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光伏设备行业之HJT跟踪分析:龙头扩产依旧,多路线降本提效待花开

2023-07-07 01:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

(报告出品方/作者:广发证券,代川、朱宇航、王宁)

一、HJT 降本增效持续进行,龙头扩产依旧

(一)HJT 扩产不停歇,以新玩家为主

HJT扩产规模以及出货维持较高增速。随着双面微晶、0BB、银包铜、铜电镀、HJT/ 钙钛矿叠层电池等新技术的持续进步,HJT投资依然维持了较高的景气度。根据 PVInfolink,2023年中国HJT产能预估可达到58GW,同比增长346%,组件出货 13GW,同比增长333%;根据Taiyangnews发布的《2023年异质结太阳能技术报告》, 中国已经有超过40家企业布局HJT行业,规划和在建的产能合计约218GW,其中不 乏三五互联、乾景园林、宝馨科技等跨界玩家。

华晟新能源、东方日升、金刚光伏贡献了HJT扩产的主要份额。华晟新能源、爱康科 技、东方日升、金刚光伏等主要玩家电池和组件产能建设规模合计超过80GW,三五 互联、乾景园林、宝馨科技、泉为科技、国电投、正业科技等跨界玩家均具有超过 10GW的扩产规划。

(二)HJT 组件首次进入央企集采,下游认可度明显提高

HJT组件首次进入央企集采,中标企业均为头部玩家。3月27日,中核汇能开展“2023 年度光伏组件设备集中采购”开标,中核汇能作为中国核电的控股子公司,是国内 央企首次将“HJT组件”作为一个单独的产品分类进行招标。 本次招标共6GW,分为三个包件,其中:包件1为P型单晶(540W以下规模500MW, 540W及以上规模3GW),包件2为N型单晶(TOPCon,550W及以上规模2GW), 包件3为N型单晶(HJT,580W及以上规模500MW)。根据中标结果,东方日升、通威太阳能和爱康光电中标N型HJT电池组件。

HJT组件在功率和溢价上有显著优势。本次招标的HJT组件的门槛功率为580W,比 PERC高出40W,比TOPCon高出30W。根据SOLARZOOM新能源智库统计的最新 开标结果,此次招标共有40家企业参与投标,包件1均价为1.64元/W,投标价格范围 在1.60-1.72元/W;包件2均价为1.72元/W,投标价格范围在1.65-1.80元/W;包件3 均价为1.80元/W,投标价格范围在1.73-1.89元/W;对比报价均价,HJT组件和 TOPCon组件相比PERC的溢价分别为0.16元/W和0.08元/W。 本次中核汇能招标规模共6GW,参与招标企业共40家,规模大小和参与数量具有一 定代表性,溢价数据更加客观,展示了HJT技术的高功率、高发电量的优势。随着双 面微晶、0BB、银包铜、铜电镀、薄片化等降本提效技术的逐渐成熟,HJT技术的竞 争力预计将进一步增强,性价比将逐步显现。

(三)HJT 组件功率优势明显,多技术争奇斗艳

HJT组件功率和转换效率优于TOPCon组件和PERC组件。2023年SNEC展会上, TOPCON、HJT、钙钛矿等多项技术成为焦点,从组件功率来看,HJT组件占据前列, 以东方日升伏羲系列组件的最高功率741.456W为首,高出TOPCon组件最高功率约 21W,高出PERC组件最高功率约61W,转换效率也有一定优势。 0BB、银包铜、MBB/SMBB、HBC、HPDC等技术路线多点开花。在HJT组件技术 路线中,已开发了0BB、MBB、SMBB等多种类型的主栅技术,HBC(HJT+IBC)、 HPDC(复合钝化双结电池)等电池结构优化技术,以及银包铜等材料改进技术,HJT 的降本提效路线多点持续突破。

二、提效降本路线明晰,多线并举待花开

HJT提效降本路线较为明确,23年逐步进入兑现期。参考HJT龙头企业华晟新能源的 展望,HJT技术将历经5个阶段,逐步将单面/双面微晶、铜电镀电极、无铟TCO、背 接触结构等技术运用到异质结电池中;双面微晶、0BB、银包铜、铜电镀、低铟化/ 无铟化靶材的导入多在2023~2024年陆续完成测试,25年有望成为HJT大规模量产 的时间节点。

(一)双面微晶:22 年为导入期,23 年逐步走向成熟

双面微晶效率预计提升0.5%以上,2023年全面导入。2023年3月和4月,华晟宣城三 期2.4GW和金刚酒泉4.8GW的双面微晶电池分别实现出片,转换效率均突破25%, 比单面微晶提高0.5%以上。通威股份、东方日升、爱康科技、宝馨科技等头部玩家 正在积极导入测试中,预计2023年各企业将全面完成双面微晶的开发测试,逐步步 入成熟的量产阶段。

(二)薄片化:100μm 各家导入研发中

HJT电池在“薄片化”上具备一定的先天优势。根据南京航空航天大学沈鸿烈教授介绍,一般的,硅片每减薄20μm,可使价格可下降10%,对应组件成本降低约5-6分 /W。与PERC和TOPCon电池相比,HJT电池结构对称,应力分布更加均匀;制备温 度较低(200℃左右),不容易因为受热不均引起硅片翘曲;硅片减薄对转换效率的 影响较小,因此薄片化对HJT的竞争力提高有着明显的促进作用。爱康科技认为,随 着焊接工艺、自动化工艺和层压工艺的优化以及无主栅技术的开发,210硅片厚度可 降至90μm。 TCL中环首发110μmN型硅片,硅片龙头开始推动行业降本。2023年3月,TCL中环 价格公示中首次新增110μmN型硅片,210片报价8.02元/片,182片报价6.14元/片, 明显低于P型150μm硅片价格,主要来自于薄片化带来的成本降低;5月,TCL中环 公示的110μm和130μm硅片的价格均有一定幅度下降,主要原因是伴随产业链成本 下降,一季度终端需求逐步回暖,产业链开工率提升,硅片环节受供应链关键辅材 短缺影响呈现供应紧缺局面,同时随硅料供给能力提升,价格逐步下行,光伏制造 业硅成本占比逐步下降,核心竞争力重新回归至技术创新与先进的制造方式。110μm 硅片的量产实现在推动硅片环节降本的同时,为N型电池技术的发展提供保障,助力 产业链成本的持续降低。

