BB改进印刷激光转印和钢板印刷靶材降本则主要通过设备叠层回收少铟无铟化此外设备端目前已实现国产化但单GW设备投资额仍达35-4亿元未来将通过规模效应零部件国产化进一步降本图表4HJT降本路径资料来源CPIA华泰研究21提效微晶提升电池效率转光膜助力组件发电量提升1微晶双面微晶可提升电池效率08pct上得益于更好的光学性能和电学性能微晶化可进一步提升HJT效率微晶硅是指在非晶硅网格中存在大小10nm的晶粒微晶硅与非晶硅相比具有更好的光电性能能够进一步提升电池效率原因是1光学带隙宽微晶硅具有连续可调的光学带隙其带隙变换范围为112ev-24ev吸收的光谱范围可扩展到红外部分2电导率高因为微晶里有着大量的结晶硅晶粒能较大提升微晶的电导率目前单面微晶已经量产电池效率提升约05-06pct双面微晶可在单面微晶基础上再提效03pct后续随着工艺优化预计仍有继续提效空间目前已有迈为钧石等设备商交付设备据下游的爱康金刚华晟公告数据单面微晶平均效率已超247较好的可达25以上双面微晶可进一步提效电池效率将达255以上免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读5电力设备与新能源图表5HJT微晶化提效资料来源华晟新能源官网华泰研究图表6光伏设备微晶化进度公司设备路线单面双面客户进度金辰股份RF-PECVD单面晋能首台基于微晶工艺的HJTPECVD量产设备成功交付晋能迈为股份VHF-PECVD单面爱康科技爱康湖州基地二期2GW项目国产单线600MW微晶异质结210半片电池全面投产首片效率达247预计全面达产后量产转换效率突破25迈为股份VHF-PECVD单面华晟华晟二期采用单面微晶工艺预计中试线效率将达255-256钧石能源RF-PECVD双面金石金石能源微晶异质结组件效率达2368创世界纪录迈为股份VHF-PECVD双面金刚光伏金刚光伏48GW双面微晶异质结电池生产设备顺利发货电池片量产平均转换效率不低于25资料来源迈为金辰等公司官网华泰研究2转光膜提升组件功率15-2此前封装方案包括高透膜和UV截止膜两类高透膜组件易衰减截止膜组件功率低据SLAC和NREL团队研究与其他类型的电池相比HJT电池片的非晶硅微晶硅层更易受到紫外线辐射破坏而在表面产生缺陷从而导致组件衰减此前封装方案包括高透膜和UV截止膜两类但各自均存在一定缺陷1高透膜不过滤紫外线组件初始功率较高但随着户外使用时间变长组件功率会快速衰减2UV截止膜当前主流封装方案过滤全部的紫外线虽然能够显著降低衰减速度但HJT电池片本身能够响应一定程度的紫外线将紫外线过滤后也相应地降低了HJT组件的初始功率UV转光胶膜助力HJT破除困局组件端功率可提升15以上赛伍技术推出新型UV转光膜可将高频的紫外线转换成蓝光从而兼具低衰减和高初始功率的特性据赛伍测试转光膜的理论转换效率可达95使得组件端的功率增益达到15-2在阳光直接暴晒的情况下UV转光膜仍可实现90的转换效率3000小时后的效率衰减仅为004折算到50年衰减率仅为2UV转光膜有望助力HJT降本增效步伐加速免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读6电力设备与新能源图表7不同封装方案效率对比资料来源赛伍技术展示材料华泰研究22降本之硅成本薄片化持续推进HJT具备更大减薄空间HJT结构更适于薄片化相较PERC和TOPConHJT减薄空间更大1良好的双面对称结构能更好适应机械应力降低硅片碎片率2低温工艺也避免了高温工艺中曲翘碎片等问题3HJT钝化效果更好薄片后开路电压提升弥补短路电流下降整体效率不受明显影响据华晟的薄片测试数据硅片厚度从140m减至100m的过程中电池效率维持稳定基本保持在252左右根据CPIA2021年HJT主流硅片厚度约150m厚度下降空间广阔硅片厂商也纷纷加快薄片化进程当前龙头玩家HJT厚度已达130um较PERC和TOPCon厚度均领先据我们测算硅片厚度每下降10um单瓦硅耗降低约01gw以硅料价格不含税100元kg测算硅片厚度每下降10um硅成本降低001元w图表8G12硅片薄片化技术路线图图表9HJT电池硅片厚度转换效率变化趋势电池效率PERCTOPConHJT