【研报】机械工业行业：后PERC时代的技术进步PERC+和TOPCon是目前性价比较高的选择-20200530[29页].pdf

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1、 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 Table_MainInfo 行业研究/机械工业 证券研究报告 行业深度报告行业深度报告 2020 年 05 月 30 日 Table_InvestInfo 投资评级 优于大市 优于大市 维持维持 市场表现市场表现 Table_QuoteInfo -6.07% -1.99% 2.09% 6.18% 10.26% 14.34% 2019/52019/82019/112020/2 机械工业海通综指 资料来源：海通证券研究所 相关研究相关研究 Table_ReportInfo 关注业绩具有持续性或有望迎来拐点 的标的2020.05.24 海通-铁甲全景观察第

2、 10 期： 下游景气 持平，全市场交易量 5 月有望同比增长 50%-56%2020.05.24 政府工作报告提出增加铁路建设资本 金，国家电网 2020 年光伏计划消纳 39GW2020.05.24 Table_AuthorInfo 分析师:佘炜超 Tel:(021)23219816 Email: 证书:S0850517010001 联系人:吉晟 Tel:(021)23154653 Email: 后后 PERC 时代的技术进步，时代的技术进步，PERC+和和 TOPCon 是目前性价比较高的选择是目前性价比较高的选择 Table_Summary 投资要点：投资要点： 核心结论核心结论。我们

3、认为，HJT 是终极性提升效率的技术方案，但近 2 年时间，在 PERC 技术上的改造是更为经济的选择。 PERC+和 TOPCon 有望在未来 2 年率 先实现商业化，HJT 仍将处于研发阶段。 行业背景：行业背景：PERC 产能、装机占比快速提升，目前转换效率距离理论极限仍有产能、装机占比快速提升，目前转换效率距离理论极限仍有 空间空间。 1） 行业现状：） 行业现状： 2020 年 4 月光伏组件出口总出货量达 5.46GW， 同比-4.3%， 单晶 PERC 价格从 4 月底最低点的 0.75 元/W 提升至 5 月底的 0.79 元/W。 2019 年 PERC 累计产能达到 110

4、GW 左右，装机占比快速提升至 65.0%，成为最主 流技术路线； 2） 技术提升路径：） 技术提升路径： 多晶 - 单晶、 PERC - PERC+ - TOPCon HJT， 目前看 PERC+/TOPCon/HJT 量产效率极限分别约为 22.7%/24.3%/27.1%。 PERC+：在：在 PERC 基础上增加少量工艺流程，提高转换效率基础上增加少量工艺流程，提高转换效率。1）背面）背面 - 双面双面 PERC：背面使用铝栅线结构替代全铝背场结构，主要变化在丝网印刷工艺；2） 背面背面 - PERL/PERT：PERL 是在 PERC 基础上钝化发射极、背部局部扩散， N-PERT

5、主要将磷扩散设备改为硼扩散设备；3）正面）正面 - PERC+SE：通过选择 性发射极提高转换效率，增加激光掺杂工艺；4）正面）正面 - PERC+MWT：消除正 面主栅减少遮光，主要增加激光打孔工艺。 TOPCon：通过隧穿氧化层和多晶硅薄层钝化电池，核心增加硼扩、：通过隧穿氧化层和多晶硅薄层钝化电池，核心增加硼扩、LPCVD 设设 备。备。1）原理和结构：）原理和结构：通过隧穿氧化层和多晶硅薄层钝化电池；2）优劣势：）优劣势：电 池高效率及后续提升潜力高于 PERC，但工艺较复杂；3）工艺流程和设备的变）工艺流程和设备的变 化：化：核心增加硼扩、LPCVD 设备等。 技术路线对比：目前技术

