HJT优势明显，有望成为下一代电池片主流技术
　　HJT优势众多，潜力大。
　　HJT优势一：避免LID光致衰减和PID电位诱导衰减。光伏组件的衰减越少，发电效率越高，能够高效使用更长时间。
　　HJT优势二：低温度系数、输出效率稳定。HJT电池温度系数优于PERC、TOPCon，输出功率相比较起来更加稳定。现阶段，PERC电池温度系数通常为-0.45%~-0.35%/℃，TOPCon电池温度系数通常为-0.29%~-0.28%/℃，而HJT电池温度系数一般为-0.25%~-0.2%/℃，意味着在大于25℃的条件下，环境温度每升高1℃，HJT组件的输出功率降低基准值的0.25%~0.2%，在高温运行中比PERC电池和TOPCon电池的输出功率更稳定。
　　HJT优势三：转换效率高。HJT转换效率高，不论是实验室效率还是量产效率，均已高于相应产线上PERC和TOPCon的最高转换效率。
　　HJT优势四：结构对称、双面率高、低温工艺，适合薄片化发展。HJT电池在单晶硅片两面分别沉积氢化本征非晶硅薄膜、掺杂层、TCO与电极，具有双面对称性，使得制备过程中的机械应力减小，硅片的碎片率更低；同时，HJT电池双面率更高，可达90%以上，相较于双面率为70%-80%左右的PERC和TOPCon，具有天然的发电优势；此外，由于HJT采用200°C以下的低温制备工艺，能够减少高温带来的硅片的热形变，使得薄片化电池的良品率更高，因此更适合薄片化发展。
　　风险提示
　　市场规模测算误差。我们对曝光机2023年-2025年的市场规模进行了测算，除引用公开数据外，还对部分参数做出了假设，因此测算结果可能与实际市场规模存在误差。
　　HJT扩产不及预期。若HJT技术导入不及预期或导入后扩产不及预期，将会影响HJT设备厂商的需求，进而影响铜电镀设备的需求。
　　电镀铜工艺导入不及预期。光伏电镀铜目前仍处于测试验证阶段，并未实现量产，如技术导入不及预期，电镀铜工艺量产线难以投产，将会抑制铜电镀设备的市场需求。

研究报告全文：证券研究报告行业深度报告2023年02月17日光伏铜电镀行业深度报告降本增效蓄势待发铜电镀产业化进程加快机械行业首席分析师张一鸣研究助理邓宇亮邮箱zhangyiminggszqcom邮箱dengyulianggszqcom执业证书编号S0680522070009执业证书编号S0680121090003打造极致专业与效率1HJT有望成为下一代电池片主流技术2铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路目录3铜电镀制备工艺与市场规模图形化设备为核心设备CONTENTS4核心标的芯碁微装苏大维格罗博特科2HJT优势明显有望成为下一代电池片主流技术HJT优势众多潜力大HJT优势一避免LID光致衰减和PID电位诱导衰减光伏组件的衰减越少发电效率越高能够高效使用更长时间HJT优势二低温度系数输出效率稳定HJT电池温度系数优于PERCTOPCon输出功率相比较起来更加稳定现阶段PERC电池温度系数通常为-045-035TOPCon电池温度系数通常为-029-028而HJT电池温度系数一般为-025-02意味着在大于25的条件下环境温度每升高1HJT组件的输出功率降低基准值的02502在高温运行中比PERC电池和TOPCon电池的输出功率更稳定HJT优势三转换效率高HJT转换效率高不论是实验室效率还是量产效率均已高于相应产线上PERC和TOPCon的最高转换效率HJT优势四结构对称双面率高低温工艺适合薄片化发展HJT电池在单晶硅片两面分别沉积氢化本征非晶硅薄膜掺杂层TCO与电极具有双面对称性使得制备过程中的机械应力减小硅片的碎片率更低同时HJT电池双面率更高可达90以上相较于双面率为70-80左右的PERC和TOPCon具有天然的发电优势此外由于HJT采用200C以下的低温制