核心觀點:
太陽能電池主要分為晶硅電池與薄膜電池兩大類睹酌,目前晶硅電池占比約95%,薄膜電池正在蓬勃發(fā)展层阎。從設(shè)備角度來 看牙茅,下游擴(kuò)產(chǎn)是需求的直接動力阵拜,終端裝機(jī)量提升有望帶來增量設(shè)備需求;同時佛殉,光伏行業(yè)持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與工藝 迭代谨斥,不僅有利于刺激新的擴(kuò)產(chǎn)需求,還有望加速原有設(shè)備的更新替換姿叠。晶硅電池方面蛾沪,受益于技術(shù)迭代以及海內(nèi)外 擴(kuò)產(chǎn),整體設(shè)備需求保持高景氣憋址;薄膜電池方面拗炎,我們看好鈣鈦礦電池的發(fā)展,判斷2023年鈣鈦礦行業(yè)處于從百兆瓦 中試線向GW級量產(chǎn)線快速推進(jìn)的過程中霍凛,設(shè)備是新工藝導(dǎo)入量產(chǎn)的基礎(chǔ)李根,在產(chǎn)業(yè)化初期的重要性凸顯。展望未來几睛, 當(dāng)薄膜或疊層時代到來之時房轿,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存,我們對未來“競爭格局將如何演化所森?”進(jìn)行了思考囱持。
一、光伏電池分類及光伏設(shè)備行業(yè)概述
1.1焕济、太陽能電池主要分為晶硅電池與薄膜電池兩大類
太陽能電池的工作原理為光生伏特效應(yīng)纷妆,太陽光照射半導(dǎo)體P-N結(jié),P-N結(jié)兩端產(chǎn)生電壓晴弃,即光生電壓掩幢。陽光照射到電 池表面,吸收具有能量的光子在內(nèi)部產(chǎn)生非平衡狀態(tài)的電子-空穴對上鞠。由于P-N結(jié)內(nèi)建電場的作用际邻,電子與空穴將分別 向N、P區(qū)移動,P-N結(jié)附近形成與內(nèi)建電場方向相反的光生電場枯怖。抵消P-N結(jié)內(nèi)生電場剩余部分使P灭西、N區(qū)分別帶有正 負(fù)電荷形成光生電動勢,外接負(fù)載后電流將從P區(qū)流出掘楔,通過負(fù)載再從N區(qū)流入弹爱。
大類上看,太陽能電池由晶硅電池與薄膜電池構(gòu) 成∩溃現(xiàn)階段扬骑,晶硅電池占比約95%,為絕對主流 的太陽能電池刮诅,以單晶硅電池為主涎舞;薄膜電池作 為太陽能電池發(fā)展的重要方向,包括非晶硅電池舟窥、 化合物電池栗怪,相較于晶硅電池具有理論轉(zhuǎn)換效率 高、制造成本低削仲、應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點娘瞻。
①晶硅電池:分為單晶硅電池、多晶硅電池不恭,單 晶占絕對主流叶雹。2021年我國單晶硅片(P型+N型) 合計市占率94.5%,其中P型占比90.4%换吧,N型占 比4.1%折晦,預(yù)計單晶硅片市占率將進(jìn)一步增大且N 型占比有望加速提升。另一方面沾瓦,多晶硅片市場 份額由2020年的9.3%進(jìn)一步下降至2021年的 5.2%满着,未來仍將呈現(xiàn)下降趨勢。電池技術(shù)路線來 看贯莺,2021年P(guān)ERC電池市占率達(dá)到91.2%风喇,平均轉(zhuǎn) 換效率23.1%,同比提升0.3pct乖篷;多晶黑硅電池平 均轉(zhuǎn)換效率19.5%, 提升空間有限 透且。2021 年 TOPCon撕蔼、HJT電池市占率約3%,其中TOPCon電 池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24%秽誊;HJT電池平均轉(zhuǎn)換效 率24.2%钝摧;IBC電池平均轉(zhuǎn)換效率24.1%。
1.2、裝機(jī)規(guī)模提升+工藝技術(shù)迭代驅(qū)動光伏設(shè)備行業(yè)發(fā)展
