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光伏HJT行業(yè)進展的思考,深度解讀!
日期:2022-11-22   [復制鏈接]
責任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
觀點總結:

1、為何2022年TOPCon產(chǎn)業(yè)進展較快?

(1)TOPCon是在PERC路線上的延伸,產(chǎn)業(yè)鏈配套更加成熟TOPCon與之前的PERC是在一條主賽道上,TOPCon是在PERC工序的基礎上,增加了隧穿氧化層和多晶硅層制備環(huán)節(jié),只需對原有擴散爐和PECVD進行改造,或者購置LPCVD,即可完成產(chǎn)線升級,且相關人才儲備充分;而HJT是革命性技術從0到1,前期推廣及上下游配套肯定要比TOPCon難。在行業(yè)變革初期階段,邁為以及華晟等電池片新玩家的推動力不如晶科等一線廠強,整個HJT行業(yè)的進步需要硅片端&電池片端&組件端的共同努力。

(2)電池片先進產(chǎn)能不足,電池片廠擴產(chǎn)動力強。由于2021年硅料價格上漲,電池片廠盈利能力承壓,2021年擴產(chǎn)動力相對不足(2021年PERC擴產(chǎn)71GW,TOPCon擴產(chǎn)17GW,HJT擴產(chǎn)8GW,合計擴產(chǎn)96GW,較2020年的160GW下滑40%),疊加2022年海外需求爆發(fā)+大尺寸硅片產(chǎn)能釋放,三重因素導致2022年大尺寸PERC電池片產(chǎn)能及N型電池片產(chǎn)能嚴重不足,因此TOPCon電池片廠商盈利能力于2022年大幅修復,擴產(chǎn)動力充足。核心設備方面,捷佳偉創(chuàng)PECVD、拉普拉斯的LPCVD還有微導納米的AEP設備2022年實現(xiàn)技術突破,并獲得批量量產(chǎn)訂單。

2、我們預計電池片頭部大廠將于2023年開啟HJT技術路線的GW級擴產(chǎn)。

11月19日,隆基綠能自主研發(fā)的硅異質結電池轉換效率達到26.81%,隆基對該記錄的定義是——是通過可量產(chǎn)設備、可量產(chǎn)技術和全硅片大面積創(chuàng)造的。因此我們判斷,隨著HJT降本增效進展持續(xù)推進,2023年將成為越來越多存量電池片廠商關注的晶硅電池的解決方案,且各家頭部主流電池片廠將于2023年開啟HJT的GW級擴產(chǎn)。

3、2022年HJT降本增效進展符合預期,預計2022年底基本實現(xiàn)166電池片和PERC單W制造成本打平,2023年初實現(xiàn)210電池片和PERC單W制造成本打平

目前華晟的非硅成本為0.33元/W,預計2022年年底可以降到0.28元/W,在同等條件下,PERC技術的166電池為0.16元/W,即在非硅端兩者相差0.28-0.16=0.12元/W。疊加HJT的薄片化優(yōu)勢,2022年底基本實現(xiàn)166電池片和PERC單W制造成本打平,2023年初實現(xiàn)210電池片和PERC單W制造成本打平。

(1)銀漿方面,HJT銀耗現(xiàn)在主流玩家基本都做到了18mg/w,其中主柵8mg,副柵10mg,0BB后銀耗目標下降至12mg/w,銀漿耗量節(jié)約三分之一,0BB設備預計2022年年底可完成可靠性測試,2023Q1去客戶端中試。
(2)硅片減薄方面,華晟作為HJT電池片龍頭企業(yè)在2022年6月自建1.8GW的210尺寸的120μm半棒半片切片產(chǎn)能;2022年11月開始,華晟開始與高測開展切片代工業(yè)務合作,我們預計2022年底,華晟將充分享受薄片化降本加速,而切片代工模式也有望在HJT電池片廠客戶中加速滲透。

(3)去銦化方面,AZO靶材助力HJT降本,銦儲量充足不會制約行業(yè)發(fā)展。邁為股份通過單面AZO對雙面ITO的替代,將對應的靶材成本從0.325W/片(即0.0478元/W)降低到0.1426/片(即為 0.021元/W),HJT 靶材降本幅度達到50%以上。