备工艺能够减少高温带来的硅片的热形变使得薄片化电池的良品率更高因此更适合薄片化发展图表1国内光伏企业PERCTOPConHJT电池片组件的效率最高产品图表2不同类型电池片的比较分类电池片组件技术路径公司名称效率PERCSETOPConHJTPERC电池片横店东磁2401硅片类型P型N型N型电池片效率TOPCon电池片晶科能源2500量产24左右量产24-25量产24-2505HJT电池片迈为股份2505转换效率实验室最高245实验室最高261实验室最高2681量产线PERC组件隆基绿能2238天合光能晶科能源隆基绿能组件效率组件晶澳科技4步低温工艺TOPCon2240工序数量及温度10步高温工艺11步高温工艺200HJT组件华晟新能源2300存在LIDPIDLIDPID及LETIDLIDPID及LETID电池片天合光能2450PERCLETID衰减首年为零首年衰减为零首年衰减1-组件衰减电池片效率TOPCon电池片晶科能源2610衰减210年后剩110年后剩余210年后剩余余80左右90左右90左右HJT电池片隆基绿能2681实验室PERC组件天合光能2303双面率已达8215隆基已达85已达95组件效率TOPCon组件天合光能2424设备投资亿元12-1515-184-45HJT组件金石能源2446GW资料来源浙江新闻美通社金融界光伏见闻国际太阳能光伏网索比光伏网北极星太阳能光伏网资料来源数码器材库中证报全球光伏光伏家国际太阳能光伏界面新闻享迎全网综合能源集邦新全国能源信息平台公司公众号国盛证券研究所能源网国盛证券研究所3HJT优势明显有望成为下一代电池片主流技术HJT与钙钛矿叠层电池或将成为光伏电池片终极技术而HJT是走向终极技术的必经之路HJT与钙钛矿叠层电池转化效率更高理论最高转换效率有望超过40HJT与钙钛矿均为低温工艺二者工艺更加适配钙钛矿需要低温工艺制备过程不得超过150-200温度过高会对电池造成损伤TOPcon采用高温银浆是高温工艺温度至少在500以上而HJT采用200以下的低温制备工艺与钙钛矿更加适配HJT叠层钙钛矿是加分项TOPcon叠层钙钛矿是加分项的同时也是减分项HJT的上表面为TCO层是良好的导电材料叠层钙钛矿时可以在HJT的TCO层上直接叠加将HJT与钙钛矿导通设备端甚至可以集成工艺路线高度相融而TOPcon电池的上表面为氮化硅材料氮化硅导电性能弱如果叠加钙钛矿需要避免使用氮化硅这将大幅更改工艺路线提升制备的难度同时氮化硅能够提升TOPcon的光吸收率如果将TOPcon的氮化硅去掉将降低TOPcon的转换效率图表3TOPCon电池基础结构示意图图表4HJT电池基础结构示意图TCOp--SiHp型氢化非晶硅层N-单晶硅片i--SiH氢化非晶硅层n--SiHTCOn型氢化非晶硅层资料来源智汇光伏全球光伏国盛证券研究所41HJT有望成为下一代电池片主流技术2铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路目录3铜电镀制备工艺与市场规模图形化设备为核心设备CONTENTS4核心标的芯碁微装苏大维格罗博特科5高成本是限制HJT大规模扩产的主要因素HJT投资成本高于TOPcon而HJT的转换效率与TOPcon差距不大这是目前限制HJT大范围量产的主要原因建设HJT产线的成本较高单GW产线设备投资额为35-4亿元HJT产线与现有PERC产线不兼容只能新建生产线目前单GW的HJT产线设备投资额约35-4亿元达PERC的3倍以上PERC单GW设备投资额为12-15亿元TOPcon单GW设备投资额为15-18亿元目前HJT转换效率与TOPcon差距不大从实验室效率来看HJT最高转换效率为2681隆基TOPcon为2610晶科从量产线转换效率来看HJT最高转换效率为2505迈为TOPcon为2500晶科二者差异不大低温银浆为HJT降本关键HJT非硅