6、路线对比：目前 TOPCon、PERC 的性价比高于的性价比高于 PERT、HJT，双面，双面+SE 是是 PERC+最主流路线最主流路线。1）各技术路线性价比：）各技术路线性价比：TOPCon 的效率高于 PERC 电 池，性价比与 PERC 电池相当、高于 PERT、HJT；2）PERC+技术趋势：技术趋势：领 跑者计划中标情况显示双面电池成为主流，2018 年 SE 技术已经成为一线厂商 主流技术；3）TOPCon 扩产：扩产：规划产能超过 7GW，已成为主流厂商扩产的重 要选项。 竞争格局竞争格局和市场空间和市场空间：国内企业已具备国内企业已具备 PERC+和和 TOPCon 核心设备

7、竞争力，核心设备竞争力， 不考虑不考虑 HJT 未来未来 3 年电池设备市场空间有望达到年电池设备市场空间有望达到 250 亿元量级。亿元量级。1） 竞争格局：） 竞争格局： 帝尔激光占据激光设备优势地位（市场份额达到 76%） ，捷佳伟创已具备 TOPCon 设备竞争力（技术参数与国外公司差距不大） 。2）市场空间：）市场空间：不考虑 HJT 投资的情况下，未来 3 年光伏电池设备市场空间合计有望达到 250 亿元量 级。 设备设备公司： 建议关注公司： 建议关注 PERC+和和 TOPCon 给电池片设备龙头带来的业绩增量给电池片设备龙头带来的业绩增量。 1） 捷佳伟创：捷佳伟创： 唯一在

8、三个新技术方向上的产品都具备竞争力的公司； 2） 迈为股份：） 迈为股份： 丝网印刷龙头，激光设备实现突破；3）帝尔激光：）帝尔激光：专注光伏激光相关设备。 风险提示。风险提示。新技术扩产不及预期，新技术对效率的提升不及预期，光伏需求出 现大幅下滑。 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目目 录录 1. 核心结论：PERC 技术上的改造是目前更为经济的选择，PERC+和 TOPCon 有望率 先实现商业化 . 7 2. 行业背景：PERC 产能、装机占比快速提升，目前转换效率距离理论极限仍有提升空 间 7 2.1 行业现状：从数据看疫情总体影响有限，PERC 产能

9、、装机占比快速提升 . 7 2.2 技术提升路径：多晶 - 单晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJT . 8 3. PERC+：在 PERC 基础上增加少量工艺流程，提高转换效率 . 10 3.1 背面 - 双面 PERC：背面使用铝栅线结构，主要变化在丝网印刷工艺 . 11 3.2 背面 - PERL/PERT：PERL 是在 PERC 基础上钝化发射极、背部局部扩散， N-PERT 主要将磷扩散设备改为硼扩散设备 . 12 3.3 正面 - PERC+SE：通过选择性发射极提高转换效率，增加激光掺杂工艺 . 14 3.4 正面 - PERC+MWT：消除正面主栅减少遮光

10、，主要增加激光打孔工艺 . 15 4. TOPCon：通过隧穿氧化层和多晶硅薄层钝化电池，核心增加硼扩、LPCVD 设备 16 5. 技术路线对比： 目前 TOPCon、 PERC 的性价比高于 PERT、 HJT， 双面+SE 是 PERC+ 最主流路线 . 17 5.1 各技术路线性价比：目前情况下 PERC 和 TOPCon 性价比高于 PERT、HJT、 IBC 17 5.2 PERC+技术趋势：双面电池、SE 已经成为主流 . 19 5.3 TOPCon 扩产：规划产能超过 7GW，已成为部分厂商扩产的重要选项 . 20 6. 竞争格局：帝尔激光占据激光设备优势地位，捷佳伟创已具备

11、TOPCon 设备竞争力 21 6.1 光伏激光设备：帝尔激光是绝对龙头 . 21 6.2 TOPCon 设备：捷佳伟创等国内公司已具备竞争力 . 21 7. 市场空间： 不考虑 HJT 投资的情况下， 未来 3 年光伏电池片设备市场空间合计有望达 到 250 亿元量级 . 22 8. 设备公司：建议关注 PERC+和 TOPCon 给电池片设备龙头带来的业绩增量 . 23 8.1 捷佳伟创：唯一在三个新技术方向上的产品都具备竞争力的公司 . 23 8.2 迈为股份：丝网印刷龙头，激光设备实现突破 . 24 8.3 帝尔激光：专注光伏激光相关设备 . 25 pOsNnMsRmRnMuNsQwO

