2023年光伏新技术系列报告word：异质结

('正文目录一、HJT结构优异，具备多重优势.............................................................................................................................31.1HJT钝化机制优异，理论电池效率高............................................................................................................31.2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...............................................................................................................52.1提效：微晶提升电池效率，转光膜助力组件发电量提升................................................................................52.2降本之硅成本：薄片化持续推进，HJT具备更大减薄空间............................................................................72.3降本之非硅成本#1：0BB、电镀铜、银包铜齐头并进助力少银化...............................................................82.3.1银浆在非硅成本中占比高，银耗银价均有大幅下降空间.....................................................................82.3.2银包铜：用铜部分替代银，降银效果明显...........................................................................................92.3.3电镀铜：完全去银的突破性技术.........................................................................................................92.3.40BB：降银1/3，蓄势待发................................................................................................................152.3.5激光转印、钢板印刷：新兴金属化技术...........................................................................................152.4降本之非硅成本#2：靶材降本多管齐下，少铟化是核心目标.....................................................................172.5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..................................................................................................183.1HJT目前成本仍较高，多因素持续推进降本...............................................................................................183.2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...........................................................................................................................................................22一、HJT结构优异，具备多重优势1.1HJT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1：HJT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，PERC、TOPCon与HJT电池的理论极限转换效率分别为24.5%、28.7%和28.5%。HJT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27.1%，低于HJT。1.2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TOPCon，HJT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2：PERC、TOPCon与HJT主要工艺流程对比资料来源：全球光伏，华泰研究(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850℃，TOPCon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-0.24％/℃，比PERC(-0.35％/℃)和(TOPCon-0.30％/℃)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0.25%，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3：HJT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3.5-4亿元，未来将通过规模效应+零部件国产化进一步降本。图表4：HJT降本路径资料来源：CPIA，华泰研究2.1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0.8pct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1.12ev-2.4ev。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0.5-0.6pct，双面微晶可在单面微晶基础上再提效0.3pct，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24.7%，较好的可达25%以上。双面微晶可进一步提效，电池效率将达25.5%以上。图表5：HJT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24.7%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25.5%-25.6%钧石能源RF-PECVD双面金石金石能源微晶异质结组件效率达23.68%，创世界纪录迈为股份VHF-PECVD双面金刚光伏金刚光伏4.8GW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1.5%-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；2）UV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1.5%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1.5%-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0.04%，折算到50年衰减率仅为2%。UV转光膜有望助力HJT降本增效步伐加速。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2.2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TOPCon，HJT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；3）HJT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140μm减至100μm的过程中，电池效率维持稳定，基本保持在25.2%左右。根据CPIA，2021年HJT主流硅片厚度约150μm，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0.1g/w，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0.01元/w。电池效率图表8：G12硅片薄片化技术路线图图表9：HJT电池硅片厚度&转换效率变化趋势PERCTOPConHJT1801701601501501401401301301201101002021Q42022Q12022Q22022Q32022Q425.4%25.29%25.21%25.17%25.2%25.11%25.0%24.92%24.8%24.66%24.6%24.4%24.2%140μm130μm120μm100μm80μm60μm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2022/9/2公司实现130μm异质结电池量产跑片，正在进行120μm异质结电池的小批量产硅片应用金刚光伏2022/11/23公司9月开始进行130μm硅片的导入验证工作，12月全面使用130μm硅片，下一步目标是120μm硅片的导入硅片制造及应用东方日升2022/5/10210薄片异质结电池量产首片成功下线，硅片厚度为120μm，23年目标厚度100μm硅片制造高测股份2022/3/1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150μm至120μm、90μm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2.3降本之非硅成本#1：0BB、电镀铜、银包铜齐头并进助力少银化2.3.1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50%。