成本占比达51PERC仅为42HJT电池非硅成本中银浆成本占比高达59低温银浆价格较贵PERC与TOPCon电池制备均采用高温银浆而HJT使用低温银浆且为双面结构正反面均需银浆低温银浆相较于高温银浆国产化率低价格偏高HJT电池使用的低温银浆较高温银浆溢价为2000元千克目前低温银浆均价在6000元千克以上低温银浆电阻率较高由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银而是由银粉与有机载体形成的混合物银浆电阻率高于纯银且其中含有的不导电的有机物固化后附着在电池片表面会进一步提高电阻率使得银浆的电阻率在5-10m低温银浆的栅线线宽不够细银浆的流动性会使栅线向两边塌陷使得传统丝网印刷银栅线的线宽被限制在30-40m低温银浆的栅线平整度不够由于银栅线采用印刷工艺难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼以及扩散现象图表5不同类型电池投资成本图表6不同类型电池银浆耗量投资成本亿元GW银浆耗量mg片451804160351403120251002801560401200500HJTPERCTOPconHJTPERCTOPCon资料来源国盛证券研究所资料来源索比光伏网国盛证券研究所PVInfoLink6铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路提效方面纯铜栅线保证高导电性低线宽减少功率损耗转换效率方面采用铜栅线工艺的电池电阻率更低栅线线宽小且栅线平整度高整体的电池转换效率比原有银栅线提高约0305具有效率优势1纯铜电阻率低于银浆由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银而是由银粉与有机载体形成的混合物银浆电阻率高于纯银且其中含有的不导电的有机物固化后附着在电池片表面会进一步提高电阻率使得银浆的电阻率在5-10m而电镀铜工艺中使用的铜栅线为纯铜纯铜的导电率仅次于纯银且远远超过其它所有金属制成铜栅线后电阻率为17m导电性优于银浆栅线2铜电镀线宽更小银浆的流动性会使栅线向两边塌陷使得传统丝网印刷银栅线的线宽被限制在30-40m电镀铜工艺中在铜进行沉积时会有研磨形成的图形来紧紧限制铜的宽度可以使铜栅线保持良好形貌线宽可以做到15-20m精度高的甚至达到5-10微米铜栅线的最小线宽减小使栅线密度提高可以较大程度地减少横向电流功率损耗和细栅线遮光功率损耗从而减少电极引起的总功率损耗入射光利用率提高3铜电镀平整度更高由于银栅线采用印刷工艺难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼以及扩散现象铜栅线为沉积形成平整度显著提高且避免了扩散对电池性能影响较小图表7低温银浆丝网印刷与铜电镀对比图表8铜栅线和银栅线形貌低温银浆丝网印刷铜电镀主栅正面银浆579700元千克电解铜6695元千克主要原材料成本细栅正面银浆649900元千克截至20221209数控截至202212094-5轴电阻率银浆5-10m铜栅线17m铜线宽30-40um20um栅效率提升-03-05资料来源世纪新能源网产业调研上海有色网全球光伏公众号腾讯新闻国盛证券研究所资料来源SPIC国盛证券研究所7铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路降本方面电镀铜技术使用金属铜代替全部的金属银铜材料价格低廉并且双面金属化可以同时完成电镀铜技术的应用可以在银包铜技术路径的基础上进一步降低异质结电池成本传统HJT丝网印刷工艺的成本为0271元瓦而HJT铜电镀工艺的成本为0135元瓦HJT铜电镀单瓦成本相比较于传统丝网印刷工艺降低50左右图表9HJT电镀铜工艺降本测算传统HJT丝网印刷成本理想状态下HJT铜电