2022 电力设备与新能源行业研究报告原文.docx

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1、内容目录1、平价时代仍需降本增效，N型电池技术迭代加速1.1 从产业链不同环节的角度看待提效的必要性51.2 光电转换效率的影响因素71.3 复盘：PERC迭代BSF过程中伴随着多个关键环节的共同进步71.4 PERC技术效率渐近极限，主流高效电池技术即将开始产业化进程.102、TOPCon：现有产线兼容+极限效率高，PERC升级首选2.1 结构更具优势，效率提升明显122.2 工艺步骤与PERC相匹配、可在原有产线升级132.3 工艺流程相对复杂、技术路线细节定型难度高152.4 较PERC成本稍高，但降本路径清晰172.5 良率与效率有待进一步提升193、HJT：工艺步骤简洁+效率高，备受

2、产业青睐3.1 结构上兼具晶硅与薄膜电池优势203.2 工艺步骤简洁、量产化路线清晰223.3 设备与耗材国产替代快、后续降本增效空间大253.4 产能规划有待进一步落地284、未来已来，静候N型量产佳音5、相关标的推荐6、风险提不图表目录图表1:2010-2020全球光伏LCOE变动趋势5图表2：未来两年内光伏LCOE加速下降5图表3：2021年各省（区、市）新建光伏发电、风电项目指导价基本达到平价5图表4：某地面电站费用构成6图表5：LCOE公式拆分详解6图表6：影响太阳能电池效率的主要因素7图表7：PERC技术市场占比不断提升7图表8：PERC技术较BSF技术效率有明显提升7图表9：20

3、18年初单晶与多晶硅片价差快速缩小8图表10：2016年起电池设备投资成本快速下降8图表11：PERC与BSF电池片高价差维持时间较长9图表12：2018年初PERC与BSF组件端价差快速缩小9图表13：PERC在结构上更利于提升转换效率10图表14：PERC电池产线单位投资成本下降速度超预期10图表15：单晶PERC世界记录效率接近极限效率11图表16：单晶PERC量产效率发展历程11图表17：基于P型硅片的TOPCon技术实验室转化效率较N型并无显著差异11图表18：光伏电池技术路线图及新一代技术类型12图表19：TOPCon电池结构13图表20：TOPCon电池极限效率可达28.7%13

4、图表21：TOPCon电池技术路线调研14图表22：部分设备厂商技术路线14图表23：N型与P型电池载流子输运机制对比15图表24：氧化层制备方法优缺点对比15图表25：LPCVD与PECVD工作原理对比16图表26：LPCVD、PECVD薄膜沉积技术对比16图表27：绕镀问题严重影响电池性能17图表28：常规硼扩散材料对比17图表29：磷和硼在不同温度下固溶度（atoms/sn3）17图表30：基于当前价格水平下182尺寸TOPCon电池成本构成18图表31：TOPCon与PERC在银浆上的使用差异18图表32：N型TOPCon成本下降路径清晰19图表33：N型TOPCon效率进度19图表3

5、4：2021年TOPCon产能规划及量产效率（截至2021年底）20图表35：HJT电池结构拆解21图表36：HJT电池量产效率前景高于PERC、TOPCon21图表37：异质结在不同地区（不同环境温度下）的发电量温升损失均低于PERC21图表38：异质结较PERC衰减率低21图表39：异质结双面率大于90%22图表40：异质结弱光效应较PERC更为优异22图表41：HJT制作流程及主要设备厂商22图表42：晋能制绒清洗工艺流程23图表43：日本YAC清洗制绒设备流程23图表44：市场上主要非晶硅沉积设备供应商23图表45：分层镀膜技术图解24图表46：市场上主要PVDRPD设备供应商25图表

6、47：异质结主要降本方向及驱动因素25图表48：HJT量产效率提升路线26图表49：基于当前价格水平下182尺寸HJT电池成本构成26图表50：pin微晶硅结构示意图27图表51：p-i-n电池能带结构图（理想）27图表52：华晟新能源微晶硅工艺量产效率可达25.23%27图表53：吸杂原理图28图表54：吸杂技术物理过程28图表55：吸杂技术路线28图表56：2021年以来HJT产能布局及效率（截至2021年底）29图表57：2020年底至今HJT产线主要招标29图表58：2021年各电池技术路线效率发展情况30图表59：N型设备企业最新进展30图表60：20212025年N型设备市场空间测

7、算31图表61：基于不同与面积相关BOS成本的N型组件合理价差测算31图表62：2021-2022年有望量产的TOPCon组件31图表63：20212022年有望量产的HJT组件32图表64：公司在各种技术路线上效率均处于行业领先33图表65：公司在HJT研发效率各项影响指标上领先行业33图表66：公司TOPCon电池转换效率多次打破世界纪录33图表67：TigerNeoN-TOPCon组件的发电量优势33图表68：通威合肥HJT中试线电池效率34图表69：通威合肥HJT中试线良率34图表70：迈为股份异质结高效电池制造整体解决方案35图表71：金辰的管式PECVD项目在世界上处于先进水平36