“薄片化”导入各家进度不一,东方日升较为领先。目前行业内的HJT玩家已经完成 对130μm硅片的开发,而东方日升率先完成100μm硅片的开发,而华晟新能源、爱 康科技和金刚光伏等HJT头部企业均在积极导入测试更薄的硅片。根据4月27日东方 日升披露的公众号,首批异质结伏曦电池已于金坛基地成功下线,采用了多项行业 领先技术,包括使用100μm厚度的210半切硅片、微晶技术和低银含浆料,电池效率 突破25.5%,组件功率突破700W,成本降低20%。

(三)0BB:降本增效利器,组件端重大技术变化

HJT采用高含银量的低温银浆,少银化是降本的关键方向。HJT采用低温银浆,导电 性能弱于高温银浆,因此需要提高银含量增强导电性,从而导致更大的银耗量。无 主栅(0BB)技术、银包铜技术和铜电镀技术是目前行业攻坚的重点方向,多项技术 已进入测试阶段,量产突破在即。 0BB降本提效同步进行,东方日升专利布局较为深入。0BB技术可以大大减少栅线 对光线的遮挡,提高电池转换效率,同时还可以降低银浆用量,从而降低电池制造 成本。专利布局方面,东方日升在电池串连接方法、组件制备工艺方面布局较为深 入,华晟新能源、爱康科技也在复合膜、0BB电池片和组件等方面有部分专利布局。

东方日升可能通过加粗栅块和导电环保证0BB组件的稳定性。专利CN218602452U 公布了一种0BB电池,在水平栅线上间隔排布连接有多个加粗栅块或导电环的布置 线,沿布置线上点涂非导电胶并连接焊带;导电环内涂胶水后,能够增大每条布置 线上用于粘接焊带的涂胶面积,保证焊带在电池片上的固定效果;同时加粗栅块使 点涂胶水不容易遮挡栅线,保证组串形成的组件可靠性,解决了胶水涂布面积不当 导致焊带固定不牢或EL不良的问题。 华晟新能源可能运用软连接和硬连接相互搭配的工艺,防止电池片和焊带脱离。专 利CN115347080A在太阳能电池片两面均使用液态粘接胶与粘接胶带搭配的工艺, 液态胶与电池片之间属于硬连接,能够减少电池片的弯曲程度;粘接胶带与太阳能 电池片之间的连接属于软连接,能够缓冲保护电池片头尾部易碎区域,两者共同作 用有利于减少碎片的产生,使焊带和电池片连接更加紧密,同时避免在层压的过程 中电池片发生翘曲和焊带脱离,提高电池片的使用寿命。

0BB对组件亦提出了新的要求。0BB的电池结构发生了较大的变化,因此组件端也 需要做出相应的调整,东方日升、华晟新能源的组件连接方法比较类似类似,均是 将前一电池片正面焊带连接至下一电池片背面胶水结构,从而将多块电池片连通形 成组件,这种连接方式相对传统;而爱康科技则开发了新的焊接工艺,电池片之间 经过叠片后通过焊接点上的导电胶进行电流传输,取消了相邻电池片之间的间距, 组件内有效发电面积增多,从而提升组件效率。

华晟新能源可能使用凹槽和复合膜保证封装时组件效率不受损。 在 专利 CN218827159U中提出了一种复合膜,由表面开设有凹槽的承载膜和粘接膜构成, 通过将导电丝(焊带)嵌入凹槽固定并减少移动,在复合膜和无主栅太阳能电池进 行层压时,即使承载膜在高温熔化后具有流动性,也能够避免因承载膜流动引起的 导电丝出现移位,还能避免复合膜和无主栅太阳能电池在压合过程中由于受到较大 压力造成导电丝弯曲或者卷翘,保证太阳能电池组件效率。

设备端,0BB电池主要设备为连接电池片使用的串焊机。目前0BB主要有SmartWire、 点胶和焊接三种方案。SmartWire需要先制作内嵌铜焊带的有机薄膜(即铜丝复合膜), 再与电池片连接、组串随后与封装胶膜热压;点胶方案先在电池片表面进行点胶, 再将整条焊带利用UV灯固化在电池片上,最后通过层压实现焊带与电池片的合金化; 焊接方案则通常与点胶结合,先将焊带和栅线初步焊接,再在指定位置点胶固化, 从而稳固焊带与细栅的结合,或将焊带与栅线点胶固化后再进行焊接合金化。

奥特维作为 0BB串焊机龙头,多方案均有布局。 SmartWire方 案中, 专 利 CN112490329A先将正背面膜片与焊带贴敷形成焊带组件,再将电池片依次叠放, 即可通过热压完成电池串的连接,生产效率高;点胶方案中,专利CN217280819U 直接通过施胶、叠放、照射固化完成串焊;焊接方案中,布局了点胶+焊接和焊接+ 点胶两种串焊技术,“点胶+焊接方案”即在将焊带胶粘至无主栅电池片上后,立即 对焊带实施低温焊接,使得焊带与无主栅电池片的副栅之间形成合金化连接以形成 电池串,此时后道层压无需设置功能膜隔离EVA,从而降低成本,“焊接+点胶方案” 即先将将焊带组焊接到电池片上,使焊带组与副栅之间形成合金化连接,再利用胶 带将焊带组固定至电池表面并层压固化,可以提高焊接强度,防止焊带位移。