光伏發(fā)電前景廣闊裹融,2050年裝機(jī)量將超過14000GW绪论。世界各國積極推動能源轉(zhuǎn)型,可再生能源發(fā)電大有可為幽卜。根據(jù) IRENA發(fā)布的《World Enegry Transitions Outlook 2022》卷俱,預(yù)計光伏發(fā)電量占全球總發(fā)電量比例將持續(xù)提升,有望在 2030年并淳、2050年分別達(dá)到19%百郊、29%;與此同時啰林,光伏裝機(jī)量將節(jié)節(jié)攀升捉为,預(yù)計2030年、2050年光伏裝機(jī)量有望分別 超過5200GW鸡焰、14000GW焚趴。而根據(jù)IEA數(shù)據(jù),截至2021年全球累計裝機(jī)量達(dá)到942GW舱污,據(jù)此判斷未來近30年間呀舔,光伏 行業(yè)仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
光伏裝機(jī)量持續(xù)攀升,帶動光伏設(shè)備需求增長慌闭。雙碳背景下光伏產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展别威,根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù),2022年1- 12月光伏新增裝機(jī)87.41GW驴剔,同比增長59.3%省古。光伏設(shè)備直接需求來自于下游擴(kuò)產(chǎn),隨著裝機(jī)量的增長丧失,光伏硅料假夺、 硅片、電池片橄教、組件等需求持續(xù)增長刻伊,因而下游需要進(jìn)行資本開支擴(kuò)充產(chǎn)能滿足裝機(jī)需求,釋放增量設(shè)備需求描验。硅料降價白嘁,有望帶動下游放量。2022年11月以來帘染,上游硅料價格開始松動并迅速降價嘀吨,根據(jù)PV Infolink數(shù)據(jù),多晶硅 致密料均價從2022年11月16日的303元/kg快速下降至2023年1月18日的150元/kg耕疟,近期價格有所反彈淮晓,但是整體而言拆鹉, 2023年硅料價格將同比顯著下降,有望拉動終端裝機(jī)需求提升睹揍,進(jìn)而帶動設(shè)備需求增長舷翰。
技術(shù)迭代不停,設(shè)備投資機(jī)會不歇责某。降本增效是光伏行業(yè)向前發(fā)展的主題坐蓉,如何實現(xiàn)單瓦發(fā)電成本的最優(yōu)化是光伏企 業(yè)持續(xù)為之奮斗的方向。我們以晶硅光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈為例進(jìn)行說明坤搂,其降低光伏成本的方式主要包括:1)硅片做大攤 薄成本咱缭;2)硅片切薄攤薄成本;3)電池片的轉(zhuǎn)換效率提升提高發(fā)電量從而攤薄成本戒蟆;4)新的組件技術(shù)發(fā)展提升發(fā)電 量俊戳、降低耗材使用量攤薄成本;5)各環(huán)節(jié)設(shè)備馆匿、材料的國產(chǎn)化降低成本等抑胎。而目前最重要的技術(shù)變化則是高效電池擴(kuò) 產(chǎn)帶來的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)革新,涉及硅片渐北、電池片阿逃、組件等各個環(huán)節(jié)。技術(shù)革新不僅有利于刺激新的擴(kuò)產(chǎn)需求赃蛛,還有望加 速實現(xiàn)原有產(chǎn)能中設(shè)備的更新替換恃锉,帶來相應(yīng)的光伏設(shè)備需求。
二呕臂、晶硅電池:受益技術(shù)迭代與國內(nèi)外擴(kuò)產(chǎn)破托,晶硅設(shè)備需求保持高景氣
2.1、晶硅技術(shù)迭代路徑
2.1.1歧蒋、硅片環(huán)節(jié):長晶與切片為核心工藝環(huán)節(jié)土砂,“大尺寸”、“薄片化”谜洽、“N型”趨勢明確
當(dāng)工業(yè)硅經(jīng)過提純后糕加,形成達(dá)到太陽能級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的硅料,根據(jù)產(chǎn)業(yè)需要用于制備單晶硅囱叼、多晶硅烂多,分別應(yīng)用于單晶 電池和多晶電池的生產(chǎn)。制備硅片主要包括長晶沟乘、截斷切方盒酷、切片、測試分選四個環(huán)節(jié)忠宙。其中架讳,長晶與切片為核心環(huán) 節(jié)。單晶硅棒的制備由多晶硅料通過直拉法或者區(qū)熔法制成杀打;鑄錠法制備單晶硅指采用類似于鑄造多晶硅的工藝制備 單晶硅文饱,目前采用該工藝制備單晶硅片的占比仍然較小。