镀成本效率25252功率瓦551556物料成本元瓦浆料0216000000PVD铜0000000200网版0011000020药液0000000180掩膜湿膜印刷0000000450数控直接人工与制造费用元瓦4-5轴人工0002800028能耗0022000110折旧0019000360综合成本0271001350资料来源产业调研国盛证券研究所测算81HJT有望成为下一代电池片主流技术2铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路目录3铜电镀制备工艺与市场规模图形化设备为核心设备CONTENTS4核心标的芯碁微装苏大维格罗博特科9铜电镀的制作工艺与流程HJT铜电镀制作工艺主要为图形化与金属化两大环节分为五大主要步骤第一步沉积种子层若镀层直接与TCO接触附着性较弱铜电极容易脱落会影响后续的组件焊接的可靠性因此需要一层种子层来增加结合力第二步图形化在种子层上制作电极的形貌喷涂感光胶并通过LDI曝光机显影机进行曝光显影第三步铜电镀按照曝光显影后的图形进行双面电镀铜即在种子层上面电镀铜电镀锡或者电镀铜化学锡或者电镀铜化学银等等电镀的铜主要起导电作用锡和银主要起焊接和保护作用因为1铜很容易被氧化需要锡或者银保护2铜本身不能焊接需要用锡和银起焊接作用第四步去除感光胶第二步为了图形化喷涂了感光胶需要将剩余的感光胶去除因此需要在退膜机中清洗感光胶后漏出种子层第五步蚀刻种子层需要将第一步剩余的种子层去除因此使用蚀刻机刻蚀种子层进而得到完整的铜电极图表10HJT太阳电池电镀铜电极结构图表11HJT太阳电池电镀铜电极工艺n型单晶硅片n型单晶硅片n型单晶硅片电镀电极p型掺杂非晶硅透明导电薄膜基底1双面沉积种子层2图形化n型单晶硅片本征非晶硅层型掺杂非晶硅n电镀种子层电镀粘合层n型单晶硅片n型单晶硅片电镀传导层n型单晶硅片电镀焊接层3双面铜电镀4去除感光胶5刻蚀种子层资料来源硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究国盛证券研究所资料来源硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究国盛证券研究所10铜电镀的制作工艺与流程第一步沉积种子层第一步沉积种子层若镀层直接与TCO接触附着性较弱铜电极容易脱落会影响后续的组件焊接的可靠性因此需要在整个TCO上制备一层种子层100nm以改善铜栅线的附着性种子层制备工艺主要包括PVD物理气相沉积与RPD离子反应镀膜等技术有种子层电镀方案优势1改善电镀金属与TCO膜之间的附着性能若无种子层金属直接镀在TCO膜上附着性较差易造成电极脱落而镀完TCO膜后再镀种子层可以改善电极的附着性能2种子层制备工艺已相对成熟目前市面上流行的种子层制备方法主要包括物理方法沉积PVDRPD离子反应镀膜等技术现在最主流的方法则是PVD物理气相沉积该方法门槛低且工艺成熟3种子层能够起到阻隔作用铜电镀的一大困难在于铜电极向硅内部扩散速度很快将导致电池的转换效率降低而种子层的材料一般是选用金属镍金属镍具有良好的导电性同时能够有效阻止电镀铜金属向硅内部扩散有种子层电镀方案劣势增加了沉积种子层环节后续需要蚀刻种子层使得电镀铜的技术工艺更复杂成本与良率均受到负面影响种子层制备方式PVD磁控溅射为目前主流工艺PVD具有成本较低镀膜工艺成熟设备供应商较多可满足规模化需求等优势图表12磁控溅射左与RPD右技术原理图图表13PVD磁控溅射工艺与RPD工艺部分特性对比项目PVD磁控溅射RPD离子反应镀膜薄膜生长速率较慢较快成膜质量正常较好电学性能一般较好靶材成本低高设备厂商较多仅日本住友及获专利授权企业资料来源硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究2020年中国光伏技术发展报告晶体硅太阳电