254252918025212517170252251116015025024921501402481402466130130246120244110100242140m130m120m100m80m60m2021Q42022Q12022Q22022Q32022Q4资料来源华晟新能源展示材料华泰研究资料来源华晟新能源展示材料华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读7电力设备与新能源图表10国内薄片化进度厂商性质公司公告时间进度硅片制造及应用华晟新能源202292公司实现130m异质结电池量产跑片正在进行120m异质结电池的小批量产硅片应用金刚光伏20221123公司9月开始进行130m硅片的导入验证工作12月全面使用130m硅片下一步目标是120m硅片的导入硅片制造及应用东方日升2022510210薄片异质结电池量产首片成功下线硅片厚度为120m23年目标厚度100m硅片制造高测股份202231公司与爱康科技建立合作关系逐步实施异质结N型硅片从150m至120m90m的技术降本路径资料来源华晟日升等各公司官网华泰研究23降本之非硅成本10BB电镀铜银包铜齐头并进助力少银化231银浆在非硅成本中占比高银耗银价均有大幅下降空间非硅成本中银浆占比50HJT非晶硅只能在小于200C的低温环境制备故传统晶硅电池的高温银浆不适合HJT电池目前HJT行业均采用树脂固化的低温银浆制作电池电极银浆成本高主要由两大原因导致1低温银浆不经过高温烧结低温工艺下电极残留的其他成分导致电阻率偏高导电性能偏差故须增大银浆用量进而降低电阻同时HJT为双面结构且双面都需要用纯银不像PERC电池背面可用银铝浆所以HJT电池银耗量较高据PV-Tech数据2022年HJT电池银耗量为在18-20mgW左右大幅高于PERC电池银耗量10mgW和TOPCon电池银耗量13mgW2低温银浆技术目前为日本供应商垄断未能实现全面全国化较高温银浆存在溢价图表112022年不同电池技术银浆耗量对比图表122022年HJT电池非硅成本构成mgw20195885881816588银浆1413靶材1210折旧105000电力82353人工6其他420882PERCTOPConHJT资料来源PV-Tech华泰研究资料来源CPIAPV-Tech华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读8电力设备与新能源未来银浆价格和耗量均有较大下行空间1价格方面低温银浆国产化有望快速降低银浆价格帝科股份苏州固锝常州聚和等传统高温银浆厂商积极布局低温银浆目前已初见成效据公司公告苏州固锝帝科股份均已实现HJT低温银浆批量出货据迈为股份统计数据2021年进口浆料价格为8000元kg以上目前国产低温浆料价格可低至6000元kg随着国产化进程加快银浆价格有望进一步降低2耗量方面0BB银包铜电镀铜钢板印刷激光转印等金属化工艺革新进步是降低银耗的关键驱动力其中银包铜和0BB推进较快根据中科院电工所数据0BB技术应用后银浆耗量有望下降至12mgW电镀铜则为颠覆性技术可以实现完全无银化目前尚以小批量产能为主根据海源复材公告规模化产能或将于24年形成图表13HJT银耗减少路径资料来源华泰研究232银包铜用铜部分替代银降银效果明显银包铜技术符合降本增效趋势银包铜工艺是通过将银覆盖在铜粉表面来减少银的用量若银铜的比例控制得当可在降低银浆成本的同时取得良好的转换效率目前银包铜主要应用于背面副栅根据华晟预测随着23年银包铜全面导入后单瓦银耗可降至10mgw降本空间可期233电镀铜完全去银的突破性技术电镀铜为完全去银突破性技术电镀铜是一种非接触式的电极金属化技术在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线收集光伏效应产生的载流子跟传统技术相比主要差异在于铜电镀技术使用铜做电极而不是银图表14电镀铜制备流程资料来源王文静2019HJT降本之路华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读9电力设备与新能源铜电镀与传统丝网印刷的差异主要在TCO膜制备工序之后传统异质结产线在TCO膜制备之后通过丝网印刷制备电极而铜电镀则在TCO镀膜后主要经过图形化和金属化两道工序制备铜栅线电镀铜工艺核心为图形化与金属化各工序都存在较多方案1图形化包括镀种子层制备感光胶层曝光显影三步1镀种子层若直接在TCO膜层上电镀铜铜栅线与TCO膜层之间附着力差且存在脱栅问题故需要先使用PVD设备在硅片TCO表面溅射一层100nm的铜种子层来提升附着性能同时亦有厂商使用无种子层方案例如迈为股份与SunDrive自2021年起合作研发的HJT电池均在无种子层电镀设备上完成2制备感光胶层感光胶又可分为干膜和湿膜两大类1干膜是一种负性低成本光刻胶通过紫外线照射能产生聚合反应由单体合成聚合物的反应过程形成一种稳定的物质附着于板面从而达到阻挡电镀和蚀刻的功能通过贴膜机干膜可以通过卷对卷热压一次在电池双面覆盖工艺简单但成本相对较高2湿膜一般为感光油墨可对紫外感应并固化主要使用油墨印刷机处理印刷的过程直接形成栅线图案印刷后只需要用紫外或热烘烤固化完成即可进行电镀精细度较干膜稍差但成本更低适合于大规模自动化生产图表15干膜和湿膜工艺流程示意图资料来源芯碁微装演示材料华泰研究图表16不同掩膜工艺比较湿膜干膜供应链国产化40-80元kg国产化如福斯特等成本008元pc15875mm约03元pc15875mm膜厚5-20m可调整10-20m可调整解析15微米15微米塑性开窗直角或正梯形开窗直角资料来源芯碁微装演示材料华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读10电力设备与新能源3曝光显影主要为光刻技术经过处理曝光显影后将感光胶上图形显现出来根据是否使用掩膜版光刻技术主要分为掩膜光刻与直写光刻1掩膜光刻由光源发出的光束经掩膜版在感光材料上成像光刻图形化线路精准度高但由于使用材料包含光阻干膜光罩及显影剂等昂贵材料不利于量产及降低生产成本2直写光刻也称无掩膜光刻是指计算机控制的高精度光束聚焦投影至涂覆有感光材料的基材表面上无需掩膜直接进行扫描曝光直写光刻在光刻精度对位精度良品率环保性生产周期生产成本柔性化生产自动化水平等方面均具有优势但其激光头价格较高图表17使用掩模版的曝光显影图表18直写光刻接近接触式光刻以及投影式光刻示意图资料来源米格实验室华泰研究资料来源芯碁微装招股说明书华泰研究4激光开槽除光刻路线外图形化还可使用激光开槽工艺采用激光去除位于导电金属层待电镀区域上的绝缘掩膜层以露出导电金属层的待电镀区域直接形成图形化掩膜以此便于后续对导电金属层的待电镀区域进行电镀工艺的施工激光开槽工艺流程简单省去了曝光显影等步骤但由于激光能量不易控制若开槽激光能量不足会导致无法形成良好的开槽形貌若激光功率过大则会损伤TCO膜层且激光的高温可能会损伤HJT的非晶硅层故当前激光开槽工艺尚不适合HJT电池电镀应用图表19激光开槽工艺资料来源一种单面或双面太阳能电池图形化掩膜和太阳能电池的制备方法2021华泰研究图表20图形化厂商布局情况图形化厂商图形化下游客户时间进度迈为股份光刻-掩膜光刻SunDrive202293迈为股份与SunDrive联合研发高效HJT电池采用无种子层直接电镀工艺实现最高转换效率高达2641迈为股份光刻-掩模光刻宝馨科技202298宝馨科技将与迈为股份在铜电镀关键领域开展深度合作由迈为负责图形化部分宝馨提供电镀及湿法技术共同攻克关键技术的研发应用芯碁微装光刻-激光直写隆基通威202292拟定增募集资金852亿元其中266亿元用于直写光刻设备产业应用深化拓展项目针对光伏领域本项目拟规划一条中试验证线约为4200万元直写光刻设备作为铜电镀曝光工序的关键设备具备较好产业化前景苏大维格光刻-激光直写-2022827在积极拓展光刻机设备在太阳能光伏电池铜电镀方案图形化方面的应用公司MiScan系列激光直写设备能实现08pm分辨精度及05m套刻精度采用无掩膜直写光刻技术天准科技光刻-激光直写-20229152020年底推出LDI激光直接成像设备2021年销售收入近7000万元帝尔激光激光-20221026公司的激光干法刻蚀技术已实现量产订单具体应用为电镀前的图形化工艺资料来源迈为苏大维格等公司公告华