硅片環(huán)節(jié)最重要的變化趨勢包括“大尺寸”蕉殴、“薄片化”融吓、“N型”。2018年至今歹嘹,硅片尺寸迭代加速驅(qū)動新一輪設(shè)備投資箩绍。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2021年182mm和210mm尺寸合計占比由2020年的4.5%迅速增長 至45%尺上,預(yù)計未來其占比仍將快速擴(kuò)大材蛛。由于設(shè)備兼容尺寸存在一定限制,因此向210mm尺寸切換過程中釋放了大量新設(shè)備需求怎抛,顯 著加速了設(shè)備更新卑吭。薄片化趨勢明確,產(chǎn)業(yè)端持續(xù)推進(jìn)马绝。薄片化有利于降低硅耗和硅片成本豆赏,但會影響碎片率。目前切片工藝完全能滿足薄片化的需要富稻, 但硅片厚度還要滿足下游電池片掷邦、組件制造端的需求。
N型單晶硅片是實現(xiàn)高效率太陽電池的理想材料椭赋,滲透率有望持續(xù)提升抚岗。N型單晶硅具有雜質(zhì)少、純度高纹份、少子壽命少卫殷、無晶界位錯缺 陷以及電阻率容易控制等材料優(yōu)勢,是制備光伏電池的優(yōu)質(zhì)材料培幽。在相同金屬雜質(zhì)污染情況下嗡沈,N型電池表面復(fù)合速率低,少子壽命 比P型電池高出1-2個數(shù)量級绎编,因而同等光照條件下蔑串,轉(zhuǎn)換效率更高。此外演穗,由于N型電池是硅片基底摻磷柱涕,沒有P型電池硅片基底硼-氧 對形成復(fù)合中心的損失,因此電池幾乎沒有光致衰減垛墙。整體而言籍钱,相較于P型電池羡雷,N型電池在全生命周期的發(fā)電量至少會高出3%。
2.1.2种慕、電池片環(huán)節(jié):高效電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步加速
晶體硅太陽電池占據(jù)太陽電池份額約95%热品,是目前產(chǎn)業(yè)化水平與可靠 性最高的光伏電池類型。目前晶體硅電池正由2.5時代向3.0時代前行啸驯。①第一代(2005年~2018年)常規(guī)P型電池:2020年客扎,傳統(tǒng)BSF電池 (鋁背場電池)市占率已降至8.8%,基本面臨淘汰罚斗。
②第二代(2016年~至今)PERC與PERC+電池:2016年前后徙鱼,隨著 PERC電池產(chǎn)業(yè)接受度的爆發(fā),行業(yè)進(jìn)入2.0時代针姿。PERC電池在傳統(tǒng) 鋁背場工藝基礎(chǔ)上增加了背鈍化與激光開槽袱吆。更進(jìn)一步,在PERC基 礎(chǔ)上距淫,以擴(kuò)散后的PSG層為磷源杆故,利用激光的可選擇性加熱的優(yōu)勢, 對正表面進(jìn)行二次摻雜(磷)溉愁,從而形成選擇性重?fù)降腘++層处铛。SE技 術(shù)的引入使得PERC電池進(jìn)一步升級為PERC+,開啟2.5時代并延續(xù) 至今」战遥現(xiàn)階段PERC+電池產(chǎn)業(yè)化配套成熟撤蟆,量產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 23.0%~23.2%左右。另一方面愧陈,其也逐步逼近量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率上限登凿,行 業(yè)開始探尋下一代高效晶硅太陽電池。
③第三代(正在開啟規(guī)模產(chǎn)業(yè)化)TOPCon煮啡、HJT隘匙、xBC等高效電池:一方面,基于對于更高轉(zhuǎn)換效率的不斷追求馁祈,N型電池將逐步開始替 代P型電池恕臣,P型電池擴(kuò)散磷形成N+/P結(jié)構(gòu),雖然擴(kuò)散工藝簡單但是 面臨轉(zhuǎn)換效率上限較低的問題银薪;N型電池擴(kuò)散硼形成P+/N結(jié)構(gòu)靴亩,具有 高少子壽命、無光致衰減的優(yōu)點夫石。N型電池代表包括TOPCon伪睬、HJT等。與此同時鸭僧,業(yè)內(nèi)仍有眾多玩家嘗試xBC電池口溃,通過改變電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn) 效率提升揩页,P型和N型xBC電池也正在積極走向規(guī)模化量產(chǎn)烹俗。
2.1.3碍沐、組件環(huán)節(jié):大硅片加速設(shè)備更新,高效電池推動需求變革