迈为股份相对聚焦,采用先焊接再点胶的方案。根据专利CN218769576U,迈为发明的0BB串焊机先将电池片主背面、焊带焊接在一起形成电池串,并进行粘合剂涂 敷、固化,消除了搭接不良的风险,降低了焊带与细栅对齐度的要求,提升焊带与电 池片的结合力;同时取消了复合膜和电池片正背面PAD点,减少光伏电池片表面遮 挡和银浆使用量,极大的降低了成本;此外,两套电池串翻转机构、涂敷固化机构以 及加热装置,能够维持工作温度,提高电池串稳定性的同时提高产能。

小牛自动化、光远股份也涉及0BB串焊机布局。小牛自动化开发的适应0BB胶粘工 艺的NS02-5000T型超高速划焊一体机在2023年先后中标正泰新能、晶澳太阳能、韩 华美国和隆基嘉兴,2023年5月24日,在新品发布会上提出在0BB和薄片化背景下克 服传统焊接隐裂断栅等问题的IFC技术,开发了CHJ40型一体化覆膜机,能够实现电 池片、焊带、正背面胶膜一次性直接覆膜成串,焊带与胶膜无需提前复合,兼容复合 膜覆膜工艺,具有无需助焊剂、互联条密集,隐裂和微裂电流传导更优的特点。光远 股份(非上市)聚焦电池片组件端新主流高速划焊一体设备、无应力焊接设备,开发 了众多针对多主栅和无主栅等密栅电池的串焊设备、压紧设备。

东方日升率先突破0BB电池量产,各厂家测试中。2023年4月27日,东方日升(江苏 公司)宣布4GW高效25.5%异质结0BB电池顺利实现首线全线贯通,首批异质结伏 曦电池已于金坛基地成功下线,标志着东方日升金坛基地210异质结电池正式进入大 规模量产阶段;爱康科技5月30日在互动平台表示,新开发的730W异质结组件属于 AKiDower7.0系列,采用0BB技术,可有效降低串联电阻,实现组件CTM提升1%; 叠加100um以下硅片薄片化、光转膜、微晶工艺等先进技术,转换效率高达23.5%; 公司已具备量产能力。

(四)银包铜:少银化重要手段,核心在于下游的接受程度

银包铜浆料国产替代进展良好,厂家专利布局已久。帝科股份、迈为股份、苏州固 锝(子公司苏州晶银)和博迁新材进展相对较快,其中帝科股份、苏州晶银和博迁新 材在低温银浆制备、银包铜粉及浆料制备和丝网印刷装置上有一定专利布局,有望 解决国产厂家导电浆料可靠性差、导电性低、太阳能电池的转化效率低等诸多技术 缺陷,能够产生优异的欧姆接触性能的同时,通过银包铜粉的使用降低材料成本, 并改善银颗粒之间的团聚现象,提高导电性能。

含银量低于50%的浆料,验证相对顺利。主流银包铜浆料含铜量为40~50%,背面效 率与低温银浆持平,正面略有差距。目前苏州固锝、帝科股份40~50%铜含量的浆料 已通过客户可靠性测试,实现了批量供货;迈为股份正在测试40%的银包铜浆料; 博迁新材搭建了中试线,小粒径成品银包铜粉突破吨级以上销售。

银包铜有望降低单片银耗量30%以上,每W耗量降至10mg水平。根据华晟新能源的 最新测算,M6-12BB电池单片银耗量已降至150mg,通过在背面副栅使用银包铜浆 料,可将单片银耗降低至120mg;2023年,华晟预计将全面使用银包铜浆料代替纯 银浆,届时单片银耗量将可低至80mg,换算每瓦耗量11.4mg。银包铜作为一项新技 术,还未经历过电站端长时间的验证,下游的接受预计还将需要一定的时间。

(五)铜电镀:去银化终极方案,中试走向量产的关键阶段

铜电镀为去银化终极方案,提效降本共发力。效率端,铜电阻为低于含有机杂质的 低温银浆,导电性能更好,线宽可以做到10-20μm,而HJT低温银浆电极一般在30- 50μm,铜电极遮光更少,可释放电池片发电效率潜力,预计效率增幅在0.3~0.5%, 电镀铜有望将HJT电池转换效率提高到26%以上;成本端,铜材料价格远低于低温银 浆,用铜栅线替换银栅线能够实现大幅度降本,根据国电投测算,到2023年底,铜 栅线异质结金属化成本有望降低到0.08元/W,比银栅线技术成本降低50%,度电成 本(LCOE)显著降低。 铜电镀主要步骤为种子层+图形化+金属化,各路厂家多方布局。制备种子层是为了 提升栅线与TCO层间的导电性和附着力,易于电镀铜附着,目前迈为正在攻克无种 子层技术;图形化主要分为激光直写、掩膜显影,代表厂商分别为芯碁微装、苏大维 格,近期太阳井布局了投影式光刻技术,具有较好的曝光效果同时避免掩膜板损伤, 迈为则布局了激光开槽和掩膜显影等图形化方式。金属化分为水平电镀和垂直电镀, 代表厂家分别为捷德宝、太阳井和东威科技,水平电镀更利于产量提升和自动化实 现,迈为参股子公司启威星主要涉及铜电镀的湿法装备,在水平电镀方面亦有布局。