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读11电力设备与新能源2金属化包括电镀铜和后处理两步电镀可分为水平镀和挂镀1电镀铜在硅片正背面的栅线图案上电镀铜形成铜栅线电极根据电池片的放置及传送方式分为水平和垂直电镀1水平电镀电池片在电镀槽中为水平的链式传输其中滚轮旋转带动电池片移动其中一侧滚轮为导电材料形成电镀系统的阴电极电池在水平传输过程中与阴电极滚轮保持连续的或几乎连续的接触实现电镀2垂直电镀电镀槽具有用于待镀产品通过的电镀通道电镀通道内适于容纳电镀液所述电镀通道的一端为电镀进口所述电镀通道的另一端为电镀出口电镀通道的上方具有用于钢带通过的输送空间钢带用于垂直悬吊待镀产品通过钢带的驱动以使待镀产品依次穿过电镀槽的电镀进口和电镀出口实现电镀图表21垂直电镀与水平电镀资料来源太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件发电系统2022一种连续垂直电镀槽及具有其的连续垂直电镀生产线2022东威科技捷得宝华泰研究水平电镀性能更优但仍有较多问题需要解决相较垂直电镀尽管水平镀膜尚存在工艺设计难度高等问题但优势已较为明显主要包括1省去了电镀设备进出料端电池片在水平方向与垂直方向之间的转换过程生产效率更高2不使用挂具降低了破片率3通过平躺流片的方式改善了电镀不均匀的问题降低电镀液使用量图表22水平电镀和垂直电镀优缺点水平电镀垂直电镀优点生产效率更高产能大更容易实现适合于各类零件的电镀目前可做设备的厂商更多理论上可以解决镀不均匀问题电镀药品使用更少电镀时单件电流密度较高且不会随时间而变化槽电压低镀液温升慢省去了电镀设备进出料端电池片在水平方向与垂直方向之间的转换过程不使用挂带出量小具降低了破片率改善了电镀质量提高了生产良率降低了人力成本和生产成本维护简单安全性高缺点实际生产中会产生气泡氢气导致金属表面形成空洞需要手工装挂自动化程度低碎片率高夹碎或者夹不住掉落需要独特的电机设计国内部分厂商还需一定时间攻克技术瓶颈设备很难做电镀不均匀电镀液用量多滚轮导电是不稳定接触而且会损伤阴极挂镀点效率和外观受影响滚轮也会被电镀要退镀设备稼动率低无法以流水线方式大规模电镀产能小工艺控制难度高电极压点阻挡了电镀反应影响电池外观及转换效率电极施加在待电镀电池片上的压力往往难以控制易造成表面损伤或电池损坏载片挂具作为耗材对降低维护保养成本及提升设备的有效利用率提出了挑战资料来源PCB电子电路技术国知局华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读12电力设备与新能源图表23金属化厂商布局情况金属化厂商电镀下游客户时间进度东威科技垂直太阳井通威2022722公司从2020年8月立项研发光伏电池片金属化VCP设备中试线已经取得完全成功大量产线已经攻克了隆基洽谈中设备和自动化技术难关目前在设备研发设计制作中产能为6000片小时东威科技垂直太阳井通威2022128公司现有设备一直在客户处投产使用第二代设备在与多家客户洽谈合作达到量产的话速率可达到7000片以隆基洽谈中上小时捷得宝水平海源复材爱旭20211124与海源复材签署设备买卖框架合同一期拟先行采购1GW异质结电池设备含单面微晶及铜电镀工艺罗博特科全新方案-20221124公司前段时间已经完成铜电镀设备的内部测试也已经与几家客户签订项目合作保密协议基于公司的全新方案目前正在按照保密协议的约定陆续采购设计样机所需物料罗博特科全新方案-20221226公司完成了业界首创新型异质结电池铜电镀装备交付该设备是基于公司独创的量产型方案研发的全新模块化设备具有完全自主知识产权资料来源公司公告华泰研究2后处理去除感光胶层和种子层等通过碱性溶液去除硅片正背面的感光胶层通过金属蚀刻溶液去除硅片正背面的铜栅线区域外的铜种子层铜电镀技术相较银浆丝网印刷技术可以同时兼顾降本和提效提效端铜电镀当前效率较银浆提升02随着工艺优化预计未来电镀铜较银浆可以提效03-05其原理是铜电镀可以减少光学损失和电学损失1银浆是混合物而铜栅线是纯铜故铜栅线的电阻率比银浆低2铜栅线线宽较细而低温银浆的粘稠性使得制成的栅线线宽较宽更细的栅线光学损失更小降本端使用铜代替银能