組件生產(chǎn)是將電池片和其他原材料組裝成光伏組件的過程衷蜓。電池片經(jīng)過劃片工序預(yù)分片后通過串焊與互聯(lián)條焊接形成電池串,再 用匯流帶將電池串連接形成組件串尘喝,然后將組件串磁浇、玻璃、切割好的EVA和背板進(jìn)行層疊鋪設(shè)朽褪,經(jīng)過層壓置吓、削邊、裝框缔赠、安裝接 線盒衍锚、硅膠固化、表面清潔嗤堰、安規(guī)/EL/測試戴质、外觀檢驗、包裝等工序形成組件卒抖。其中串焊和層壓工序為組件生產(chǎn)過程中較為關(guān)鍵 的環(huán)節(jié)氏腐,對應(yīng)的設(shè)備分別為串焊機(jī)和層壓機(jī)。組件設(shè)備投資額約6200萬元/GW栏葬,串焊機(jī)占比約35%冻哈。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2021年新投組件產(chǎn)線設(shè)備投資額約6200萬元/GW抚言;在組件 設(shè)備的價值構(gòu)成中优隔,串焊機(jī)價值量較高,單GW價值量通常超過2000萬元芦槽,占比約35%棋少,層壓機(jī)價值量占比約20%,自動化生產(chǎn) 線及其他設(shè)備價值量占比約45%黎伤。
組件環(huán)節(jié)擴(kuò)產(chǎn)需求來自于:①光伏行業(yè)自身的高成長性蚯氯;②大尺寸滲透率的快速提升;③薄片化對于自動化設(shè)備的新 要求妖救;④電池金屬化實現(xiàn)方法的升級橄浓,主要影響串焊機(jī)等環(huán)節(jié);⑤電池技術(shù)路線的多樣性亮航。大尺寸與設(shè)備兼容性:在大硅片快速滲透的背景之下荸实,大尺寸高功率組件發(fā)展迅猛匀们,由于設(shè)備的不兼容性,2020~2021 年行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)的重要驅(qū)動力即來自于大尺寸設(shè)備對于小尺寸的替代准给。根據(jù)PV infoLink的統(tǒng)計泄朴,2021年年底具備大尺寸高 功率組件生產(chǎn)能力的組件企業(yè)超過50家,2022年大尺寸組件市占率將接近80%露氮。薄片化對于組件自動化產(chǎn)線提出新要求:薄片化可以降低硅片成本祖灰,但是也會一定程度影響到碎片率。目前TOPCon電 池N型硅片平均厚度為165μm畔规,HJT約為150μm局扶,IBC約為130μm,薄片化趨勢對于組件端自動化產(chǎn)線設(shè)備提出新要求叁扫。
展望未來三妈,高效電池片技術(shù)革新催生新的組件設(shè)備需求。以串焊環(huán)節(jié)為例莫绣,不同高效電池結(jié)構(gòu)策见、工藝存在差異,串焊 工藝需匹配進(jìn)行調(diào)整妆浅。TOPCon電池方面蒜材,常規(guī)設(shè)備可兼容TOPCon串焊,若采用SMBB工藝則需要升級為SMBB串焊 機(jī)爵缸。HJT電池方面果派,為保持電池片電學(xué)性能、保護(hù)膜層眶洗,HJT串焊機(jī)需通過定制化改造以適應(yīng)低溫工藝蟀披,微晶硅替代 非晶硅后可采用300℃以上的中溫焊接,降低串焊難度堤网;此外也可采用SmartWire無主柵串焊技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)串焊工藝巫碍。xBC電池方面,電池改為背接觸結(jié)構(gòu)贫肌,串焊工藝需改為單面焊接禀舰,常規(guī)串焊機(jī)無法兼容,需更換xBC串焊機(jī)怔匣。
2.2握联、晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)擴(kuò)產(chǎn)分析
2.2.1、各環(huán)節(jié)擴(kuò)產(chǎn)判斷
光伏晶硅路線-硅料環(huán)節(jié):2022年光伏硅料行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)大超預(yù)期每瞒,產(chǎn)量亦有大幅提升金闽。預(yù)計2022年年底,國產(chǎn)硅料產(chǎn)量將上升至78 萬噸、進(jìn)口產(chǎn)量約10萬噸代芜,產(chǎn)量合計88萬噸左右埠褪,換算為GW單位約為264GW左右。根據(jù)CEA的統(tǒng)計預(yù)測挤庇,2023年光伏硅料產(chǎn)能 將迅速攀升至536GW(折合約214萬噸)钞速,而當(dāng)年的預(yù)期光伏新增裝機(jī)量約為330~360GW,階段性的供給冗余難以避免嫡秕。隨著供 給端產(chǎn)能釋放的加速渴语,預(yù)計2022年全年堅挺的硅料價格或?qū)⒂?023年開始松動。從公開信息統(tǒng)計來看昆咽,2023年擬擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模仍超過 100萬噸驾凶,實際落地率將與行業(yè)盈利性具有較高關(guān)聯(lián)性。