通威布局了种子层电镀方案。在专利CN115799400A中,发现槽道中部的感光胶层 残留导致电镀沉积速度慢于正常铜种子层上的电镀沉积速度,而发生“U型冒镀”, 通过调整显影能力和改变显影方式、额外增加除胶步骤能够将发生U型冒镀概率控制 在0.004%以下;在专利CN115986006A中,通过进行多次电流密度递增的电镀逐步 形成栅线,能够减小由于槽壁与电镀液的接触不均而导致金属镀层内形成孔洞的几 率,增强镀层与镀层、镀层与种子层之间的结合力,降低栅线的电阻率,进而提高太 阳电池的可靠性和转换效率。

通威布局的铜互联电池,采用铜与氧化铜的混合层作为种子层。在完成非晶硅、掺 杂层和透明导电层的制备后,先利用PVD在正背面沉积100~250nm的铜种子层,再 沉积100~200nm的混合物层,其中氧化铜的含量在30~80%之间,可以阻挡环境中 的水和氧气影响内部的铜种子层,还能使得形成的铜栅线形貌整齐且毛刺较少;图 形化使预镀混合层表面露出,再用弱酸洗去氧化铜,便会形成镂空的单质铜层,此 时再进行电镀,铜会从最底部的种子层表面开始生长,逐渐填充“镂空铜”之后在表 面生长铜栅线(高度为8~10μm),使得电镀铜整体与铜种子层之间的接触电阻变小、 空洞数量和尺寸显著减少;电镀铜完成后再二次电镀一层2~4μm的锡栅线以保护铜 栅线。

迈为另辟蹊径,重点开发无种子层电镀技术。在电镀铜步骤前采用预镀镍的方式, 直接生成了正背电极的栅线,从而无需双面PVD溅射铜种子层及刻蚀,避免了含铜 废水的排放;减少了由于铜种子层刻蚀引起的TCO损伤,无效线宽遮挡区域从占整 体吸线宽50%以上降低到低于10%水平,克服了传统技术的不足。

迈为布局的铜电镀电池可能采用多叠层TCO层和多层减反层膜设计。在专利 CN115911167A中,在电池正面以PVD方法沉积的ITO作为缓冲层,再在ITO表面以 RPD方法沉积IZrO、背面直接沉积ICO作为TCO层,并均以SnO2作为保护层,从而 形成叠层TCO层,具备高迁移率、高透过性、耐腐蚀性的特征;由于SnO2保护层的 存在,无需镀铜种子层即可进行铜电镀工艺,避免了去除铜种子层的蚀刻工艺对TCO 层造成损伤;多层减反膜工艺能够再次提高光的吸收,且SiO2与POE膜封装效果较 好,更利于后续电池的组装。

捷佳伟创针对金属电极技术和组件问题,开发了多种电镀铜方案。捷佳创伟首席科 学家宋广华认为传统的电镀铜工艺容易出现种子铜残余、压膜表面损伤和EVA胶膜 脱层等问题,而组件产品则面临户外电站和短路LID实验出现EL主栅发黑的问题,针 对此开发了无种子铜电镀+IWO+介质膜+水平电镀的方案,能够在一定程度上避免 上述问题的发生。

国电投除开发普通铜电镀电池外,还布局了背面为铜薄膜的铜电镀电池。普通铜栅 线电池使用叠层TCO,以氢掺杂氧化铟层为底层,提高整体载流子迁移率、降低电 阻率,覆盖一层ITO、IWO等构成的接触层,以保证TCO层与金属电极之间较低的接 触电阻;国电投还开发了一种背面为整面铜薄膜的电极,无需进行图形化,即可以 节省工艺流程和光刻掩膜的使用,有效地降低成本,同时降低串联电阻、提高填充 因子,提高电池的效率。

电镀环节,垂直电镀相对成熟,但是具有产能相对较小、良率较差的弊端,水平电 镀成为行业研发的重点方向。垂直电镀广泛应用于PCB电镀铜工艺,夹爪夹住阴电 极,竖着挂在电镀槽中进行铜电镀。从产业目前进展看,垂直电镀用于HJT电池铜电 极电镀,必须放慢沉积速度以提高均匀性,所以单机产能比较小(每小时2000-3000 片),良率也比较差,容易发生碎片;水平电镀增加了阴极与欲镀表面的接触面积, 保持待镀表面的电流密度分布更加均匀,是行业重点攻坚方向。

水平电镀难度高、潜力大。太阳井开发了一种使用探针进行电镀的水平电镀设备, 阴极探针组件包括贴合吸盘和阴极导电探针,贴合吸盘设有吸附腔体,阴极导电探 针设于吸附腔体内,旋转运动件能带动阴极导电探针同步旋转,降低了电镀过程中 发生位置偏移的风险;贴合吸盘周期性地贴合于电池片,形成隔离空间,仅含少量 电镀液,降低了阴极探针与电池片镀在一起的风险,也减少了后续退镀的时间,降 低了探针被腐蚀的风险,延长使用寿命。 捷得宝布局了增加电池片受镀面积的单双面水平镀设备。通过扩增部的设置提高电 镀效率,缩短设备的制造长度,在阳极组的上药水盒内有柔性海绵扩增面,能够使 上方药水均匀扩散;下方药水从底部涌出,能够扩大药水与电池片的接触面积,完 成电池片的双面电镀。由于配置了真空吸嘴接头与阻水滚轮组及热风刀结构,能有 效阻绝电镀药水于阳极组内,有效保持阴极组干燥,无需消挂退镀。

罗博特科独创了VDI电镀技术,具有产能大、碎片率低、占地面积小的优点。在专利 CN115613106B中,将电池片插入阴极导电支架上的导电支撑单元中,再插入位于 电镀槽内的阳极结构中,使一个导电支撑单元位于相邻两个阳极板组件之间,即可 完成双面电镀。该插片式电镀装置产能可达到14000整片/小时,碎片率约为0.02%, 远优于相同面积下垂直连续式(7200半片/小时,碎片率0.04%)和水平式电镀装置 (6000整片/小时,碎片率0.03%)的生产能力。