有效降低金属化成本电镀铜短期内量产成本012元W预计远期成本可以降至008元W左右大幅低于丝网印刷成本我们估计当前电镀药水掩膜材料设备折旧运行费用为003003002004元w据我们测算未来随着设备产能增加材料成本下降预计成本还有接近50的下降空间图表24常见金属与TCO的比接触电阻图表25电镀电极与丝印电极与TCO的接触资料来源俞健2019硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究华泰资料来源俞健2019硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究华泰研究研究图表26银栅线与铜栅线对比银栅线铜栅线优势材料价格银6000元kg铜60元kg直接材料成本低栅线宽度30-40um15-20um栅线窄高宽比高降低遮光面积及栅线电阻电阻率3-10cm17cm铜电阻率低效率提升02-05电池效率提升资料来源宗军2021铜栅线高效异质结技术华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读13电力设备与新能源图表27电镀铜成本测算项目单位丝印银浆成本电镀铜成本电镀铜远期成本相关厂商电镀药水元W0003002三孚新科太阳井掩膜材料元W0003002广信材料设备折旧元W001002001设备投资亿元GW06212-PVD设备亿元GW00504迈为股份-曝光设备亿元GW00603芯碁微装苏大维格-电镀设备亿元GW00603东威科技捷得宝罗博特科-其他设备亿元GW00302东威科技折旧年限年101010人工水电元W0003002环保费用元W0001001银成本元w01400银浆耗量mgw1800银浆价格元kg850085008500总成本元W015012008资料来源CPIA迈为三孚新材等公司公告华泰研究预测目前铜电镀尚处于产业化导入阶段部分领先设备已在下游有验证图形化厂商中迈为股份芯碁微装进展较快芯碁微装激光直写样机已交付电镀厂商中捷得宝罗博特科进展较快捷得宝为海源复材一期600MWHJT提供铜电镀设备目前产能已实现7500片h双面镀铜良率95以上图表28主流玩家电镀铜进度厂商性质公司时间进度电镀铜设备东威科技2022128公司现有设备一直在客户处投产使用第二代设备在与多家客户洽谈合作达到量产的话速率可达到7000片以上小时电镀铜设备东威科技2022722公司从2020年8月立项研发光伏电池片金属化VCP设备中试线已经取得完全成功大量产线已经攻克了设备和自动化技术难关目前在设备研发设计制作中产能为6000片小时电镀铜设备罗博特科20221124公司前段时间已经完成铜电镀设备的内部测试也已经与几家客户签订项目合作保密协议基于公司的全新方案目前正在按照保密协议的约定陆续采购设计样机所需物料电镀铜设备芯碁微装202292拟定增募集资金852亿元其中266亿元用于直写光刻设备产业应用深化拓展项目针对光伏领域本项目拟规划一条中试验证线约为4200万元直写光刻设备作为铜电镀曝光工序的关键设备具备较好产业化前景与客户通威合作激光直写样机已交付电镀铜设备迈为股份2022826铜电镀目前有4个技术难点已攻克了一半多明年上半年有望实现在客户端的中试线试运行电镀铜设备迈为股份202293迈为股份与SunDrive联合研发高效HJT电池采用无种子层直接电镀工艺实现最高转换效率高达2641电镀铜设备帝尔激光20221026公司的激光干法刻蚀技术已实现量产订单具体应用为电镀前的图形化工艺电镀铜设备捷德宝20211124与海源复材签署设备买卖框架合同一期拟先行采购1GW异质结电池设备含单面微晶及铜电镀工艺应用宝馨科技2022928宝馨科技与迈为股份战略合作子公司设备采购签约仪式成功举行怀远HJT项目的湿化学设备等部分设备为公司研发生产其余将应用迈为的最新一代设备产品并由迈为对整线设备进行整合后交付投产同时宝馨科技将与迈为股份在铜电镀关键领域开展深度合作由迈为负责图形化部分宝馨提供电镀及湿法技术共同攻克关键技术的研发应用应用宝馨科技2022729怀远项目在金属化环节将优先采用电镀铜路线公司电镀铜设备的实验机型中试机型的验证工作已完成目前正在试制量产机型在图