池研究进展651电子网PECVD法原位渗氮表面改性钛双极板的性能公司公告国盛证券研究所11铜电镀的制作工艺与流程第一步沉积种子层无种子层路线迈为股份与SunDrive自2021年起合作研发高效HJT电池其采用无种子层制备技术迈为提供蓝膜片全部工艺制程在其自主研制的异质结高效电池量产设备包括清洗制绒PECVDPVD等上完成电池片电极由SunDrive在其无种子层电镀设备上完成通过不到一年的技术迭代及工艺优化双方联合开发的无银异质结电池转换效率屡次获ISFH认证从2554迅速攀升到2641无种子层方案优势1可减少铜电镀的工艺环节节约制备种子层的成本无种子层电镀方案劣势1铜电极在TCO膜上附着性能差易出现脱栅问题图表15迈为股份SunDrive合作HJT电池效率提升曲线图表14迈为股份种子层制备PVD设备资料来源硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究迈为股份公众号国盛证券研究所资料来源迈为股份公众号国盛证券研究所12铜电镀的制作工艺与流程第二步图形化第二步图形化主流技术路线为曝光显影方式其他方式有激光开槽喷墨打印等曝光显影通过曝光显影在种子层上显现电极形貌完成图形转移根据是否使用掩膜光刻可分为掩膜光刻与直写光刻光源发出的光束经掩膜版在感光材料上成像称为掩膜光刻通过计算机控制高精度光束进而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的技术即为直写光刻激光开槽适用于PERC和TOPCon因为其蓝膜材料为绝缘的氧化硅或氮化硅只需用激光对其开槽打掉氮化硅即可进行后续的电镀但是将激光开槽应用于HJT铜电镀路线有两个问题第一HJT很薄激光开槽对电池损伤较大第二激光开槽会影响铜电极的形貌铜会生长成蘑菇型蘑菇型会导致藏污纳垢及一些酸碱残留这样会影响转换效率同时宽度过大也会影响电流此外蘑菇型的力学结构也较差容易脱落喷墨打印精度越高需要墨滴越小墨滴越小需要打印的次数越多同时墨滴小了容易堵住喷口因此效率不高在铜电镀工艺上实现10-20m的高精度时由于需要控制墨滴大小造成产能速度较慢目前不适用铜电镀量产图表16电镀铜图形化环节主要技术路径光学投影掩膜光刻光刻普通掩膜光刻图形化环节激光直写光刻激光开槽喷墨打印资料来源芯碁微装招股书国盛证券研究所13铜电镀的制作工艺与流程第二步图形化曝光显影路线中直写光刻和掩膜光刻均是可行路线目前直写光刻路线进展更快曝光显影路线包括光学投影掩膜光刻普通掩膜光刻直写光刻最终何种方案胜出取决于中试线的生产数据综合考量设备成本生产速度曝光精度等指标后进行选择目前走得较快的是直写光刻技术路线普通掩膜光刻如接触式光刻和接近式光刻等精度能达到铜电镀要求有可能得到应用1优势在于产能速度有望比直写光刻更快曝光时掩膜光刻用一个板对准曝光即可直写光刻方案需要扫描用激光把图形画上去需要一定的时间因此在高分辨率情况下直写的扫描所需时间比掩膜版对准整体曝光的时间长2劣势掩模版容易被污染是耗材属性成本较高此外精度不够目前普通掩膜光刻技术能够实现最高精度一般在50m左右主要原因是受限于底片的图形解析能力且光线经过底片透射后发生角度变化底片与基板贴合的平整度等因素均会影响精度直写光刻LDI1优势直写光刻优势在于没有掩膜版的消耗普通掩膜光刻曝光时需要掩模版掩模版是耗材随着曝光次数的增多消耗较快因此直写光刻更符合大产能的需求2劣势生产速度慢于普通掩膜光刻供应链不稳定LDI里面的核心部件DMD数字微镜器件是TI德州仪器独供的美国制裁我国光伏的背景下供应链不稳定芯碁是LDI设备的龙头厂商其将部分股权融资用于LDI设备的升级迭代有望快速形成产能投影式掩膜光刻源自半导体行业技术主要应用在芯片泛半导体领域精度极高纳米级或1m级精度越高成本越高苏大维格使用投影式掩膜光刻因为下面有透镜掩模版距离底部电池片距离较远不会被污染此外掩模版是金