(4)規(guī)模化降本,規(guī)模效應下生產(chǎn)成本不斷降低,非硅BOM成本中漿料、化學品、網(wǎng)板、靶材成本均顯著下降。根據(jù)華晟實證數(shù)據(jù)顯示,2022年1月與7月非硅BOM成本對比來看,銀漿單耗由0.25元/W降低至0.13元/W,降低49%;化學品由0.03元/W降低至0.009元/W,降低72%;網(wǎng)板由0.02元/W降低至0.005元/W,降低76%;靶材由0.05元/W降低至0.04元/W,降低25%。

4、HJT擴產(chǎn)及邁為市占率超預期

2022年HJT擴產(chǎn)情況超預期,年初預計全年新增擴產(chǎn)20-30GW,邁為股份市占率70%;實際上邁為2022全年訂單有望達28GW,市占率進一步提升至85%以上,超過此前預期的70%市占率。我們預計邁為2022年HJT設備+絲印設備+半導體/OLED設備新簽訂單合計超140億,位列光伏設備行業(yè)增速最快。

5、拉長時間周期看,HJT符合是正面效率最高,成本最低,雙面率最高的電池。

2024-2025年的HJT能力展望(基于66版型):量產(chǎn)效率超過26%;210組件功率超過740W;電池片雙面使用銀包銅,銀占比低至30%;硅片厚度約為100μm;TCO透明導電膜中的銦與非銦疊層技術路線的比例:銦的疊層小于15%,非銦占85-90%。在這種條件下,HJT電池片的單W成本要比PERC便宜一毛錢甚至更多。最終HJT的天花板會高于TOPCon,在單W成本上會有至少7-8分錢的優(yōu)勢,這樣的差異足以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)顛覆并吸引大廠擴產(chǎn)。

一、增效(雙面微晶、光轉膜提高HJT組件輸出功率、電鍍銅增效)

1、雙面微晶實驗室已獲成功,預計2022年12月效率達25.9%,2023年初導入量產(chǎn)

針對華晟72片166電池片的組件版型,基于相同的組件封裝結構,單面微晶電池片平均效率檔位比非晶高0.9%,雙面微晶電池片平均效率檔位比單面微晶高0.2%。2022年4月效率達到25.2%;2022年8月底效率達到最佳批次平均25.4%,最高25.6%。9-10月份研發(fā)線已經(jīng)完成了大概0.3pct的提效,11、12月華晟將再次送檢,估計可以做到25.9%。雙面微晶量產(chǎn)機型基本定型,第一家交付是邁為供貨金剛光伏的酒泉的項目,預計2022年11月發(fā)貨;華晟雙面微晶預計會在2023年3-4月導入量產(chǎn)。我們預計2023年上半年HJT量產(chǎn)轉換效率將達25.5%,通過工藝改善,2023年下半年市場上會出現(xiàn)26%的量產(chǎn)線。

2、光轉膜提高組件功率1.5%,對應組件輸出功率7-10W的提升,超產(chǎn)業(yè)預期

異質結電池組件隨著紫外光暴曬衰減最大,主要系HJT電池為多層結構,其中一層使用非晶或微晶硅,表面因Si-H基團更容易受到紫外線破壞,導致組件效率衰減。以往采用截止性膠膜過濾紫外線,但是實際紫外線是有用能量,截止型膠膜使得初始功率衰減。賽伍創(chuàng)新性地采用UV光轉膜方案可將380nm以下紫外光轉換成藍光(可見光),轉換效率≥95%,充分利用光照資源,每塊組件增益1.5%左右。同時膠膜中光轉劑的衰減速度更慢,暴曬情況下,光轉劑衰減75%后,仍有90%+的轉光效率,賽伍轉光膜能夠實現(xiàn)>50年以上的高可靠性。

2022年11月11日,賽伍與安徽華晟簽訂10GW訂單。目前光轉膜良率波動較大(40-70%),未來有很大的提升空間,預計提升至70-80%。原材料方面,轉光助劑的原材料完全進口,且國內沒有替代的材料供應商,因此價格可能會隨日本供應商產(chǎn)能限制而波動。

3、電鍍銅可降本增效,預計2024年實現(xiàn)量產(chǎn)