12、qMzR8OaO9PnPpPnPrReRnNrPlOqQnP7NnNuNuOmNuMNZtOyQ 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3 9. 风险提示 . 25 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4 图图目录目录 图 1 我国新增光伏装机量 . 7 图 2 全球新增光伏装机量 . 7 图 3 光伏组件出口 . 8 图 4 电池片价格 . 8 图 5 单晶 PERC 累计产能 . 8 图 6 各技术路线装机占比 . 8 图 7 单晶 PERC 效率记录提升情况 . 8 图 8 单晶 PERC 量产效率提升情况 . 9 图 9 光伏技术演变图

13、 . 9 图 10 主流光伏技术效率极限 . 10 图 11 PERC 效率提升方法 . 10 图 12 PERC 工艺升级路线 . 11 图 13 双面与单面 PERC 电池原理对比图（a 为双面电池，b 为单面电池） . 11 图 14 双面与单面 PERC 电池的结构对比图 . 12 图 15 双面与单面 PERC 电池的工艺流程对比图 . 12 图 16 PERC 与 PERL 结构对比 . 13 图 17 PERL 与 PERT 结构对比 . 13 图 18 P-PERC 与 N-PERT 工艺流程对比 . 14 图 19 激光掺杂 PERC 与传统 PERC 对比图. 14 图 2

14、0 SE 激光掺杂工艺示意图 . 15 图 21 MWT 电池结构示意图 . 16 图 22 P 型硅基 MWT 电池基本工艺流程 . 16 图 23 TOPCon 电池结构示意图 . 17 图 24 TOPCon 电池与其他技术工艺流程对比图 . 17 图 25 从电站 LCOE 看光伏技术性价比 . 18 图 26 主流光伏技术性价比对比 . 19 图 27 第三批 10 大光伏应用领跑者基地申报技术统计 . 19 图 28 捷佳伟创营业收入. 23 图 29 捷佳伟创归母净利润 . 23 图 30 捷佳伟创毛利率、净利率 . 24 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律

15、声明 5 图 31 捷佳伟创 ROA、ROE . 24 图 32 迈为股份营业收入. 24 图 33 迈为股份归母净利润 . 24 图 34 迈为股份毛利率、净利率 . 24 图 35 迈为股份 ROA、ROE . 24 图 36 帝尔激光营业收入. 25 图 37 帝尔激光归母净利润 . 25 图 38 帝尔激光毛利率、净利率 . 25 图 39 帝尔激光 ROA、ROE . 25 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 6 表目录表目录 表 1 2018 年 SE 技术已经广泛应用 . 20 表 2 TOPCon 扩产统计 . 20 表 3 光伏激光设备主要公司 .

16、21 表 4 全球主要厂商 LPCVD 设备对比 . 22 表 5 市场空间测算 . 23 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 7 1. 核心结论：核心结论： PERC技术上的改造是目前更为经济的选择，技术上的改造是目前更为经济的选择， PERC+和和 TOPCon 有望率先实现商业化有望率先实现商业化 我们认为，我们认为，HJT 是终极性提升效率的技术方案，但近是终极性提升效率的技术方案，但近 2 年时间，在年时间，在 PERC 技术上 的改造是更为经济的选择。 技术上 的改造是更为经济的选择。PERC+和和 TOPCon 有望在未来有望在未来 2 年率先实现商业化