属掩模版不会因为长时间光照而损害因此掩模版不是耗材能够降低使用成本图表17直写光刻接近接触式光刻以及投影式光刻示意图图表18苏大维格-投影式掩膜光刻曝光显影路线的生产流程1喷涂感光胶在光照之下光刻胶的属性将发生改变若无光照光刻胶的属性不变以此为后续的曝光显影打下基础光刻胶行业被日美高度垄断我国相关厂商包括晶瑞股份南大光电等2曝光在完成电池片正背两面喷涂感光油墨并烘干后用直写光刻或掩膜光刻进行曝光3显影在显影机中清洗感光材料进而在暴露出的部分进行铜电镀资料来源芯碁微装招股书国盛证券研究所资料来源产业调研国盛证券研究所14铜电镀的制作工艺与流程第二步图形化图形化环节核心设备为曝光机目前主要布局公司包括芯碁微装苏大维格太阳井捷得宝等芯碁微装凭借在泛半导体PCB领域直写光刻技术积淀正积极切入HJT铜电镀环节提供LDI设备苏大维格布局投影式掩膜光刻设备此外太阳井捷得宝等为客户提供整线或相关设备图表19电镀铜图形化环节主要公司公司公司简介在光伏行业的进展公司为国内直写光刻领军企业2015年成立目前自主研发生产的直写光刻设备已经应用光伏行业要求解析度15m对位精度要求10m2021年公司发出用于改造于泛半导体和PCB领域产品在在光刻精度对位精度良品率生产成本等方面具备优的半导体设备能做到5-6m公司于2022年12月公告定增项目继续建设直写芯碁微装势公司的直写光刻设备已经可以和国外领先企业进行竞争正在积极布局光伏HJT电镀光刻设备产能在现有业务基础上拓展其在新能源光伏等新领域中的产业化应铜领域的直写光刻设备用并与下游知名电池片厂商进行了技术探讨通威股份持股208公司已经成功开发出HJT铜电镀技术正在开发量产级HJT铜电镀2021年底交付低成本异质结铜互联大试线次年在客户端成功出片后续技术太阳井整线解决方案不断优化2022年底启用量产制造车间主要给海源复材开发HJT铜电镀相关设备其水平电镀已经达到每小时7000片捷得宝电镀铜设备整线供应商开发工艺包括油墨掩膜和水平电镀等以上自主研发三维光刻设备面向信息光子和新型显示领域公司的激光直写光刻机目前应用正积极拓展光刻机设备在光伏电池铜电镀方案图形化方面的应用主要路线为苏大维格在柔性电子MEMS微机电系统特定领域半导体如半导体功率芯片等产品的研发制造投影式掩膜光刻路线主要潜在客户为迈为与爱康面向光伏显示半导体行业主要产品包括全自动太阳能电池丝网印刷产线异质结电提供异质结电池整体解决方案公司对铜电镀和银包铜持中立态度乐观预计迈为股份池制造整体解决方案OLED柔性屏激光切割设备MiniMicroLED晶圆设备半导体晶圆2023年上半年会有铜电镀中试线在客户端运行封装设备等爱康科技从事异质结电池发展正在进行电镀铜的工艺整合面向消费电子半导体PCB光伏新汽车等行业提供视觉测量检测制程等高端目前LDI设备仅用于刚性版领域的双面板多层板HDI板领域及FPCIC载板天准科技装备产品的影像转移公司正密切关注电镀铜方向的LDI应用资料来源公司公告公司官网产业调研国盛证券研究所铜电镀的制作工艺与流程第三步电镀铜第三步电镀铜浸泡在相应的溶液一般为硫酸铜中通过电解制得铜电极电镀方式可分为垂直电镀水平电镀与花篮式电镀1垂直电镀PCB垂直电镀目前应用较广但其难以完全移植至光伏领域主要代表企业为东威科技太阳井优势从PCB行业改造而来技术较成熟工艺较简单应用便捷劣势垂直电镀需要用夹具夹住电池片这种情况下第一在薄片化趋势下电池片很容易碎PCB板较厚几乎没有碎片率的问题也较难实现自动化第二需要预留装夹子的位置此位置也难以电镀因此实用面积降低第三电镀的过程中电池片与夹具需要全面浸入电镀液中夹子是金属的因此使用频次增加以后会被镀上很厚的铜影响整体性能需要多加一道褪镀的过程对设备的稼动率有较大影响比如设备需要经常停机更换夹具2水平电镀效率高但是气泡难以排出主要代表企业为捷得宝优势相比较于垂直电镀水平电镀的电池片与镀液面平行水平电镀无需