與市場理解有差異的是,不用銀作為接觸導電金屬,電鍍銅可提高電池片光電轉換效率。

目前的細柵線寬42μm,攻克銅電鍍的技術難點后,比如把線寬做到20μm,大概有0.5pct的提效。線寬做到10μm,還能有0.4-0.5pct的提效,也就是26.3-26.4pct。電鍍銅兩個核心工藝為圖形化和電鍍,(1)圖形化環(huán)節(jié)光刻or激光需要驗證。邁為股份、蘇大維格布局類光刻技術,芯綦微裝、天準科技布局激光直寫工藝,帝爾激光布局激光開槽技術;(2)電鍍環(huán)節(jié)環(huán)保問題和產(chǎn)能問題需要克服。東威科技、太陽井(未上市)、啟威星(未上市)等布局電鍍環(huán)節(jié)。但電鍍銅工藝復雜,產(chǎn)線投資額較高(電鍍銅設備單GW 1億元以上,而絲網(wǎng)印刷機3000-4000萬/GW),同時還需要解決電鍍銅污染環(huán)境的問題,我們判斷未來電鍍銅or銀包銅勝出需觀察銀包銅量產(chǎn)和降本的速度。

4、異質結的組件功率有望持續(xù)提高:我們預計66片210的HJT組件輸出功率可實現(xiàn)715W,較TOPCon高30W

以72片166電池片的組件版型為例,目前PERC的組件功率約為560-565W,TOPCon為570-575W,而HJT為585W。未來在疊加光轉膜&雙面微晶&鋼網(wǎng)印刷的情況下,HJT組件功率可達600W。在轉光膜產(chǎn)能有限情況下,現(xiàn)在主要應用于166電池片,如果2023年光轉膜用在210電池片上的話,組件功率能超700W;再加上雙面微晶的話預計可突破715W。
二、降本:耗材端降本進展符合預期,預計2022年底實現(xiàn)166電池片和PERC單W制造成本打平,2023年初實現(xiàn)210電池片和PERC單W制造成本打平

1、硅片降本——是HJT特有的&正在快速進步的降本項

HJT更適合薄片化:不同電池片技術路線可兼容的薄片化程度不同,主要系薄片化到臨界點,電池片的光電轉換效率會明顯下滑,PERC電池片的臨界點為160μm,TOPCon電池片臨界點為130μm,HJT臨界點為100μm,因此HJT天然更適合薄片。2021年HJT硅片減薄速度較慢,主要系上游硅片廠集中精力囤積資源緊張的硅料,由于下游HJT出貨量較小,硅片廠技術降本減薄硅片的動力不足;2022年開始,薄片化進展最快的中環(huán)開始推出130μm的210硅片,但130μm相較150μm減薄了14%,售價僅降低了4%,因此電池片廠并沒有充分享受到硅片薄片化帶來的降本。

在此背景下,華晟作為HJT電池片龍頭企業(yè)在2022年6月自建1.8GW 210半棒半片切片產(chǎn)能;2022年11月開始,華晟開始與高測開展切片代工業(yè)務合作,我們預計2022年底,華晟將充分享受薄片化降本加速,而切片代工也有望在HJT電池片廠客戶中加速滲透。目前高測在厚度為120μm的HJT電池片上已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),同時還有具備中試條件的80μm HJT樣片。在專業(yè)切片代工廠的加持下,我們預計2023年HJT行業(yè)的N型硅片有望減薄到100μm。


數(shù)據(jù)來源:高測股份,東吳證券研究所

HJT硅棒利用率&良率更高:半棒半片工藝可為HJT帶來4%的良率提升,且可使HJT的硅棒利用率比TOPCon高6%,此外TOPCon黑芯片問題放大了HJT硅棒利用率優(yōu)勢,最終HJT可以比TOPCon高出近10%的硅棒利用率。如果使用相同的硅棒,切同樣的厚度,HJT的硅片收益比Topcon高出幾分錢一瓦,主要原因如下:

(1)HJT的硅棒利用率比Topcon高出6%,良率高4%。HJT的半棒半片切片方案可以帶來:

①設備產(chǎn)能損失不到10%;

②硅損不到0.7%;

③電池端的效率可提升0.03-0.05%;