17、，年率先实现商业化，HJT 仍将处于研发阶段：仍将处于研发阶段： 1）PERC 产线投产时间不长，大部分没有过折旧期，电池厂商目前更愿意在已有 产线上改造； 2）PERC+和 TOPCon 技术也在进步，与现有 PERC 相比，效率有一定的提升空 间，目前看性价比高于 HJT； 3）HJT 工艺难度更大、成本仍较高、目前效率没有明显优势，在现有情况下经济 性较差，需要研发时间可能仍较长。 2. 行业背景：行业背景：PERC 产能、装机占比快速提升，目前转换 效率距离理论极限仍有提升空间 产能、装机占比快速提升，目前转换 效率距离理论极限仍有提升空间 2.1 行业现状：从数据看疫情总体影响有限，

18、行业现状：从数据看疫情总体影响有限，PERC 产能、装机占比快速 提升 产能、装机占比快速 提升 2019 年我国光伏装机量下滑，全球装机量稳定增加。年我国光伏装机量下滑，全球装机量稳定增加。我们认为，受到行业政策波 动的影响，我国 2018、2019 年光伏新增装机量同比均出现下滑，而全球多个地区实现 平价上网，装机量不断增加。2019 年我国光伏新增装机量为 30.1GW，同比-33.1%， 全球光伏新增装机量为 114.9GW，同比+11.6%。 图图1 我国新增光伏装机量我国新增光伏装机量 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40

19、50 60 20122013201420152016201720182019 中国新增光伏装机量（GW，左轴） 同比（%，右轴） 资料来源：国家能源局，Wind，海通证券研究所 图图2 全球新增光伏装机量全球新增光伏装机量 -10 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 140 20122013201420152016201720182019 全球新增光伏装机量（GW，左轴） 同比（%，右轴） 资料来源：英利集团微信公众号，Wind，海通证券研究所 4 月组件出口同比小幅下降，月组件出口同比小幅下降，PERC 电池价格回升。电池价格回升。根据 Win

20、d 的数据，2020 年 4 月光伏组件出口总出货量达 5.46GW，同比-4.3%，我们认为，海外疫情 4 月开始影响 行业，组件出口仍只有小幅下降，出口景气度受到疫情影响有限；根据 PVInfolink 微信 公众号的数据，4 月底以来电池片价格回暖，单晶 PERC 价格从 4 月底最低点的 0.75 元/W 提升至 5 月底的 0.79 元/W。 我们认为， 从数据可以看出疫情总体对行业影响有限。 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 8 图图3 光伏组件出口光伏组件出口 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 0 1000 2000

21、3000 4000 5000 6000 7000 8000 2017-012017-062017-112018-042018-092019-022019-072019-12 光伏组件出口（MW，左轴）同比（%，右轴） 资料来源：Wind，海通证券研究所 图图4 电池片价格电池片价格 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 2019/1/22019/4/22019/7/22019/10/22020/1/22020/4/2 单晶PERC(元/W) 资料来源：PVInfolink 微信公众号，海通证券研究所 我国我国 PERC 产能快速提升，产能快速提升，2019 年装机占比

22、达到年装机占比达到 65%。根据产业信息网的数据， 预计 2019 年 PERC 累计产能达到 110GW，新增 PERC 产能为 43GW，同比+34.4%。 另外，根据中国光伏产业发展路线图 （2018、2019） ，PERC 装机占比由 2018 年的 33.5%快速提升至 2019 年的 65.0%，成为最主流技术路线，BSF 从 2018 年的 60.0% 下降至 2019 年的 31.5%，我们预计 BSF 装机占比未来还将进一步下降。 图图5 单晶单晶 PERC 累计产能累计产能 0 20 40 60 80 100 120 201420152016201720182019E PE

23、RC累计产能（GW） 资料来源：产业信息网，海通证券研究所 图图6 各技术路线装机占比各技术路线装机占比 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2018年2019年 其他 PERCBSF 资料来源： 中国光伏产业发展路线图 （2018、2019） ，海通证券研究所 2.2 技术提升路径：多晶技术提升路径：多晶 - 单晶、单晶、PERC - PERC+ - TOPCon - HJT PERC 效率提升历史回顾：单晶效率提升历史回顾：单晶 PERC 量产效率量产效率 5 年提升年提升 2.4pct。根据摩尔光伏 微信公众号援引PERC 技术的发展潜