形化方面采用的是光刻技术量产机型预计可做到8000片小时应用海源复材20221219海源复材在光伏电镀铜技术已取得突破中试效果良好且工艺趋于稳定有望成为行业内首家应用电镀铜工艺的光伏企业2023具备产业化2024年开始规模化产能其中海源第一条线年前开始进设备年后安装调试对标以往的电池银浆采用电镀铜工艺技术成本可以降低50左右转换效率可以增加03目前600MW铜电镀产能7500片h良率95以上应用海源复材2022812海源复材600MW铜栅线异质结电池拟于2022年10月进行调试使用捷得宝整线设备应用国电投2022814国电投研究院已成功开发效率达245的铜栅线异质结电池量产技术工艺资料来源迈为东威等公司公告证券时报全景财经光伏前沿华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读14电力设备与新能源2340BB降银13蓄势待发0BB能够降低13的银耗0BB即无主栅技术在电池片中取消了主栅采用互联焊带与电池辅栅相连目前主流HJT玩家银耗已降至18mgW左右其中主栅8mg副栅10mg0BB后银耗将进一步下降至12mgW图表29不同栅线技术HJT电池单片银耗量14主栅副栅121210108864200目前主流HJT玩家银耗量mgw应用0BB技术后mgw资料来源中科院电工所华泰研究235激光转印钢板印刷新兴金属化技术激光转印钢板印刷可以解决传统丝网印刷存在的缺陷传统丝网印刷存在印刷速度低容易堵网栅线过宽等问题因此设备厂商都在尝试使用更适合HJT的印刷技术目前具有代表性的主要包括帝尔激光的激光转印技术和迈为股份的钢板印刷技术非接触印刷减少裂片风险激光印刷正在验证激光转印是一种新型的非接触式的印刷技术原理是通过降低栅线宽度以达到缩减银耗量的目的帝尔激光公司通过激光转印技术在PERC电池上验证的银浆耗量节省约30而HJT电池栅线宽度大银耗量高预计该技术在HJT电池上带来的银耗量减少效果会更加显著HJT电池目前采用丝网印刷的线宽约40um激光转印有望做到22um并实现更均匀更细的栅线另外传统挤压式印刷下硅片过薄容易破碎而使用非接触式的激光转印有助于硅片减薄图表30激光转印原理图表31激光转印工艺资料来源光伏技术华泰研究资料来源光伏技术华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读15电力设备与新能源图表32激光转印进度厂商性质公司时间进度激光转印设备帝尔激光2022623已向头部客户交付了激光转印的量产样机目前正在验证中激光转印设备帝尔激光2022826今年上半年公司的激光转印设备已经在3家公司交付单线或整线量产设备目前正在验证中激光转印在HJT上相对其他线路优势更加明显有约30银浆降低激光转印设备帝尔激光20221027激光转印设备已经在3家公司交付单线或整线量产验证设备三季度末实现了单机订单客户反馈效率提升03浆料节约30-40同时正在与相关企业的TOPCon激光转印的需求进行商务沟通中激光转印可兼容银包铜浆料资料来源帝尔激光公司公告华泰研究钢板印刷有望取代丝网印刷成降低银耗新路线与传统丝网印刷相比钢板印刷采用平整超强材质的合金钢片为原材料较丝网印刷的钢丝PI结构具有更高的稳定性和更长的使用寿命同时钢板印刷的细栅部分是100的无遮挡结构克服了丝网印刷技术下栅线高低起伏不均匀的问题从而提高电学性能根据迈为股份公告在银浆耗量上由于栅线印刷区域为全开口结构印刷高度均匀在制造相同效率电池的情况下净节省20左右的银浆目前钢板印刷已经通过了迈为股份实验室和中试线的测试华晟和迈为也进行了合作并完成了初步测试图表33钢板印刷进度厂商性质公司时间进度钢板印刷设备迈为股份2022817迈为HJT整线设备已成功导入微晶技术和钢板印刷技术量产平均转换率已突破25应用华晟2022627华晟在钢制网板方面做了初步测试单面湿重降低152mg双面钢制网板加特制银浆公司预计总湿重将降低超过25-30mg资料来源迈为华晟公司公告华泰研究图表34不同印刷技术下印刷形貌对比图表35不同印刷技术网板结构差异资料来源迈为公告华泰研究资料来源迈为公告华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