8、图表72：金辰股份PECVD运行效率及关键参数36图表73：金辰所产出的N型电池片效率分布收敛性很高36图表74：捷佳伟创高效电池生产设备371、平价时代仍需降本增效，N型电池技术迭代加速1.1从产业链不同环节的角度看待提效的必要性平价上网时代仍需关注光伏度电成本的下降。根据国际可再生能源署(IRENA)发布的2020年可再生能源发电成本报告，全球晶硅光伏发电项目加权平均发电成本由2010年的约0.381美元/度大幅下降至2020年的约0.057美元/度，下降幅度达到85%,并预计2022年全球太阳能光伏发电的平均成本降至为0.04美元，较2020年下降30%,比燃煤发电低27%以上。图表1：

9、 2070-2020全球光伏LCOE变动趋势图表2：未来两年内光伏LCOE加速下降3表3: 2021年各省(区、市)新建光伏发电、风电项目指导价基本达到平价来源：国家能源局、国金证券研究所2010-2020$LCOE急剧下降85%2020-2022年相较于燃煤发电来源:IRENA.国金证券研究所来源:IRENA、国金证券研究所度电成本的快速下降有效的促进了光伏产业的发展，光伏发电也逐渐成为新型电力系统的重要组成部分，但是需要明确的是度电成本还有进一步下降的空间，光伏发电的地位也需要进一步巩固。尤其是在无补贴时代，下游光伏电站对于IRR的重视程度进一步加深，促使其上游组件、电池厂商对于通过技术进

10、步降本有着迫切需求。从终端收益率的角度看：光伏技术发展与创新的根本目标是促进LCOE的降低，对应到典型的应用场景，就是大型地面电站的的LCOE降低。以大型地面电站为例，费用主要包括：发电设备、建筑工程费、其他费用、预备费、建设期利息等，这些费用较为固定，难以大幅降低。降本空间较大的主要是在组件端，组件在总成本中占比达到一半左右，因此是降本的关键环节。组件效率的提升可以通过提升电池转换效率、改进组件端技术等来解决。来源：全国能源信息平台、国金证券研究所电站运营期内发电量的多少对于LCOE的高低产生重要影响。电池转换效率越高，对应到相同规格尺寸的组件，就会拥有更高的功率。同时，在同等功率下，拥有更

11、好发电特性（衰减率、温升系数、双面率、弱光效应等）的电池技术拥有更好的发电量表现。因此为了进一步降低光伏发电的度电成本，必须要进一步提高太阳能电池转换效率、持续提升电池性能，从而提高IRR水平。图表5：LCOE公式拆分详解系统造价LCOE=(1+ i)n运营成本ZKZV25乙71 二 1(1+ i)发电量来源：sunpowerx国金证券研究所从产业链中厂商的角度看：光伏电价是下游电站IRR的重要影响因素，而IRR直接影响到下游对光伏产品的需求。根据国家发改委统计，2020年光伏发电平价上网项目装机规模33.05GW,相较2019年的14.8GW有较大增长o对于组件、电池厂商来说，如何同时面对下

12、游光伏电站企业对于较低LCOE的追求和卜.游各环节对利润的挤压是亟待解决的问题。H前来看，通过效率提高提升产品竞争优势、摊薄成本是破局最有效的途径。因此长期来看，组件技术与新型电池技术的结合程度、电池技术的先进性差异大概率成为影响组件和电池企业分化程度的最重要因素。1.2 光电转换效率的影响因素光伏发电的发展趋势是提高转化效率和降低成本，其中提高转化效率是降低成本的最重要方式之一。光伏发电转化效率计算如下所示：“_Pmax_ImpVmp_IsWocFFPinPinPin太阳能电池转换效率1是最大输出电功率与相应的输入光功率之比，根据光伏发电转化效率计算公式，能量转换效率n与开路电压（匕，、短路

13、电流（小）或短路电流密度（人，、填充因子（FF）关联最为密切，因此通过技术研发和改进提高上述三个参数的数值是提高太阳能电池转换效率的重要途径。表6：影响太阳能电池效率的主要因素匕。影响因素影响因素FF影响因素砧基片性质豉基片性质硅茎片性质袭面发射极冷杂层绒面结构表面发射极掺杂层背面电场（BSF）正面成反奥股并联电阻Rsh温电流-反向饱和电流/表面发射极漆杂层器联电阻r5钝化技术逅光损失等效电路并联电阻Rsh串联电配凡|正面我反射股理想因子n背面反射金星电极接融的煤烤、烧结钝化技术pntu/$来源：国金证券研究所整理1.3 复盘：PERC迭代BSF过程中伴随着多个关键环节的共同进步在光伏行业发展

14、初期，晶硅太阳能电池主要采用了AI-BSF电池技术，即常规铝背场电池技术（AluminiumBackSurfaceField）0BSF太阳能电池技术主要应用在光伏发展早期阶段，虽然BSF电池技术成本低廉，但转换效率不高，且技术上有天然缺陷。随着快速拉晶、金刚线切片、薄片化等技术升级的规模应用，单晶开始取代多晶成为主流，由于单晶材料本身的高品质特征、多晶材料本身无法克服的高位错密度和高杂质缺陷，因此单晶相比多晶在转换效率方面具有先天优势。随着2017年PERC技术的成熟加上单晶成本的快速降低，PERC技术开始大规模取代BSF技术成为太阳能电池主流技术。图表一7TTERC技术市场不断提升来源：中国光伏产业发展路线图、国金证券研究所图表WPERC一技术较8SF技术效率有明显提升来源：中国光伏产业发展路线图、国金证券研究所tRti(pvsi 嘀 一3月 vz/wyi/w -(UVKI Krt-9*41 匕 t*41 JVrm ：；Vn ：kV? 来源：PV