夹具无需装挂无需空留装夹位置因此碎片率良品率自动化实用面积等方面更优秀此外导电滚轮作为阴极的同时传送电池片阴极与预镀表面的接触面积更大电流密度更高使得水平电镀的速度更快劣势工艺难度较大存在质量问题如电镀过程中将产生氢气因为电池片是平放的所以电池片下面的电镀液产生的气泡无法排出导致表面有空洞现象铜与铜之间产生间隙导致电镀的栅线抓合力不够此外阴极还是会接触到电镀液一旦接触电极上面就会被镀上铜因此仍然面临技术难点如何在电极不接触或小范围接触电镀液的情况下完成电镀图表20电镀铜技术路线对比图表21垂直电镀原理示意图图表22水平电镀设备结构与水平电镀原理示意图垂直电镀水平电镀需用电镀夹爪夹住阴电极薄片良率无需夹具良率相对较高化趋势下易被夹碎良率低通过性好电流密度大电镀速率快产能电镀速率慢产能较低适合量产装夹占据部分空间减少实用面实用面积无需留有装夹位置增加实用面积积独特的电机设计难度较大技术瓶颈技术难度相对较低需要时间攻克较为成熟已在PCB行业广泛应不成熟仍存在未解决的质量问题技术成熟度用技术改良后已开始用于光伏产品仍在研发或验证阶段可单双面镀铜资料来源爱旭股份专利CN114335257A国盛证券研究所资料来源爱旭股份专利CN114335257A国盛证券研究所资料来源PCB信息网全球光伏京城投资家腾讯网知乎专家纪要国盛证券研究所16铜电镀的制作工艺与流程第三步电镀铜第三步电镀铜浸泡在相应的溶液一般为硫酸铜中通过电解制得铜电极电镀方式可分为垂直电镀水平电镀与花篮式电镀3花篮式电镀根据罗博特科公布的专利CN115613106A一种插片式太阳能电池片铜电极电镀装置及方法罗博特科的电镀方式实现了双面电镀单线可做到14000整片小时破片率002提高装置产能降低了不良率提高了电镀质量结构新颖合理占地面积小特点因为电池片是一片片插到外貌类似于倒八字结构的设备中电池片都是被隔开的侧面和底部能够托起电池片同时因为锯齿是斜面的它不会接触到电池片的正面和背面只会接触底面和侧面因此不会遮挡电池片的正背面能够实现正背面全面电镀相比垂直电镀而言不会被夹具夹碎也不会有遮挡相比水平电镀而言不会存在气泡导致抓合力不够图表23罗博特科-插片式太阳能电池片铜电极电镀装置图表24花篮式电镀固定电池片示意图图表25花篮式电镀所用的锯齿状固定夹具资料来源罗博特科专利国盛证券研究所资料来源罗博特科专利国盛证券研究所资料来源罗博特科专利国盛证券研究所CN115613106ACN115613106ACN115613106A17铜电镀的制作工艺与流程第三步电镀铜图表26电镀铜金属化环节设备厂商垂直电镀技术从PCB领域移植到光伏领域需技术路线公司名称研发进展重要指标主要客户要克服的碎片率高产能低等问题已取得重大进展目前东威科技第二代光伏镀铜设备已经验证通过各项指标表现合格第二代光伏垂直电镀设备已通过客户验证第二代光伏镀铜设垂直东威科技第三代光伏镀铜设备还在制造中预计备产能为7000片小国家电投等2023年上半年发送至客户处验证时水平电镀技术起步较晚技术难度较大虽电镀可以颠覆性地解决垂直电镀技术无法自动化带来的产能和性能束缚但技术闯关仍需时太阳井2022年11月HJT设备新产线项目正式启动暂未披露-日目前设备仍存在尚未攻克的质量问题主要布局水平电镀技术的设备厂商有捷得宝无锡昆盛宝馨科技等企业捷得宝是电镀铜整线设备的提供商2021海源复材捷得宝年底国内外有12家客户在做电镀铜设备-600兆瓦的验证8家HJT4家TOPCon罗博特科首创开发了具有产能大柔性强等易维护的优势的VDI电镀方案目前已经完水平电视设备领域铜电镀龙头将电视领域使成铜电镀设备的内部测试各项指标基本达电镀无锡昆盛用的铜电镀技术改进后应用于光伏领域暂未披露暂未披露到预期目前正在进一步测试发展前景有设备正在研发和验证阶段待观察已研制出单道水平电镀中试线目前正推宝馨科技进整线设备整合工艺开发和量产化研究暂未披露-预计2023