• 光伏行业周期

产业的发展周期,可以大致上分为4个阶段:0-1的试验阶,1-10的快速裂变期,到后面10-100的稳定增长期,然后最终会迎来这个行业周期的终点——衰退期。

而每个阶段需要关注的重点是需要区别对待的,到目前为止,光伏已经经历了前面两个阶段的发展,已经开始逐渐过度到第三阶段。

对于这一阶段来说,整个行业普涨的格局已经过去,除了要更加关注各个细分赛道的龙头,另外还需要关注的就是新技术的发展情况。

而对于光伏这个行业来说,核心技术主要关注的是光电效应的转换率。

电池经历了铝背场BSF电池(1代,2017年以前)→PERC电池(2代,2017年至今)→PERC+/TOPCon(2.5代)→HJT电池(3代)→IBC电池(4代,可能潜在方向)→钙钛矿叠层电池(5代,可能潜在方向)。

目前光伏电池分为两种,分别为P型和N型,区别就在于前者硅片中掺杂了硼元素,后者掺杂了磷元素,而钙钛矿距离商业量产还有比较长的距离。P型电池制备技术有传统的AL-BSF(铝背场)和PERC技术。N型电池制备技术较多,包括PERT/PERL、TOPCon、IBC和HJT(异质结)等。

目前P型电池是现在的主流光伏电池,市占率超过了85%。而P型电池又分为两种,BSF电池和RERC电池,前者是2020年前绝对的主流,后者是目前绝对的主流,两者出现角色变换的时间是2016年,也是在这个过程中量能的转换才从原来的不到20%提升到23%。

TOPCON和HJT电池谁更胜一筹

N型电池分为TOPCon、HJT、IBC三种,它们的量能转换效率大概在25.5%,此P型电池高出2个点左右,考虑到行业周期的发展,电池效率的转换其实就是一场淘汰赛,那么可以预期到未来N型电池会逐步占领掉原油的P型电池的市场份额,因此还是这个细分的分支未来一定还是要有比较大的发展空间。N型电池未来的市场,据权威预测到2030年,N型电池的市占率将达到56%左右。

TOPCON和HJT电池谁更胜一筹

虽然说N型电池有三种,但现在得到商业普及和应用的就只有TOPCon和HJT,而从现在的市场来看,TOPCon电池的投资量更大。

  • TOPCON和HJT电池对比
尽管N型电池有多种,但目前得到商业化普及的只有TOPCon和HJT两种。下面就重点说下TOPcon和HJT电池各自有什么特点:
1、HJT相比TOPCon工艺更简洁
PERC电池由于金属电极与硅衬底直接接触,会产生大量的少子复合中心,对效率产生负面影响。TOPCon电池就是通过在金属电极接触区域,制备一层超薄隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅薄膜,形成钝化接触结构,进而提升发电效率。
图:TOPCon和HJT电池
TOPCON和HJT电池谁更胜一筹
TOPCON和HJT电池谁更胜一筹
TOPCon的缺点是工序太过繁杂。PERC的工序基本在9个;TOPCon在PERC的基础上多了3个环节左右,共约12道工序,主要是增加在制结这一环节。
工艺繁杂是TOPCon的痛点,且目前技术路线并不统一,多条技术路线并行。主要有三种,第一种是LPCVD 制备多晶硅膜结合传统的全扩散工艺;第二种是LPCVD 制备多晶硅膜结合扩硼及离子注入磷工艺;第三种是PECVD 制备多晶硅膜并原位掺杂工艺。目前虽以PECVD为主,但是成膜速度慢等问题仍然是痛点。
工艺繁杂会带来良率的劣势,再加之增加的工序技术路线并不统一且难度较大。导致TOPCon整体良率在93-95%;而PERC电池良率在97-98%之间。
HJT电池又称异质结电池,衬底类型是N型硅片。1990年日本三洋公司研发成功并申请专利,2015年三洋专利保护期到期,HJT技术开始全面推广。HJT相比于PERC和TOPCon工艺步骤少,仅有四步,分别为:制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜沉积、电极金属化。理论而言,工艺步骤少,可以提高产品良率以及节约部分生产成本,所以在这方面HJT是优于TOPCon的。