光伏晶硅路線-硅片環(huán)節(jié):2022年光伏硅片計劃擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模超過200GW茧音,而2021年擴(kuò)產(chǎn)150GW,2021年年末產(chǎn)能達(dá)到400GW以上发凹。影響硅片行 業(yè)擴(kuò)產(chǎn)景氣度的因素主要包括:①上游多晶硅原材料價格盘嘉;②硅片企業(yè)自身盈利性;③新老玩家在行業(yè)大擴(kuò)產(chǎn)背景下預(yù)期市占率的考量等衍康。2023年待擴(kuò)產(chǎn)硅片規(guī)模仍然超200GW蹲京,考慮到2023年硅料價格松動預(yù)期,支撐行業(yè)進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)的動力將更偏向于新老玩家在中長 期維度自身市占率的考量以及落后產(chǎn)能升級需求鞍票。從存量更新維度蚊牌,我們認(rèn)為年均80~100GW左右的設(shè)備更換需求是較為合理的預(yù)測值,疊加新建產(chǎn)能需求岖佛,整體來看硅片環(huán)節(jié)的擴(kuò)產(chǎn)仍將維持相對高位诀虹。
2.2.2、海外需求興起
2022年海外直接客戶訂單上升趨勢明顯用虚。過去光伏設(shè)備海外訂單主要來自于國內(nèi)企業(yè)出海晌颅,但2022年以來,印度粤蝎、歐 洲等海外直接客戶占比明顯提升真仲。其背后驅(qū)動因素包括:①美國、印度等國加強(qiáng)光伏制造本土化初澎;②地緣政治影響沖 擊歐洲能源結(jié)構(gòu)秸应,加強(qiáng)可再生能源布局?jǐn)[脫傳統(tǒng)能源進(jìn)口依賴。全球?qū)τ诳稍偕茉幢纾绕涫枪夥鼞?yīng)用前景愈發(fā)重視软啼, 對于具有全球競爭力的國內(nèi)光伏設(shè)備供應(yīng)商而言,未來“設(shè)備出海”邏輯將得到持續(xù)強(qiáng)化焰宣。
三霉囚、薄膜電池:鈣鈦礦電池量產(chǎn)將實現(xiàn)0到1跨越
3.1、鈣鈦礦電池具有效率和成本兩大優(yōu)勢匕积,行業(yè)前景可期
鈣鈦礦是一類具有ABX3分子結(jié)構(gòu)的晶體總稱盈罐,可用于制備鈣鈦礦太陽能電池。此類氧化物最早被發(fā)現(xiàn)于鈣鈦礦石中的 鈦酸鈣化合物(CaTiO3)闪唆,因此而得名盅粪,其英文名依據(jù)俄羅斯礦物學(xué)家Lev Perovski名字命名為Perovskite。鈣鈦礦分子 通式ABX3中擅很,A位離子為大半徑陽離子像得,B位離子為小半徑陽離子,X位離子為鹵素陰離子鹅甚。根據(jù)材料組分區(qū)別轨醒,可以 將鈣鈦礦材料大致分為三類:(1)復(fù)合金屬氧化物、(2)有機(jī)雜化鈣鈦礦夸截、(3)無機(jī)鹵素鈣鈦礦佃逆。后兩類材料通常 都包含鹵素陰離子,適用于各類光電器件領(lǐng)域儒淌,其中有機(jī)雜化鈣鈦礦是鈣鈦礦太陽能電池中使用最多的光活性層材料雷昵。
鈣鈦礦電池的優(yōu)勢主要包括高光吸收系數(shù)、高缺陷容忍度品客、帶隙可調(diào)榴弧、制備工藝多樣、具有透光性可做疊層等粟翔。一方 面桅狠,理論上,晶硅單結(jié)電池極限效率為29.4%轿秧,而單結(jié)鈣鈦礦電池可達(dá)到33%左右垂攘,鈣鈦礦疊層電池則可達(dá)44%以上。另一方面淤刃,實驗室數(shù)據(jù)來看晒他,1954年5月,美國貝爾實驗室開發(fā)出效率為6%的單晶硅太陽能電池以來逸贾,目前世界紀(jì)錄 為隆基創(chuàng)造的26.81%陨仅。而自2009年日本科學(xué)家Miyasaka制備3.8%的單結(jié)太陽能電池起,經(jīng)過十余年發(fā)展铝侵,2021年單結(jié) 鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到25.7%灼伤;2022年12月HZB科學(xué)家最新研發(fā)的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池光電效率達(dá)到 32.5%触徐,創(chuàng)下全新世界紀(jì)錄;2022年12月全鈣鈦礦疊層電池效率世界紀(jì)錄已經(jīng)達(dá)到29.0%狐赡。