23年为铜电镀中试之年,下半年值得期待。迈为股份在4月25日投资者关系公告中表 示,今年是铜电镀中试的大年,至少有3-4家客户年内有300MW级别的中试,下半年 公司会有一条中试线在客户端开始验证;宝馨科技、爱康科技也在积极进行相应开 发工作;国电投为规划的首个5GW高效HJT电池及组件量产基地在温州龙港市开工 建设,与罗博特科合作的VDI电镀设备已顺利进场,力争三季度建成产线。

(六)靶材:低铟化、无铟化为主要方向

含铟靶材为主流应用,铟价格和储量影响HJT发展。目前,无论研发或是量产中,绝 大多数异质结电池的TCO层材料均为ITO(主体为氧化铟,占比90%以上,掺杂锡) 或其他以铟为主的掺杂材料(钨掺杂IWO、锌掺杂IZO等),其中铟是稀有金属,储 量有限,且价格经常波动,会严重制约异质结电池的发展。因此,开发含铟量更低的透明导电材料或能取代氧化铟锡材料的其他类型透明导电材料迫在眉睫。 低铟、无铟电池技术开发中,迈为布局较深。在最新的专利CN218918903U中,迈 为公开了以氧化锡基TCO材料代替铟基TCO材料的异质结电池方案,使用掺钽氧化 锡(TTO)、掺钼氧化锡(MTO)或者钽钼共掺氧化锡(MTTO)进行多层梯度掺杂 作为TCO,有望解决传统无铟TCO氧化锌铝(AZO)材料性能不佳、稳定性差、可 靠性差的问题,降低了成本的同时保证了电池稳定性;在专利CN116031323A中, 迈为通过在氧化锡层和掺杂层之间使用PVD方法制备超薄ITO缓冲层和RPD制备超 薄ICO/IWO缓冲层,改善了氧化锡层与掺杂层间的接触电阻大的问题,该叠层结构 可大幅度减少靶材的使用,降低生产的工艺成本;同时,该种电池方案可结合铜电 镀技术,在氧化锡层上无需制备铜种子层,可直接执行铜电镀工艺,进一步减少工 艺步骤、降低工艺难度和银材料成本。

爱康科技与创发科技合作研发。创发光电科技总经理为黄信二(爱康集团副总裁), 主营业务为各类光伏靶材,借助薄膜材料研发经验,创发科技开发出较多种类的无 铟靶材,包括GZO、AZO、GAZO等,在背面无铟电池测试中与ITO靶材对照组相比, 在膜增厚或网版优化时可达到相近效率。

低铟/无铟异质结电池取得突破进展。根据迈为股份公众号,2022年8月,迈为股份采用低铟含量的TCO工艺结合SunDrive公司的铜电镀栅线,在全尺寸(M6, 274.4cm²)单晶硅异质结电池上获得了25.94%的效率,单片铟的使用量比常规(未 采用低铟方案)的异质结电池降低了50%,如果叠加设备降铟的方案再降低40%, 可以将铟用量降低到常规水平的30%;而铜电镀工艺省去了昂贵的银浆成本,这两 项工艺的结合使异质结电池的制造成本降至新低,同时确保了优异的光电转化效率。 根据隆基绿能官网,2022年12月,隆基研发团队利用储量丰富、价格便宜且安全环 保的薄膜材料,取代了传统的铟基透明导电膜,实现了26.09%的转换效率,再一次 打破世界纪录,体现了HJT电池工艺在技术改进和降本方面的潜力。

(七)设备端:板式 PECVD 为主流,Cat-CVD 为降本提效潜在选项

板式PECVD为目前主流,Cat-CVD相对具备一定优点。在HJT电池技术中,PECVD 技术为沉积非晶硅层和微晶硅层的主流选择,然而处理等离子体会对薄膜造成不期 望的离子轰击或电荷诱导损伤,且PECVD制备的非晶硅薄膜中氢原子含量过高(10% 左右),需要进行脱氢处理;Cat-CVD是基于PECVD等离子体损伤的缺陷所开发的 技术,具有薄膜和衬底不受等离子体损伤,气体利用率高、无需脱氢,装置兼容性 强、容易扩产,设备成本低、降本空间大等主要优点。 Cat-CVD通过催化热丝活化粒子,避免了高能粒子轰击对衬底或已沉积薄膜表面的 损伤,能够产生更加平整的薄膜界面;气体分子利用效率达到了40%,制备薄膜氢 原子含量在10%以下;Cat-CVD设备不需要昂贵的射频电源和复杂的匀气系统,载 板和腔体要求也低得多,设备长度等也短很多,因此造价比PECVD更低,根据江西 汉可测算,每GW电池的镀膜设备成本从2亿元降低至1亿元,运营成本低10%以上。 卧式设备能够减少衬底被遮蔽的面积,提高转换效率,降低自动化难度。根据热丝 放置方向,Cat-CVD可分为卧式和立式,在卧式Cat-CVD设备中,热丝在镀膜腔内水 平延伸,衬底能够在水平放置的状态下进行镀膜,无需通过特殊结构被固定到载板 上,因此能够减少衬底被遮蔽的面积,进而一定程度上扩大镀膜面积、提高光电转 换效率;由于无需固定结构,能够防止压片、磁吸或盖板等固定结构导致的衬底擦 伤或碎片;由于衬底水平放置,运输和取放料更加容易,降低自动化的难度。