读16电力设备与新能源24降本之非硅成本2靶材降本多管齐下少铟化是核心目标设备优化回收叠层设计助力少铟化目前市场主流制备TCO薄膜的路线为PVD使用的靶材为ITO和AZO在设备端通过优化载板设计和磁场设计可把铟耗量降低至20mgW其次生产过程中PVD挡板托盘中也会残留ITO回收利用该部分ITO的成本约250-900元kg远低于原生铟的成本650-1000元kgITOAZO叠层设计可实现效率相当情况下铟用量降低50根据迈为股份于苏州产业建设大咖会上披露24年HJT将实现铟含量低于1mgW甚至完全无铟图表36靶材降本路径资料来源全球光伏华泰研究25降本之非硅成本3设备投资额未来仍有下降空间设备国产化进程加速未来有望降至25-3亿元GW在2019年之前HJT设备未能实现国产化主要依赖进口成本约为1020亿元GW2019年后内厂商开始推进设备国产化替代进程目前国内设备龙头企业迈为捷佳钧石均已具备HJT整线设备供应能力单GW投资金额由早期的10亿元以上下降到现在的35-4亿元设备产能也提升至单台500-600MW据Solarzoom预计随着核心零部件国产化如真空泵电源国产化等降价以及设备产能提升进一步摊薄成本24年HJT整线设备成本有望降至25-3亿元GW图表37设备产能与价格发展趋势1200设备年产能MW投资金额亿元GW7100065800460034002200100201920212024E资料来源Solarzoom华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读17电力设备与新能源三HJT尚受成本限制多路径降本后产业化将至31HJT目前成本仍较高多因素持续推进降本提效降本持续推进预计23年组件端成本打平PERC由于HJT银浆成本设备折旧靶材成本较高我们测算当前时点HJT电池端非硅成本033元w电池端成本较PERC高出接近02元w当前时点HJT尚不具备经济性短期内仍将以降本提效为突破口目前进展较快的包括双面微晶转光膜120um-130um薄硅片0BB等随着这些手段陆续导入我们预计23年HJT组件端成本将打平PERC具体降本增效进展包括1当前单面微晶提效05-06pct双面微晶可再提效03pct随着后续工艺优化双面微晶仍有进一步提效空间产业链进展方面进展较快的有华晟二期210单面微晶项目公司预计将在23Q1满产迈为210双面微晶设备已发货至金刚酒泉项目公司预计23Q1将出片23年双面微晶大规模导入2硅片减薄至120-130um目前金刚光伏的吴江产线已全面量产使用130um硅片同时下一步目标是120um硅片的导入华晟自建120um半片切割产能即将导入根据我们测算硅片厚度每下降10um单瓦硅耗降低约01gw3当前主流玩家银耗18mgW主栅8副栅100BB后耗量有望下降至12mgW按银价6500元kg测算浆料成本将降至7分W4转光膜可提升组件功率15-2华晟已与赛伍签订2年10GW订单爱康导入在即图表38HJT降本手段及进展手段内容提效微晶单面微晶提效05-06pct进展较快的有华晟二期210单面微晶项目公司预计将在23Q1满产双面微晶可再提效03pct迈为210双面微晶设备已发货至金刚酒泉项目公司预计23Q1将出片23年双面微晶大规模导入转光膜转光膜可提升组件功率15-2华晟已与赛伍签订2年10GW订单爱康导入在即电镀铜铜栅线较银栅线电阻更小栅线更细能带来03-05的效率提升随着大规模产业化电镀铜成本或低于银包铜有望成为HJT金属化的终极方案降本硅片减薄金刚光伏的吴江产线已全面量产使用130m硅片同时下一步目标是120um硅片的导入华晟自建120um半片切割产能即将导入根据我们测算硅片厚度每下降10um单瓦硅耗降低约01gw银耗减少0BB电镀当前主流玩家银耗18mgw主栅8副栅100BB后耗量有望下降至12mgw我们预计23Q1客户端中试浆料成本将降至7铜银包铜分w电镀铜则是完全无银化技术24年有望量产靶材少铟化迈为预计24年铟含量将低于1mgw设备降本迈为预计24年设备成本将降至25-3亿元资料来源华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读18电力