图:TOPcon&HJT工艺路线

TOPCON和HJT电池谁更胜一筹
TOPCON和HJT电池谁更胜一筹

2、HJT相比TOPCon短期成本较高,中长期降本空间大

HJT相比TOPCon而言短期成本更高,因为设备不可在PERC上改造,要上新的。而TOPCon最大的吸引力在于其能最大限度的保留和利用传统P型电池设备制程,可以在传统PERC设备上升级改造,且单GW改造成本在0.6-0.8亿元左右。
所以传统企业如隆基、晶科、天合在TOPCon布局上相对更积极。TOPCon主要新增设备为非晶硅沉积的 LPCVD/PECVD设备以及镀膜设备。
目前PERC单GW设备投资在1.2-1.5亿元;TOPCon约2-2.5亿元;HJT投资额在4-4.5亿元左右。
HJT成本为什么这么高?第一是因为设备成本高。尤其是PEVCD、PVD设备主要依赖进口;第二是因为银浆成本高。HJT用低温银浆,而PERC和TOPCon用的都是高温银浆。由于低温银浆生产工艺难度高,同时需要冷链运输,价格通常较常规银浆高10-20%。
所以目前看HJT最大的缺点就是成本比TOPCon要高些。但是未来随着工艺进一步成熟,下游需求放量,国产化进程加速,低温银浆会逐渐国产化,成本有望持续下降,2019年低温银浆成本在0.17元/W,2025年有望降至0.06元/W。
3、HJT增效空间更广阔
理论而言,HJT的转化效率极限在27.5%-29%。主要是因为其能与钙钛矿电池形成叠层电池进而达到29%的效率;而TOPCon技术很难与钙钛矿电池形成叠层,所以短期看TOPCon因为可以沿用目前的生产线,改造成本较低,使其具备一定优势,但中期看TOPCon的降本和增效路径都不如HJT清晰。所以目前N型电池市场主流更倾向于HJT的路线。

TOPCON和HJT电池谁更胜一筹

目前以隆基、晶科、天合为代表的传统头部企业押注TOPCon,而以华晟新能源、钧石能源、晋能等新势力则在HJT上更为积极。为什么会出现这种问题呢?最主要的还是成本问题,传统头部企业可以将原有的RERC产线稍加改造就可升级为TOPCon产线,而改造成本每GW不超过0.8亿元,这样不仅降低了新设备的投资成本,也避免了旧产线沦为沉没成本,可谓一举两得,所以传统厂商都选择大力押注TOPCon。

再来看看HJT的企业,这些新势力想要弯道超车积极布局是不是有点难呢?其实不然,就目前而言TOPCon和HJT并无绝对的优劣之分,并且技术成熟度都不高,可以说都有机会,从短期来看,TOPCon的机会更大,空间也更大,但从中长线的角度来说,HJT的转换效率更高,HJT相比于TOPCon降本空间更大。所以短期还是可以更多关注TOPCon电池的投资机会。从目前的情况来看,由于成本的问题,HTJ的电池的投资都出现了推迟,在2022-2023年为TOPCon扩产大年。

  • TOPCON核心标的

1.聆达股份:公司于2020年收购金寨嘉悦新能源切入TOPCon电池制造业务,同年嘉悦新能源二期5GWTOPCon电池项目正式启动。

2.钧达股份:公司于2021年开始收购捷泰科技,后者投资建设16GW高效太阳能电池片项目,首期年产8GW光伏电池项目采用N型TOPCon技术路线,目前项目正在加速推进,将于2022年内实现达产。

3.捷佳伟创:公司于2022年连续中标全球太阳能头部客户的PE-Poly路线的TOPCon电池项目,中标设备包括湿法、PE-Poly、硼扩散、PECVD正背膜等,体现公司的TOPCon设备龙头地位稳固。

4.海目星:公司于2022年4月15日中标晶科能源规模级TOPCon激光微损设备项目,印证其在TOPCon设备领域突出竞争力。

5.帝尔激光:公司在TOPCon领域布局前端激光硼掺杂、后端激光开槽,其激光转印技术能在TOPCon制造中大幅降低银浆耗量。

6.金辰股份:公司与中科院宁波材料所展开战略合作,探索出用管式PECVD装备实现TOPCon光伏电池核心材料“超薄氧化硅+原位掺杂非晶硅”的制备。

下面是中泰证券的盈利预测:

TOPCON和HJT电池谁更胜一筹
来源:网易新闻


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原文始发于微信公众号(光伏产业通):TOPCON和HJT电池谁更胜一筹

作者 li, meiyong