捷佳伟创、江西汉可为主要国内Cat-CVD供应商。捷佳伟创自主研发了HJT全线四 道工序所有设备及配套自动化设备,Cat-CVD设备目前正在客户的中试线上进行验 证,已经获取订单。江西汉可成立于2021年,团队在Cat-CVD非晶硅薄膜工艺技术 与半导体真空工艺设备技术潜心积累多年,形成了基础研发型、量产研发型设备, 以及TOPCon、异质结电池的技术解决方案,具有多项Cat-CVD相关的专利布局。 捷佳伟创率先布局,持续研发技术。根据捷佳伟创的专利布局,通过在镀膜腔内间 隔地设置有三个以上具有第一热丝的镀膜部,各相邻的两个所述镀膜部之间分别容 许单块所述基板流过,且相邻的两个镀膜部设置为分别对流过它们之间的所述基板 的与其相对的一面进行镀膜,实现了在同一镀膜腔内分别对至少两块基板的各两面 进行镀膜,解决了传统Cat-CVD中电池片翻面的工艺问题;通过热丝装置和保持器 装置,使热丝能够在镀膜腔内水平地延伸,避免使用固定器件导致遮蔽衬底,一定 程度上扩大镀膜对象物的镀膜面积,并且解决了卧式Cat-CVD装置中热丝软化的问 题。通过使用一条独立的工艺线对衬底的一面镀P型掺杂硅基薄膜,防止了在对衬底 的一面镀P型掺杂硅基薄膜时和其他镀膜工艺之间产生交叉污染问题。

三、技术持续突破,设备厂商获益明显

真空设备端,双面微晶已成主流。迈为股份、捷佳伟创已获得行业内头部企业的整 线订单,采用双面微晶PECVD工艺,设备需求量较大,积极扩张产能;金辰股份 PECVD设备已获验证,定增10亿(其中3.4亿)用于扩产和PVD产业化建设。 串焊机端,即将完成中试,下半年可能量产。奥特维在2023年已拿到行业龙头企业 的小批量0BB串焊机订单,预计今年下半年0BB可能会有量产,若未来0BB工艺成为 行业主流,则奥特维的串焊机业务有望迎来量利齐升的阶段;迈为股份采用前焊接 的技术,争取两三个月之内完成中试阶段,在Q4提供量产设备。

铜电镀-图形化设备端,多厂商多方案争奇斗艳。芯碁微装提供量产线实现最小15μm 的铜栅线直写曝光方案,产能达到6,000片/小时,且积极扩产280台/套应对产能瓶颈; 苏大维格采用掩膜投影曝光方式,正在积极与光伏厂商进行深度对接和测试,在曝 光均匀度、槽型形貌、分辨率等方面均有较好的效果,测试进展顺利;帝尔激光开发 的激光高精超细图形化设备已应用于TOPCon/XBC量产工艺,截至目前已有量产订 单交付,正在研发HJT图形化工艺;迈为股份突破了曝光显影和激光开槽的图形化步 骤,主要瓶颈在电镀方面,预计下半年会有一条中试线在客户端开始验证。 金属化设备端,水平电镀为主要方向,VDI添加变数。罗博特科VDI电镀设备已交付 国电投,开启第二阶段验证,力争三季度建成铜栅线异质结产线;东威科技第二代 设备已经验收确认收入,正在制造第三代设备,拥有8000片/小时以上产能和破片率 低于0.1%、均匀性好、高效节能、清洁环保等优势,价值量为1500~2000万元/台, 1GW电镀设备大概在5000万左右,与国电投有进一步合作,年底可能量产。

(一)迈为股份:HJT 设备领先企业,持续推动行业进步

迈为股份成立于2010年,是一家集机械设计、电气研制、软件算法开发、精密制造 装备于一体的高端智能装备制造商。公司凭借多年来优异的自主研发能力、产品质 量与售后服务体系,打破了外国厂商在光伏丝网印刷设备领域的垄断,成为全球光 伏丝网印刷设备的龙头企业,实现了光伏丝网印刷制造设备领域的国产化替代。 迈为股份的主要业务为面向太阳能光伏、显示、半导体三大行业,研发、制造、销售 智能化高端装备,主要产品包括全自动太阳能电池丝网印刷生产线、异质结高效电 池制造整体解决方案、OLED柔性屏激光切割设备、Mini/Micro LED晶圆设备、半导 体晶圆封装设备等。

公司收入和净利润稳中有升,净利率和毛利率持续回升。公司实现2022年收入41.48 亿元,同比增长34.01%,2023Q1季度实现收入11.57亿元,同比增长38.64%,收入 增速逐渐稳定,呈上升趋势,归母净利润增速有所减缓。公司2022年毛利率为38.31%, 净利率为20.78%,2023Q1毛利率为34.03%,净利率为19.10%,自2019年起毛利率 与净利率持续回升,盈利能力较强。

根据4月25日投资者调研记录,公司在110μm硅片、双面微晶、0BB、银包铜、铜电 镀、异质结/钙钛矿叠层等关键技术均有涉及,将在异质结钙钛矿叠层电池技术上布 局研发;根据公司5月26日发布的公众号,迈为自主研制的双面微晶异质结高效电池 制造整体解决方案,是异质结电池整线装备国产化持续创新、成功升级的第三代产 品,应用了PECVD双面微晶工艺,已于2022年12月开始交付客户,经过高效有序的 安装与调试,双面微晶技术的显著提效优势已在多家客户的量产线、试量产线上得 到验证。2023年,迈为已累计取得华晟14条整线订单。

(二)捷佳伟创:多路线布局,HJT 设备获头部客户订单

捷佳伟创成立于2007年,是国内领先的从事晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销 售的国家高新技术企业。公司凭借自身的技术研发实力在太阳能电池设备生产领域 行业地位突出。 公司的主要业务为晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售,主要产品包括PECVD 及扩散炉等半导体掺杂沉积工艺光伏设备、清洗、刻蚀、制绒等湿法工艺光伏设备 以及自动化(配套)设备、全自动丝网印刷设备等晶体硅太阳能电池和钙钛矿/晶硅 -钙钛矿叠层电池生产工艺流程中的主要及配套设备的研发、制造和销售。