HJT非晶硅只能在小于200°C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18-20mg/W左右，大幅高于PERC电池银耗量10mg/W和TOPCon电池银耗量13mg/W；2）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11：2022年不同电池技术银浆耗量对比图表12：2022年HJT电池非硅成本构成mg/w20191816141312101086420PERCTOPConHJT5.88%5.88%5.88%银浆靶材折旧50.00%电力23.53%人工其他8.82%资料来源：PV-Tech，华泰研究资料来源：CPIA，PV-Tech，华泰研究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12mg/W，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13：HJT银耗减少路径资料来源：华泰研究2.3.2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10mg/w，降本空间可期。2.3.3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，2019，《HJT降本之路》，华泰研究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0.08元/pc(158.75mm)约0.3+元/pc(158.75mm)膜厚5-20μm可调整10-20μm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SunDrive2022/9/3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26.41%。迈为股份光刻-掩模光刻宝馨科技2022/9/8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2022/9/2拟定增募集资金8.52亿元，其中2.66亿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4,200万元。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-2022/8/27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0.8pm分辨精度及0.5m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-2022/9/152020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-2022/10/26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#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，镀液温升慢带出量小维护简单，安全性高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）、隆基（洽谈中）2022/7/22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/小时东威科技垂直太阳井（通威）、隆基（洽谈中）2022/12/8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，捷得宝水平海源复材、爱旭2021/11/24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-2022/11/24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-2022/12/26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0.2%，随着工艺优化，预计未来电镀铜较银浆可以提效0.3%-0.5%，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0.12元/W，预计远期成本可以降至0.08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0.03/0.03/0.02/0.04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》，华泰研究资料来源：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3-10μΩ.cm1.7μΩ.cm铜电阻率低效率提升0.2%-0.5%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/W00.030.02三孚新科、太阳井掩膜材料元/W00.030.02广信材料设备折旧元/W0.010.020.01设备投资亿元/GW0.621.2-PVD设备亿元/GW00.50.4迈为股份-曝光设备亿元/GW00.60.3芯碁微装、苏大维格-电镀设备亿元/GW00.60.3东威科技、捷得宝、罗博特科-其他设备亿元/GW00.30.2东威科技折旧年限年101010人工水电元/W00.030.02环保费用元/W00.010.01银成本元/w0.1400银浆耗量mg/w1800银浆价格元/kg850085008500总成本元/W0.150.120.08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2022/12/8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2022/7/22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2022/11/24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2022/9/2拟定增募集资金8.52亿元，其中2.66亿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4,200万元。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2022/8/26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2022/9/3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26.41%。电镀铜设备帝尔激光2022/10/26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2021/11/24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2022/9/28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2022/7/29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2022/12/19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0.3%，目前600MW铜电镀产能7500片/h，良率95%以上应用海源复材2022/8/12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2022/8/14国电投研究院已成功开发效率达24.5%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2.3.40BB：降银1/3，蓄势待发0BB能够降低1/3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18mg/W左右，其中主栅8mg，副栅10mg，0BB后银耗将进一步下降至12mg/W。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(mg/w)应用0BB技术后(mg/w)资料来源：中科院电工所，华泰研究2.3.5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2022/6/23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2022/8/26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2022/10/27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0.3%，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2022/8/17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2022/6/27华晟在钢制网板方面做了初步测试，单面湿重降低15.2mg；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，华泰研究设备年产能(MW)投资金额(亿元/GW)2.4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20mg/W；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/kg；ITO+AZO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1mg/W，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2.5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2.5-3亿元/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10~20亿元/GW。