年底可达到量产化设备水平罗博特科首创开发了VDI电镀方案2022年12月交付设备目前已经完成铜电镀设单线可做到14000整VDI罗博特科备的内部测试各项指标基本达到预期片小时破片率国家电投等目前正在进一步测试具有产能大柔性002强易维护的优势资料来源公司公告公司公众号界面新闻证券之星同花顺财经搜狐京城投资家国盛证券研究所铜电镀的制作工艺与流程第三步电镀铜图表27电镀铜金属化环节电池厂商垂直电镀的技术相对比较成熟各大电池厂技术路商参与到垂直电镀的布局中PCB电镀设备公司名称布局进展龙头东威科技为光伏电池厂商布局垂直电镀线提供了设备支持国家电投采购了东威科技太阳井提供异质结的铜金属化整线解决方案通威拥有太阳井2087股权的设备同时隆基绿能等电池厂商自己也通威股份在着手研究电镀铜技术迈为股份和宝馨科技还就铜电镀的关键领域展开了深度合作隆基自己组装或者外购电镀设备验证电镀铜路线同时也在研究背接触电隆基绿能池垂直水平电镀技术作为起步较晚的电镀铜技术电镀23年1月30日国家电投与东威科技就铜栅线异质结电池垂直连续电镀解决相比垂直电镀技术具备很多方面的优势爱国家电投方案开发及后续业务合作事宜签订了协议东威科技将于23年7月向国家电投和国家电投新能源提供一台样机铜电镀设备用于验证测试旭股份主要研发ABC电池想要采用水平电镀的技术做背接触电池并开发了水平电镀努力攻克铜电镀路径的技术难点从其他公司采购设备联合澳大利亚电镀迈为股份技术初创公司SunDrive提升电池转化率设备并且不断优化海源复材与捷得宝开22年9月25日与宝馨科技达成在铜电镀关键领域开展深度合作展协同合作技术趋于成熟有望成为行业与捷得宝在技术研发市场应用等方面协同合作2021年11月签署设备买内首家应用铜电镀技术的企业卖框架合同水平海源复材中试的情况显示出海源复材电镀铜技术已趋于成熟降本增效明显有望成电镀为行业内首家应用电镀铜技术的企业23年具备产业化24年开始形成规模国家电投新能源与罗伯特科签署了战略合化产能作框架协议就铜栅线异质结电池VDI电镀解决方案建立全方位战略合作VDI电镀23年1月29日国家电投新能源与罗伯特科签署了战略合作框架协议就铜栅线异质结电池VDI电镀解决方案建立全方位战略合作包括现有技术国家电投方案具有产能大柔性强易维护的优势VDI或工艺的验证及量产化应用新技术及工艺的合作开发以及铜电镀相关工艺目前正在进一步测试发展前景有待观察和设备的开发应用资料来源新浪财经证券时报东方财富网国盛证券研究所铜电镀产业链有望催生超百亿设备市场空间2025年中性预测下铜电镀设备市场空间合计接近162亿元其中PVD为34亿元曝光显影设备为54亿元电镀设备为41亿元关键假设HJT新增产能HJT与钙钛矿叠层电池或将成为光伏电池片终极技术而HJT是走向终极技术的必经之路因此我们对HJT2025年的新增产能预计为悲观中性乐观预测分别为100150200GW铜电镀工艺渗透率铜电镀降本增效优势明显或为HJT产业化的必经之路2025年HJT铜电镀悲观中性乐观预测分别为8090100设备单GW价值量中性预测下2025年PVD曝光显影设备电镀设备其他设备清洗设备刻蚀设备等分别为2500400030002500万元GW图表28HJT铜电镀设备市场空间测算2025年市场空间预测悲观预测中性预测乐观预测HJT新增产能GW100150200铜电镀渗透率8090100电镀铜扩产规模GW80135200设备单GW价值量PVD设备亿元GW0202503曝光显影设备亿元GW030405电镀设备亿元GW02503035其他设备亿元GW0202503清洗设备刻蚀设备环保设备等设备市场空间09512145PVD设备市场空间亿元163460曝光显影设备市场空间亿元2454100电镀设备市场空间亿元204170其他设备市场空间亿元163460总设备空间亿元76162290资料来源腾讯网产业调研国盛证券研究所测算20