公司收入和净利润稳中有升。公司2022年实现收入60.05亿元,同比增长18.98%, 2023Q1季度实现收入19.31亿元,同比增长41.73%,收入增速有一定恢复,归母净 利润增速呈现波动下降的趋势。公司2022年毛利率为25.44%,净利率为17.44%,相 较于2019年均出现下滑,2023Q1季度毛利率为22.78%,净利率为17.40%,毛利率 呈现一定波动,净利率维持较高水平。

根据公司5月3日发布的公众号,捷佳伟创近期中标全球头部光伏企业量产型 HJT 整线订单,采用最新的板式PECVD双面微晶工艺,同时中标境内外多家新能源头部 企业HJT领域制绒/板式PECVD/Cat-CVD/PAR/PVD/印刷等十余项单机设备及重复 订单。公司HJT电池全路线全工艺装备在技术和工艺上持续获得突破。

(三)奥特维:串焊机龙头,硅片设备、电池片设备、半导体设备多点开 花

奥特维成立于2010年,是从事高端装备的研发、生产和销售,具有自主研发能力和 持续创新能力的高新技术企业,致力于为客户提供性能优异、性价比高的高端设备 和解决方案。 公司产品主要应用于光伏行业、锂电行业、半导体行业封测环节,包括大尺寸超高 速多主栅串焊机、大尺寸超高速硅片分选机、激光划片机、丝网印刷线、光注入退火 炉、单晶炉等光伏设备;圆柱电芯外观检测、动力(储能)模组PACK线等锂电设备; 和应用于半导体封测环节的铝线键合机等;还为客户提供已有设备的改造、升级服 务和备品备件。

公司收入与净利润增速呈上升趋势。公司2022年实现收入35.4亿元,同比增长 72.94%,2023Q1季度实现收入10.39亿元,同比增长66.27%,近年来收入增速呈上 升趋势,归母净利润增速有一定波动,但保持较高水平。公司2022年毛利率为38.92%, 净利率为20.14%,2023Q1季度毛利率为36.60%,净利率为21.27%,毛利率和净利 率稳步上升。

公司在4月28日的投资者关系公告中表示,2023年公司已拿到行业龙头企业的小批 量0BB串焊机订单,相较于SMBB串焊机,0BB串焊机会叠加点胶、覆膜等工艺,控 制难度比SMBB串焊机高,单GW的价值量也更高,若未来0BB工艺成为行业主流, 则公司的0BB串焊机设备的价值量有望得到进一步的提升。预计23年下半年0BB可 能会有量产。

(四)罗博特科:开创电镀 VDI 技术,光伏半导体多点开花

罗博特科成立于2011年,是一家研制高端自动化装备和基于工业互联网技术的智能 制造执行系统软件的高新技术企业。公司拥有完整的研发、设计、装配、测试、销售 和服务体系,为光伏、电子及半导体等领域提供柔性、智能、高效的高端自动化装备 及R2 Fab系统软件,目前公司产品主要应用于光伏电池领域。 公司主要业务包括工业自动化设备及执行系统和高效电池解决方案,其中工业自动 化设备包括智能自动化设备、智能装配、测试设备及系统。根据公司的整体发展战 略,公司已逐步切入光伏电池工艺设备业务领域。

公司收入和净利润呈现恢复趋势。公司2022年实现收入9.03亿元,同比减少16.83%, 2023Q1季度实现收入2.59亿元,同比增长30.51%,主要原因是2022年上半年,公 司在采购、制造、运输、安装等环节均受到不同程度的负面影响,下半年开始形势有 所好转,收入增速自2021年起有一定恢复,利润实现扭亏转盈。公司2022毛净利率 为22.17%,净利率为2.88%,2023Q1季度毛利率为20.24%,净利率为1.54%,相较 于2020年均有较大幅度恢复。

根据公司5月29日发布的公众号,罗博特科已逐步切入光伏电池工艺设备业务领域。 前端布局了湿法工艺设备,后端布局了光伏铜电镀设备,具备制绒、清洗、碱抛及铜 电镀工艺设备等系列产品,独创的铜栅线异质结电池VDI/HDI电镀技术方案,具有产 能大、占地小、柔性强、功耗低和易维护等优势,首台VDI电镀设备已于2月28日交 付国电投,将进行第二阶段的验证,力争三季度成功建成行业内首条大产能铜栅线 异质结电池生产线。

(五)苏大维格:光刻技术翘楚,掩膜、光刻图形化同步开发中

苏大维格成立于2001年,公司是国内领先的微纳结构产品制造和技术服务商,通过 自主研发微纳光学关键制造设备——光刻机,建立了微纳光学研发与生产制造的基 础技术平台体系,为客户提供不同用途微纳光学产品的设计、开发与制造服务。 公司深耕高端微纳光学材料及反光材料制品多年,已发展形成了公共安全和新型印 材、消费电子新材料、反光材料、高端智能装备四大事业群,并凭借强大的技术研发 实力,在纳米波导光场镜片(AR/AR-HUD)、裸眼3D显示、无掩膜光刻等领域持续 研发,进行技术与专利布局,不断开发新产品,拓展新领域,致力于将公司打造成具 备持续创新能力,行业影响力大,产品丰富,服务优质的微纳结构产品领先企业。

公司收入保持稳定,净利润恢复中。公司2022年实现收入17.16亿元,同比减少1.21%, 2023Q1季度实现收入3.93亿元,同比减少1.05%,收入基本维持稳定,有一定下降, 净利润2021年大幅下降,主要系因子公司华日升业绩未达预期计提长期资产减值损 失所致,2023Q1扭亏为盈。公司2022年毛利率为15.33%,净利率为-16.26%, 2023Q1季度毛利率为18.35%,净利率为0.25%,相较于2021年开始逐渐恢复,但仍 低于2020年水平。