24、力分析 ，2014-2019 年，单晶 PERC 效率记录 从 21.40%提升至 24.06%，量产效率从 20.1%提升至 22.5%，5 年提升 2.4pct。 图图7 单晶单晶 PERC 效率记录提升情况效率记录提升情况 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 9 资料来源：摩尔光伏微信公众号援引PERC 技术的发展潜力分析 ，海通证券研究所 图图8 单晶单晶 PERC 量产效率提升情况量产效率提升情况 资料来源：摩尔光伏微信公众号援引PERC 技术的发展潜力分析 ，海通证券研究所 光伏效率提升路径：多晶光伏效率提升路径：多晶 - 单晶、单晶、PERC - PER

25、C+ - TOPCon - HJT。我们根据光 伏行研微信公众号援引张忠卫后 PERC 时代高效晶硅电池量产技术路线探讨总结， 目前情况下， 多晶硅电池效率约为 19.2%-20.8%， 单晶 PERC 效率约为 21.0%-21.8%， PERC+效率约为 21.8%-23.2%，TOPCon 效率约为 22.5%-23.5%，HJT 效率约为 22.45%-24.5%。我们认为，光伏效率提升路径为多晶 - 单晶，PERC - PERC+ - TOPCon - HJT，随着技术的不断进步，各技术路线转换效率仍有提升的空间。 图图9 光伏技术演变图光伏技术演变图 资料来源：光伏行研微信公众号援

26、引张忠卫后 PERC 时代高效晶硅电池量产技术路线探讨 ，海通证券研究所 效率极限：效率极限：PERC+/TOPCon/HJT 量产效率极限分别约为量产效率极限分别约为 22.7%/24.3%/27.1%。 我们根据光伏行研微信公众号援引张忠卫后 PERC 时代高效晶硅电池量产技术路线 探讨总结，目前情况下，PERC（PERC+）量产效率极限约为 22.7%，相比 AL-BSF 提升约 2.7pct（PERC+相比 PERC 提升约 1pct） ，TOPCon 量产效率极限约为 24.3%， 相比 PERC（PERC+）提升约 1.6pct，HJT 量产效率极限约为 27.1%，相比 TOPC

27、on 提升约 2.8pct。 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 10 图图10 主流光伏技术效率极限主流光伏技术效率极限 资料来源：光伏行研微信公众号援引张忠卫后 PERC 时代高效晶硅电池量产技术路线探讨 ，海通证券研究所 3. PERC+：在：在 PERC 基础上增加少量工艺流程，提高转 换效率 基础上增加少量工艺流程，提高转 换效率 PERC 提高效率的核心在于降低光生载流子的复合。提高效率的核心在于降低光生载流子的复合。根据光伏测试网微信公众号， 影响晶体硅太阳能电池转换效率的原因主要来自两个方面：1）光学损失，包括电池前 表面反射损失、接触栅线的阴影损失以

28、及长波段的非吸收损失；2）电学损失，它包括 半导体表面及体内的光生载流子复合、半导体和金属栅线的接触电阻，以及金属和半导 体的接触电阻等的损失。这其中最关键的是降低光生载流子的复合，它直接影响太阳能 电池的开路电压。 光生载流子的复合主要是由于高浓度的扩散层在前表面引入大量的复 合中心。 PERC 可以通过多种方法将效率提升至可以通过多种方法将效率提升至 24%。根据摩尔光伏微信公众号援引 PERC 技术的发展潜力分析 ，通过硅片少子寿命提升、背钝化层优化、陷关结构等 方式可以将目前 22.92%的 PERC 效率提升至 24%左右。 图图11 PERC 效率提升方法效率提升方法 资料来源：摩