不同于晶硅路線要經(jīng)歷硅料撞鹉、硅片、電池片颖侄、組件四個環(huán)節(jié)方可制備晶硅組件藻礁,鈣鈦礦組件制備只需要單一工廠,且 生產(chǎn)過程耗時較晶硅大幅縮短重柄,能耗也大為降低庆率。成熟狀態(tài)下,GW級量產(chǎn)后汤史,鈣鈦礦太陽能電池/組件設(shè)備投資與單瓦成本都將顯著低于晶硅路線软殿。投資成本:光伏領(lǐng) 域不同規(guī)模產(chǎn)能的成本差異較大,隨著產(chǎn)線產(chǎn)能的提高巴锄,平均建設(shè)成本將顯著降低骨惫。目前纖納光電運行的20MW產(chǎn)線 投資額為5050萬元,新建的100MW產(chǎn)線投資額為1.21億元惕拍,產(chǎn)能提升至原先5倍蜀勃,投資額僅提升至原投資額的2.4倍。根據(jù)協(xié)鑫光電的估計冤牢,5-10GW級量產(chǎn)鈣鈦礦電池投資額約為5億元/GW铐向。與之相比集炭,晶硅設(shè)備投資包括硅料設(shè)備丙者、硅 片設(shè)備、電池與組件設(shè)備营密,整套產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備投資額達(dá)到9.6億元/GW左右械媒。
3.2、多方巨頭入場鈣鈦礦评汰,產(chǎn)業(yè)端纷捞、資本端熱度提升
2021年以來鈣鈦礦一級市場投資持續(xù)火熱,多方巨頭入場鈣鈦礦被去。騰訊主儡、碧桂園及寧德時代跨界投資鈣鈦礦,①2020年寧德時代 董事長曾毓群通過控股子公司瑞庭投資參投協(xié)鑫光電pre-A輪融資惨缆,瑞庭投資持股協(xié)鑫光電約0.13%糜值,此外,曾毓群于2022年5月5 日在業(yè)績說明會上稱坯墨,公司鈣鈦礦光伏電池研究進(jìn)展順利寂汇,正在搭建中試線;②騰訊于2022年參投協(xié)鑫光電B輪融資,持股5.97%免姻;③碧桂園于2021年參投極電光能饭糊、2022年參投無限光能。與此同時们灵,眾多專業(yè)投資機(jī)構(gòu)助力鈣鈦礦電池企業(yè)融資稳虱,如招銀國際和 杭開集團(tuán)領(lǐng)投纖納光電D輪融資,淡馬錫投資皿理、紅杉中國孟庵、IDG資本三家聯(lián)合領(lǐng)投協(xié)鑫光電B+輪融資等。在資本的助力下题姜,行業(yè)有望得到更多人才补蠢、團(tuán)隊的加盟,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展贪庄。
鈣鈦礦電池正在加快產(chǎn)業(yè)化探索姜架,2023年龍頭玩家有望率先開啟GW級設(shè)備招標(biāo),鈣鈦礦行業(yè)量產(chǎn)真正從0向1邁進(jìn)鞠哥。從當(dāng)下時點來看隙譬,據(jù)不完整統(tǒng)計,行業(yè)中至少已有協(xié)鑫光電会烙、纖納光電负懦、極電光能3條百兆瓦級單結(jié)鈣鈦礦產(chǎn)線投產(chǎn), 諸多企業(yè)中試線在建柏腻,同時也有諸多企業(yè)進(jìn)行GW級別產(chǎn)線規(guī)劃纸厉,且行業(yè)在資本+技術(shù)雙重助力下有望加速發(fā)展,吸引 更多玩家入場布局五嫂,我們對鈣鈦礦電池的量產(chǎn)落地進(jìn)程保持樂觀颗品。
2023年龍頭玩家有望率先開啟GW級設(shè)備招標(biāo),鈣鈦礦行業(yè)量產(chǎn)真正從0向1邁進(jìn)沃缘。根據(jù)下游廠商的規(guī)劃躯枢,部分龍頭企 業(yè)預(yù)計在2024年實現(xiàn)GW級鈣鈦礦電池產(chǎn)線投產(chǎn),考慮到設(shè)備生產(chǎn)槐臀、進(jìn)場安裝調(diào)試等時間節(jié)奏锄蹂,判斷2023年會陸續(xù)看 到GW級別設(shè)備的招標(biāo)。根據(jù)我們的統(tǒng)計水慨,預(yù)計2023年至少有3條GW級產(chǎn)線開啟設(shè)備招標(biāo)得糜,且考慮到多條百兆瓦級產(chǎn) 線規(guī)劃進(jìn)度,我們預(yù)計全年設(shè)備招標(biāo)量有望超過4GW步蛮。