公司5月12日在互动平台表示,公司自行开发的光伏铜电镀曝光设备采用了掩模投影 曝光的方式,有利于协助下游厂商的降本增效。目前,公司正在积极与光伏厂商进 行深度对接和测试,在曝光均匀度、槽型形貌、分辨率等方面均有较好的效果。

(六)芯碁微装:微纳直写光刻龙头,产品应用场景不断扩展

芯碁微装成立于2015年,是光刻技术领域里拥有关键核心技术PCB直接成像设备及 泛半导体直写光刻设备的国产供应商之一,是国内最早从事直写光刻设备开发的企 业之一和首家光刻设备上市公司。核心技术团队成员具备三十多年的高端装备开发 经验,深耕行业多年。凭借着产品技术、服务及品牌优势,公司在泛半导体领域打破 了国际垄断,产品性能已比肩国际厂商,产品技术及市场份额国内领先。 公司主营业务为以微纳直写光刻为技术核心的直接成像设备及直写光刻设备的研发、 制造、销售以及相应的维保服务,主要产品及服务包括PCB直接成像设备及自动线 系统、泛半导体直写光刻设备及自动线系统、其他激光直接成像设备以及上述产品 的售后维保服务,产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节。

公司收入、利润均保持高速增长。公司2022年实现收入6.52亿元,同比增长50.29%, 2023Q1季度实现收入1.57亿元,同比增加53.01%,收入保持快速增长,净利润增长 率先下降后回升,预计2023年保持较高增速。公司2022年毛利率为43.17%,净利率 为21.01%,2023Q1季度毛利率为44.18%,净利率为21.66%,毛利率和净利率均保 持稳定。

公司积极推动铜电镀,获取海外订单。根据公司5月24日公众号,公司与海源复材、 广信材料签署《高效率低成本N型电池铜电镀金属化技术战略合作协议》,研究基于 N型电池开发高效率低成本异质结电池铜电镀金属化技术。5月30日,与海外光伏客 户签订了太阳能电池光刻设备订单,提供产能≥8000wph、光刻解析优于10μm的太 阳能光刻量产设备,助力客户在高效异质结太阳能电池新技术的量产应用。

(七)京山轻机:光伏组件整线供应商,布局电池技术打开新成长曲线

京山轻机成立于1993年,是一家以高端装备为核心业务的集团公司,业务遍及全球, 公司的产品和服务主要应用于光伏、瓦楞包装等多个行业和领域,公司致力于成为 全球领先的智能制造整体解决方案服务商。 公司主营业务为光伏装备和包装装备,在光伏装备领域,公司产品覆盖了组件和电 池片等环节,为客户提供光伏单机设备和整线解决方案,子公司晟成光伏是全球市 场领先的光伏组件设备和服务供应商;公司是国内最早从事瓦楞纸包装装备研发、 设计和生产的公司之一,已成为行业内公认的国内一线品牌、全球知名品牌,是行 业内产品线最齐全的公司之一,提供瓦楞纸包装行业智能工厂整体解决方案。

公司收入、净利润均保持高速增长。公司2022年实现收入48.68亿元,同比增长 19.14%,2023Q1季度实现收入13.27亿元,同比增加28.01%,收入、净利润保持快 速增长,净利润增速有所放缓。公司2022年毛利率为21.47%,净利率为6.20%, 2023Q1季度毛利率为19.60%,净利率为3.99%,毛利率和净利率有轻微下降趋势。

公司在2022年报中表示,首台HJT异质结清洗制绒设备已成功交付并通过客户验证, 并在2022年年末取得4GW清洗制绒设备(含配套自动化)、前清洗设备(含配套自 动化)、蚀刻清洗设备订单。

(八)利元亨:立足锂电设备,开拓泛半导体真空领域

利元亨成立于2014年,主要从事智能制造装备的研发、生产及销售,是国内锂电池 制造装备行业领先企业之一,同时积极开拓新能源电动汽车、氢能、光伏、ICT等行 业的智能制造设备业务,到目前为止形成了新能源和智能仓储两大领域业务。

公司当前基于锂电设备,不断横向拓展新业务。在锂电领域,利元亨是少数具有整 线生产能力的公司,在前段级片制作、中段电芯制作、后段电池组装均有布局;同 时,公司借助“海葵智造”这一智能工厂解决方案,赋能产线布局、仓储物流、数字 化系统等,已形成“专机+工段线(整线)+数智整厂解决方案”的布局。

公司收入、净利润均保持高速增长,但毛利率和净利率逐年下降。公司2022年实现 收入42.02亿元,同比增长80.31%,2023Q1季度实现收入12.66亿元,同比增加 57.35%,收入、净利润均保持快速增长,但2023Q1经营情况较差,主要原因是产品 结构和宏观环境的变化。公司2022年毛利率为34.55%,净利率为6.90%,2023Q1季 度毛利率为26.86%,净利率为-5.29%,毛利率和净利率均呈现逐年下降趋势。

公司在2022年年报中指出,公司围绕光伏异质结整线核心设备、光伏组件及自动化 设备进行研发布局和技术创新,与光伏头部企业建立深度合作关系,丝网印刷机、 单晶硅棒机加自动化生产线陆续获得客户订单,并在串焊机、激光划线机、激光清 边机、激光无损切割机、激光硼扩机、电池片智能分拣线、光伏组件整线等产品保持 与客户的技术研发及样机验证。在5月10日的投资者调研中,公司表示在异质结设备 方面,规划单机和整线设备一起交付、分开研发,早期已经全线布局了4款核心机型 的研发团队,但会侧重两款关键核心工艺设备;在南通的光伏实验室正在规划装修, 整体围绕异质结整线核心设备推进研发。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。



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