2019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3.5-4亿元，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2.5-3亿元/GW。图表37：设备产能与价格发展趋势1,20071,00065800460034002200100201920212024E资料来源：Solarzoom，华泰研究三、HJT尚受成本限制，多路径降本后产业化将至3.1HJT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0.33元/w，电池端成本较PERC高出接近0.2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0.5-0.6pct，双面微晶可再提效0.3pct，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0.1g/w；3）当前主流玩家银耗18mg/W（主栅8+副栅10），0BB后耗量有望下降至12mg/W，按银价6500元/kg测算，浆料成本将降至7分/W；4）转光膜可提升组件功率1.5%-2%，华晟已与赛伍签订2年10GW订单，爱康导入在即。图表38：HJT降本手段及进展手段内容提效微晶单面微晶提效0.5-0.6pct，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0.3pct，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1.5%-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0.3-0.5%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130μm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0.1g/w银耗减少（0BB+电镀铜+银包铜）当前主流玩家银耗18mg/w（主栅8+副栅10），0BB后耗量有望下降至12mg/w，我们预计23Q1客户端中试，浆料成本将降至7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1mg/w设备降本迈为预计24年设备成本将降至2.5-3亿元资料来源：华泰研究图表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mm166.00166.00166.00166.00166.00硅片厚度μm155.00140.00130.00130.00100.00HJT更适合薄片化，预计减薄极限100um切片良率%99.00%98.00%97.50%97.50%98.00%目前碎片率较高，导入半棒切割后良率提升电池片效率%23.50%24.80%24.70%25.50%26.00%非晶24.5%-24.7%，单面微晶25.2%，双面微晶25.5%，23年双面微晶量产单片功率W6.486.836.817.037.16组件电池片数量片72.0072.0072.0072.0072.00电池良率%98.00%96.50%98.00%98.00%98.00%CTM%99.00%99.00%98.50%98.80%99.00%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/W0.430.430.420.380.31N型硅片虽有溢价，但薄片化摊薄硅片成本银浆元/W0.060.080.140.070.05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/W000.030.020.00靶材耗量mg/片009045023年导入背面AZO（1000元/kg），24年铟耗量低于1mg/w/甚至无铟价格元/kg25002500250025002500折旧元/W0.030.040.080.070.06设备投资额亿元/GW1.31.83.83.53折旧年限年55555电力元/W0.020.020.020.020.02电耗KWh/KW5463545445电价元/KWh0.40.40.40.40.4人工元/W0.020.020.020.020.02其他化学试剂/气体元/W0.030.030.040.040.04非硅成本合计（考虑良率）元/W0.160.200.330.240.19电池成本合计（考虑良率）元/W0.600.640.760.630.50组件非硅成本元/W0.590.550.550.540.51组件成本元/W1.191.191.311.161.0223年HJT组件端成本打平PERC资料来源：SOLARZOOM，CPIA，华泰研究注：硅料价格以150元/kg测算3.2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350MW，23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25.18%，并已形成1.4GWHJT产能，隆基HJT效率突破26.81%，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15GW；2）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6GW；3）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。图表40：主要HJT玩家累计产能梳理公司202120222023Q12023Q22023Q32023Q4通威1.41.41.41.41.41.4隆基0.20.20.20.20.21.4晶澳0.50.50.50.50.5阿特斯0.250.250.250.250.250.25东方日升5515润阳海泰新能爱康科技0.221.423.823.823.823.82REC15宝馨科技222正业科技11苏州潞能11111华晟0.52.72.77.615.115.1金刚光伏1.26666太一光伏晋能0.20.20.20.20.20.2乾景园林11123明阳智能001.222海源复材0.60.60.60.60.6钧石0.60.60.60.60.60.6三五互联2国电投5合计3.3711.0718.2731.3741.6775.87资料来源：通威、隆基等公司公告，华泰研究四、投资建议基本面上看，我们测算当前HJT电池端非硅成本0.33元/W，即使考虑到硅片减薄带来的非硅成本下降，电池端总成本较PERC仍高出接近0.2元/W。受制于当前较高成本，当前HJT尚无法盈利，但多种降本增效技术已如箭在弦，短期内有望密集落地。随着薄硅片+银包铜+0BB+微晶化+转光膜等降本提效工艺导入，我们预计23年HJT组件端成本有望打平PERC，经济性凸显后，HJT扩产规模有望超市场预期，应密切关注产业链降本增效进展。业绩释放角度看，设备先行是新技术发展初期的重要逻辑，设备商将最先兑现业绩，加之当前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，技术红利期领先电池厂有超额收益，HJT凭借更高的效率、更高的双面率、更低的温度系数，能够有效摊薄初始投资成本，并在全生命周期内拥有更高的发电量，进而降低下游客户LCOE，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。图表41：本文涉及公司及代码公司名称代码RECRECLTDNS阿特斯A21221CH爱康科技002610CH爱旭股份600732CH宝馨科技002514CH帝尔激光300776CH帝科股份300842CH东方日升300118CH东威科技688700CH高测股份688556CH广信材料300537CH国电投-海泰新能835985CH海源复材002529CH华晟新能源-捷德宝-捷佳伟创300724CH金辰股份603396CH金刚光伏300093CH晋能科技-晶澳科技002459CH聚和材料688503CH钧石能源-隆基绿能601012CH罗博特科300757CH迈为股份300751CH明阳智能601615CH乾景园林603778CH润阳股份A22035CH赛伍技术603212CH三孚新科688359CH三五互联300051CH苏大维格300331CH苏州固锝002079CH苏州潞能-太阳井-太一光伏-天准科技688003CH通威股份600438CH芯碁微装688630CH正业科技300410CH资料来源：Wind，华泰研究风险提示新增光伏装机不及预期。新增光伏装机是衡量行业景气度的重要标志，若新增光伏装机不及预期，则影响行业的景气度，对产业内公司产生不利影响。行业竞争加剧。若电池行业竞争加剧，电池价格降幅超预期，产业链内公司营收和毛利率将会承压，拖累行业内公司业绩。新技术进展不及预期。由于光伏新技术目前尚处于导入发展期，其进度具有一定不确定性，若新技术进展不及预期，将导致产业化进展变缓。贸易政策风险。国际政治经济形势复杂多变，贸易环境和政策变化存在不确定性。如果国际政治经济形势恶化将对公司业绩产生不利影响。',)