我們認(rèn)為GW級產(chǎn)線建設(shè)具有重要意義遂冰,標(biāo)志著鈣鈦礦行業(yè)真正從0到1走向GW級量產(chǎn)時代殉扒。對于鈣鈦礦電池企業(yè)來 說,GW級設(shè)備招標(biāo)彰顯出其堅定擴(kuò)產(chǎn)的決心则涎,說明其技術(shù)缕粗、工藝或已有能力支撐GW級別產(chǎn)線的建設(shè);對于設(shè)備供應(yīng) 商來說沈席,GW級設(shè)備供應(yīng)商的選定可以側(cè)面印證設(shè)備企業(yè)在鈣鈦礦領(lǐng)域的技術(shù)實力及量產(chǎn)制造能力侧蜗,在率先開啟的量 產(chǎn)設(shè)備招標(biāo)中,不同設(shè)備廠家的份額情況值得持續(xù)跟蹤谭迄,行業(yè)競爭格局將逐漸清晰杉朝。此外,目前鈣鈦礦電池各個膜層 的材料選擇以及膜層制備工藝仍存在不同方案之間的競爭怔樊,GW級別招標(biāo)的選擇反映的是頭部領(lǐng)先企業(yè)的方案選擇羹圣, 或?qū)α慨a(chǎn)工藝形成顯著影響
3.3、穩(wěn)定性“問題”不會限制鈣鈦礦電池的推廣
目前市場上關(guān)于鈣鈦礦的商業(yè)化運用仍有疑慮贫宫,主要集中在對于鈣鈦礦穩(wěn)定性的質(zhì)疑拼岳。認(rèn)為鈣鈦礦材料易分解,組件 難以保持長期穩(wěn)定的儲存與工作况芒,進(jìn)而認(rèn)為鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化運用仍需一段時間惜纸。我們認(rèn)為隨著實驗室研發(fā) 與產(chǎn)業(yè)的快速推進(jìn),鈣鈦礦穩(wěn)定性“問題”不會限制鈣鈦礦電池的推廣绝骚,并從以下兩個維度來闡述耐版。
①理論維度:針對穩(wěn)定性問題逐一擊破,已有多種解決方案 压汪。針對鈣鈦礦材料自身穩(wěn)定性不佳粪牲,易受環(huán)境、界面因素影響造成效率下降的問題蛾魄,從改善材料配比虑瀑、鈍化缺陷湿滓、優(yōu)化 封裝滴须、改善界面等多個角度已有解決方案。且鈣鈦礦材料對雜質(zhì)容忍度遠(yuǎn)高于晶硅叽奥,可以避免晶硅上常見的LID扔水、PID 和LeTID等衰減。②實踐維度:實驗室器件穩(wěn)定性快速提升塘袍,產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn) 兔升。實驗室層面,已經(jīng)實現(xiàn)連續(xù)強(qiáng)光照射9000小時不衰減绑接。產(chǎn)業(yè)層面胃余,已有廠商組件提供12年產(chǎn)品材料與工藝質(zhì)保近陈,25年 線性功率輸出質(zhì)保。
3.4没撒、產(chǎn)業(yè)升級紊埂,設(shè)備先行
鈣鈦礦電池通常包括透明導(dǎo)電基底、電子傳輸層(ETL)胆叁、鈣鈦礦吸光層庶消、空穴傳輸層(HTL)、金屬電極轻迹。其中媚哪, 電子傳輸層(ETL)、鈣鈦礦吸光層祭昏、空穴傳輸層(HTL)為制備工藝的核心環(huán)節(jié)耙厚,最核心環(huán)節(jié)即鈣鈦礦吸光層的制 備。透明導(dǎo)電基底層可外采導(dǎo)電玻璃或柔性片岔霸;金屬電極可以通過使用金屬真空蒸鍍獲得颜曾。干法鍍膜設(shè)備(含PVD、RPD秉剑、ALD)泛豪、涂布設(shè)備、激光設(shè)備侦鹏、封裝設(shè)備為鈣鈦礦電池制備四大設(shè)備诡曙。其中,干法鍍 膜設(shè)備(含PVD略水、RPD价卤、ALD)、涂布渊涝、激光設(shè)備價值占比分別約50%慎璧、20%、10%跨释。結(jié)晶設(shè)備通常為電池企業(yè)自主設(shè) 計制造要捐。