④降低0.3%的電池端碎片率;⑤在130μm薄片的情況下良率提高近4%。

【其中:降低的0.3%電池端碎片率可以抵消0.4%的硅損,剩下的0.3%硅損還可以被電池端的效率增益部分抵消(即③+④可以基本抵消掉②);剩下10%的切片機產(chǎn)能損失微乎其微(即①可忽略不計),最后算下來可以帶來近4%的良率提升(即最后只剩下⑤)。】

HJT除了可以利用半棒半片工藝帶來4%良率上的收益之外,其優(yōu)勢還在于:

⑥HJT本身比TOPCon高3%的硅棒利用率;

⑦HJT對硅片的容忍度比TOPCon要高很多,可用TOPCon的頭尾料進行生產(chǎn),此優(yōu)勢又可以使HJT提升3%的硅棒利用率。

因此,相較于TOPCon,HJT不僅良率提高了近4%,而且硅棒利用率還比TOPCon高6%(即⑥+⑦)。

此外,TOPCon中邊皮的效率損失至少有0.15-0.2%,而HJT只有0.05%,因此HJT還可以利用邊皮,能夠降低N型復投料的比例。如果未來可以為HJT專門做硅片的話,HJT在硅片端比TOPCon每W可以少幾分錢的成本?,F(xiàn)在沒有HJT專用硅片的原因有兩點,一是硅片行業(yè)還比較守舊,二是市場上HJT量少。

(2)TOPCon黑芯片問題放大了HJT硅棒利用率優(yōu)勢:目前TOPCon存在黑芯片的問題,黑芯片是指硅片氧含量高且在高溫下氧占位了硅,造成了電池片或組件在EL檢測時中心發(fā)黑的現(xiàn)象?,F(xiàn)行業(yè)對TOPCon的黑芯片有容忍度,但在HJT和PERC中是不允許這種不良的,這種不良在目前的TOPCon中占比4-5%。

⑧隨著未來TOPCon對良率的要求變高,黑芯片會使得TOPCon比HJT硅棒利用率低3%。

再加上之前的6%,最終HJT可以比TOPCon高出近10%的硅棒利用率(即⑥+⑦+⑧)。

2、銀漿降本——銀包銅&0BB推向銀漿用量在當前基礎上再降低40%+

銀包銅:銀包銅技術更加適合HJT,主要系HJT是低溫工藝,TOPCon為高溫工藝,在高溫下,銀會從表面脫離,使得銅顆粒暴露在空氣中,因為高溫迅速氧化為氧化銅,氧化銅電阻比銀高得多,容易造成電池片部分區(qū)域失效。2022年年底華晟166的電池片背面副柵部分將全部切換到使用銀包銅技術,且轉換效率不會受到影響。預計2023年一季度導入雙面銀包銅,公司正在做雙面導入的優(yōu)化,雙面銀包銅能夠降低金屬化成本5-6分錢/W(單面銀包銅可降低2-3分錢/W)。

0BB:HJT銀耗現(xiàn)在主流玩家基本都做到了18mg/w,主柵8mg,副柵10mg,0BB后銀耗目標下降至12mg/w,銀漿耗量節(jié)約三分之一。0BB只是在電池片頭上稍微有點主柵,因為焊接需要類似魚叉樣子的東西,中間就沒有了主柵。SMBB166 組件的銀耗量為130mg,很多能做到125mg。0BB主柵銀耗為0,副柵100mg,如果用鋼網(wǎng)的話85mg,鋼網(wǎng)現(xiàn)在也進入了中試階段。0BB設備預計2022年年底可完成可靠性測試,2023Q1去客戶端中試。

HJT量產(chǎn)銀耗量降低分為幾個階段:

(1)M2 5BB電池,效率22.5%,單片耗量350mg,9BB電池,效率23%,單片耗量250mg;

(2)M6 9BB電池,2020年效率23.5%,單片耗量220mg,2021年效率24%,單片耗量180mg;

(3)M6 12BB電池,2022年3月效率24.5%,單片耗量<150mg,每w耗量22.3mg;

(4)2022Q3,SMBB+鋼網(wǎng)+專用漿料,單片耗量降低至120mg,每w耗量17.6mg;

(5)2022年H2,背面副柵使用銀包銅漿料,單片銀耗降至100mg,每w耗量14.6mg;