29、尔光伏微信公众号援引PERC 技术的发展潜力分析 ，海通证券研究所 结构上，选择性发射极、双面电池等方式可以提高结构上，选择性发射极、双面电池等方式可以提高 PERC 的效率。的效率。根据光伏测试网 微信公众号，PERC 电池效率进一步提升的方向包括：1）细栅金属化技术，减少正面 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 11 遮挡，如应用 5BB 或 MBB 技术；2）正面采用选择性发射极，降低表面复合损失；3） 先进的陷光技术，如采用多层减反膜技术；4）降低背面金属接触区域的复合，如采用 局部 B 掺杂；5）采用高质量硅片，如 N 型硅片、提高硅片的少子寿命；6）双面

30、PERC 电池。我们认为，目前主流的 PERC 效率提升方式包括双面 PERC、PERL/PERT、 PERC+SE 等。 图图12 PERC 工艺升级路线工艺升级路线 资料来源：光伏技术微信公众号，海通证券研究所 3.1 背面背面 - 双面双面 PERC：背面使用铝栅线结构，主要变化在丝网印刷工 艺 ：背面使用铝栅线结构，主要变化在丝网印刷工 艺 原理：让部分光可以被电池背面吸收。原理：让部分光可以被电池背面吸收。根据光伏前沿微信公众号，PERC 单晶单面 电池的背面为全 Al 层，背面入射光线无法穿透该全 Al 层，因此 PERC 单晶单面电池只 有正面可以吸收入射光进行光电转换，双面电池

31、的目标为让背面吸收太阳光。根据光伏 技术微信公众号，当太阳光照到 p-PERC 双面电池的时候，会有部分光线被周围的环境 反射照射到 p-PERC 双面电池的背面，这部分光可以透过 SiNx 镀膜材料被硅吸收，激 发的电子-空穴对被 p+-p 高低结分离（因 P 型硅背面钝化，相当于掺杂有 Al 原子） ，从 而对电池的光电流和效率产生贡献。 图图13 双面与单面双面与单面 PERC 电池原理对比图（电池原理对比图（a 为双面电池，为双面电池，b 为单面电池）为单面电池） 资料来源：光伏技术微信公众号，海通证券研究所 结构变化： 背面使用铝栅线结构替代全铝背场结构。结构变化： 背面使用铝栅线结

32、构替代全铝背场结构。 根据周小荣等 双面 PERC 单 晶硅太阳电池工艺研究 ，双面 PERC 主要在背面使用了铝栅线结构对常规的单面 PERC 太阳电池中的全铝背场结构进行替代，与现有 PERC 产线的兼容度较高，适合 大规模量产。根据光伏前沿微信公众号，为了使 PERC 电池均有双面光电转换功能， 行业改变了 PERC 电池的印刷工艺， 将背面全 Al 层印刷工艺修改为背面局部 Al 层印刷 工艺。 行业研究机械工业行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 12 优劣势：可以实现双面发电，但工艺要求高于优劣势：可以实现双面发电，但工艺要求高于 PERC。根据电源技术杂志微信公众 号，双

33、面电池优势包括：可双面发电、双玻封装高可靠性、降低铝浆用量、弯折率降低、 与现有 PERC 生产线兼容、可采用单晶硅或多晶硅作为基体，成本优势显著。缺点包 括：工艺要求特殊、背面印刷精度较单面 PERC 电池的要求略高、对铝浆有更高的要 求。 图图14 双面与单面双面与单面 PERC 电池电池的结构的结构对比图对比图 资料来源：周小荣等双面 PERC 单晶硅太阳电池工艺研究 ，海通证券研究所 工艺流程和设备的变化：主要变化在丝网印刷工艺。工艺流程和设备的变化：主要变化在丝网印刷工艺。根据光伏技术微信公众号，P 型 PERC 双面太阳能电池的制作流程包括：制绒、扩散、刻蚀、退火、背面钝化层沉积、 PECVD 背面镀膜、正面 PECVD 镀膜、丝网印刷、烧结。根据光伏前沿微信公众号， PERC 双面太阳电池的制造工艺与 PERC 单面电池