设备与新能源图表39不同电池技术成本对比技术参数PERCtopconHJT当前23年HJT24年HJT降本理由电池片尺寸mm1660016600166001660016600硅片厚度m1550014000130001300010000HJT更适合薄片化预计减薄极限100um切片良率99009800975097509800目前碎片率较高导入半棒切割后良率提升电池片效率23502480247025502600非晶245-247单面微晶252双面微晶25523年双面微晶量产单片功率W648683681703716组件电池片数量片72007200720072007200电池良率98009650980098009800CTM99009900985098809900低温工艺和激光切割不兼容后续通过切割流程前置半棒提高电池成本测算PERCTOPConHJT23年HJT24年HJT硅片成本元W043043042038031N型硅片虽有溢价但薄片化摊薄硅片成本银浆元W006008014007005银浆耗量mg片70100125856022年钢板印刷等印刷工艺降低银浆耗量23Q1导入0BB验证价格元kg65006500850065006500银浆国产化靶材元W00003002000靶材耗量mg片009045023年导入背面AZO1000元kg24年铟耗量低于1mgw甚至无铟价格元kg25002500250025002500折旧元W003004008007006设备投资额亿元GW131838353折旧年限年55555电力元W002002002002002电耗KWhKW5463545445电价元KWh0404040404人工元W002002002002002其他化学试剂气体元W003003004004004非硅成本合计考虑良率元W016020033024019电池成本合计考虑良率元W060064076063050组件非硅成本元W059055055054051组件成本元W11911913111610223年HJT组件端成本打平PERC资料来源SOLARZOOMCPIA华泰研究注硅料价格以150元kg测算32经济性限制短期产能投放大量规划产能待落地由于22年HJT尚不具备经济性故22全年落地产能仅11GW左右随着薄硅片银包铜0BB微晶化等降本提效工艺导入HJT经济性逐步凸显各路玩家纷纷入局我们预计23年HJT新增产能将达60GW以上23年全行业产出20GW老牌龙头中东方日升进展较快根据公司披露截至22Q3日升异质结组件出货350MW23年将有5GW产能达产其他老牌玩家如通威隆基晶澳均有技术储备目前通威采用理想万里晖PECVD设备HJT电池最高转换效率已达到2518并已形成14GWHJT产能隆基HJT效率突破2681刷新世界纪录新入局玩家主要以华晟爱康金刚玻璃等为主其中进展较快的1华晟安徽一期已满产公司预计二期210mm单面微晶23Q1满产23年总产能将达15GW2金刚光伏酒泉项目210双面微晶设备已到场公司预计23Q1将出片23年产能将达6GW3爱康湖州规划3条600MW量产线采用迈为整线设备目前第一条线已出片公司预计另外两条线也有望今年上半年投产免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读19电力设备与新能源图表40主要HJT玩家累计产能梳理公司202120222023Q12023Q22023Q32023Q4通威141414141414隆基020202020214晶澳0505050505阿特斯025025025025025025东方日升5515润阳海泰新能爱康科技022142382382382382REC15宝馨科技222正业科技11苏州潞能11111华晟05272776151151金刚光伏126666太一光伏晋能020202020202乾景园林11123明阳智能001222海源复材0606060606钧石060606060606三五互联2国电投5合计33711071827313741677587资料来源通威隆基等公司公告华泰研究免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分请务必一起阅读20