(6)2023年全面應用銀包銅漿料結合0BB技術,單片耗量降低至70mg,每w耗量10mg;

(7)2024年+,電鍍銅技術應用,全面取代含銀漿料,每w降低為0mg。

3、銦降本——銦不會制約行業(yè)發(fā)展

(1)AZO靶材幫助行業(yè)靶材環(huán)節(jié)降本50%。在HJT電池的第三個環(huán)節(jié)PVD環(huán)節(jié),是用濺射工藝來生產(chǎn)雙面完全一樣的TCO透明導電膜,需要用的靶材ITO成分為氧化銦和氧化錫的合成物,目前主流技術是97%氧化銦3%氧化錫和90%氧化銦10%氧化錫,區(qū)別是2方面:1)銦貴錫便宜,9010可以降低銦使用量;

2)但973比9010的電池轉換效率略高。

綜合看,過去一片電池片需要的靶材是130mg,現(xiàn)在通過設備PVD的工藝改進和靶材回收,做到了降低到90mg。過去ITO用量130mg/片(166尺寸),按照ITO靶材價格2500元/kg估算,對應靶材成本為0.325元/片(130mg/片*2500元/kg),即0.0478元/W(按照166電池片對應功率為6.8W/片相互轉換)而現(xiàn)在邁為的新工藝是正面還是傳統(tǒng)的ITO,用量為45mg,背面改成新型的AZO(AZO是鋁摻雜的氧化鋅(ZnO)透明導電玻璃的簡稱),用量也是45mg,那么通過背面工藝的改善,用AZO替代ITO,那么總ITO靶材使用量直接減少了50%,即只有正面的45mg/片。

正面:45mgITO靶材的成本為0.1125元/片(對應0.0165元/W)【每公斤ITO為2500元,其中包括了純銦(33.6mg)是0.0504元/片即對應0.0074元/W】。

背面:45mgAZO靶材的成本為對應0.045元/片(對應0.0066元/w)【每公斤AZO為1000元】。

合計靶材總成本(45mgITO+45mgAZO)約0.1426元/片即為0.021元/W。

靶材成本由0.0478元/W降低到了0.021元/W,降低了50%+。0.021元/W的靶材總成本在2022年底的電池片總成本0.9X元/W中的比重將非常小。

(2)銦的儲量充足,銦不會制約HJT行業(yè)發(fā)展。0.021元/W的靶材總成本中,純銦為0.0074元/w,考慮現(xiàn)在ITO靶材主流技術路線是9010氧化銦vs氧化錫,真實的銦使用量是只有33.6mg/片(對應4.94mg/W)左右(因為純銦占了氧化銦的83%,算法為45mg*90%*83%=33.6mg/片)。且33.6mg每片電池片的銦使用量對應1GW需要5噸銦對應750萬元(4月最新銦價為150萬元/噸)。根據(jù)靶材企業(yè)壹納光電調研數(shù)據(jù)估算,按照當前全球銦儲量為35.6萬噸,可以在年電池片產(chǎn)能300GW的背景下使用接近400年;或在年電池片產(chǎn)能500GW的背景下使用接近150年。

由此得出結論,全球銦的儲量充足,不會成為制約HJT電池技術發(fā)展的掣肘。

4、規(guī)?;当?mdash;—最容易被忽視&不斷被認知

規(guī)模效應下生產(chǎn)成本不斷降低,非硅BOM成本中漿料、化學品、網(wǎng)板、靶材成本均顯著下降。根據(jù)華晟實證數(shù)據(jù)顯示,2022年1月與7月非硅BOM成本對比來看,銀漿單耗由0.25元/W降低至0.13元/W,降低49%;化學品由0.03元/W降低至0.009元/W,降低72%;網(wǎng)板由0.02元/W降低至0.005元/W,降低76%;靶材由0.05元/W降低至0.04元/W,降低25%。


數(shù)據(jù)來源:安徽華晟,東吳證券研究所

根據(jù)華晟實證數(shù)據(jù),2022年1-7月非硅BOM成本持續(xù)下降,1月非硅BOM成本為0.38元/W,7月非硅BOM成本已下降至0.22元/W。

原標題:光伏HJT行業(yè)進展的思考,深度解讀!
 
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