干法鍍膜(含PVD、RPD蝎疹、ALD)設(shè)備:應(yīng)用于制備陽極緩沖層抽述、陰極緩沖層、背電極边饿。國內(nèi)鈣鈦礦領(lǐng)域干法鍍膜設(shè)備供應(yīng)商包括京山輕機(jī)使城、捷佳偉創(chuàng)、奧聯(lián)電子值舀、欣奕華蛆骨、微導(dǎo)納米牌盖、奧來德、宏大真空等洒妈。2021年5月华孙,晟 成與協(xié)鑫光電鈣鈦礦疊層電池技術(shù)合作開發(fā)協(xié)議簽約儀式在昆山舉行。雙方約定在晟成建立異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦疊層電池實驗線申建,協(xié)鑫光電 提供鈣鈦礦電池的工藝技術(shù)海槐,晟成提供工藝設(shè)備及組件封裝設(shè)備,晟成根據(jù)工藝需求開發(fā)出異質(zhì)結(jié)及鈣鈦礦電池的核心制造設(shè)備挖息。晟 成的光伏鈣鈦礦電池團(tuán)簇型多腔式蒸鍍設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)金拒,并成功應(yīng)用于多個客戶端,其為鈣鈦礦電池制備過程中鈣鈦礦材料及金屬電極 材料的蒸鍍設(shè)備套腹。2022年8月绪抛,華中科技大學(xué)微納中心陳蓉教授團(tuán)隊與蘇州晟成光伏設(shè)備有限公司在蘇州簽訂技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議,在光 伏原子鍍膜技術(shù)合作上建立長期深層次的全面戰(zhàn)略伙伴關(guān)系电禀,進(jìn)行光伏原子鍍膜技術(shù)開發(fā)幢码,將新型鍍膜技術(shù)應(yīng)用至光伏市場。
激光設(shè)備:應(yīng)用于串聯(lián)電池等尖飞,主要包括激光膜切與激光清邊症副。鈣鈦礦電池制備過程中,激光膜切指利用激光工藝刻劃P1政基、P2贞铣、 P3層,阻斷導(dǎo)電沮明,從而形成單個模塊辕坝。(a)導(dǎo)電玻璃刻蝕時,保證刻蝕線寬和刻蝕線間距的準(zhǔn)確性施式,不損傷基板玻璃酷卖;(b)刻 蝕鈣鈦礦吸光層時,要求激光刻蝕線寬和激光刻蝕線間距準(zhǔn)確涎花,不傷P1層的FTO喊宿;(c)蝕刻P3銀漿層、鍍金層或碳粉層時愕泣,確 保激光蝕刻干凈靡抓,激光蝕刻線寬和激光蝕刻線間距準(zhǔn)確附柜,蝕刻過程中不會損傷P2層缓膀。激光清邊指利用激光工藝將電池邊緣的各 層沉積膜清除掉。
國內(nèi)鈣鈦礦電池激光設(shè)備供應(yīng)商主要包括大族激光僚料、德龍激光详依、杰普特烁枣、邁為股份、海目星球毙、帝爾激光等隶鹰。杰普特已有產(chǎn)品應(yīng)用 于鈣鈦礦電池。其研發(fā)的柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備主要用于柔性鈣鈦礦薄膜切割螺句,運用優(yōu)化的超短脈沖激光工藝虽惭,通過高精度視覺定 位、運動控制及光束整形技術(shù)蛇尚,有效降低了鈣鈦礦薄膜電池死區(qū)寬度芽唇,使得鈣鈦礦太陽能電池生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升。2021年8月 杰普特為大正微納定制的全球首套柔性鈣鈦礦膜切設(shè)備通過驗收并正式投入使用取劫。
四匆笤、隨想:競爭格局將如何演化?
光伏行業(yè)在當(dāng)下晶硅占絕對主流的時代谱邪,我國憑借資源優(yōu)勢炮捧、制造優(yōu)勢,供應(yīng)了全球大部分的光伏組件惦银。根據(jù)CPIA數(shù) 據(jù)咆课,從組件產(chǎn)業(yè)布局來看,2021年中國大陸產(chǎn)能達(dá)到359.1GW扯俱,約占全球總產(chǎn)能的77.2%傀蚌;產(chǎn)量達(dá)到181.8GW,約占 全球總產(chǎn)量的82.3%甲施。展望未來互聪,當(dāng)薄膜或者疊層時代到來的時候,挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存重我。(1)挑戰(zhàn)來自薄膜或者疊層電池更加依賴的是新材 料技術(shù)突棉、大面積鍍膜工藝等,資源稟賦的約束有限狼谋,全球光伏與光伏設(shè)備的競爭格局都可能被重塑绒怯,因為發(fā)達(dá)國家在 新材料方面的研發(fā)進(jìn)度更加領(lǐng)先,在面板鍍膜設(shè)備方面遙遙領(lǐng)先坑搀,而面板鍍膜設(shè)備匹配大面積特征笑院,只不過現(xiàn)階段用 在光伏領(lǐng)域會讓設(shè)備投入過高。(2)機(jī)遇來自薄膜或者疊層電池經(jīng)濟(jì)性會大幅增加溜封,組件成本甚至有機(jī)會降至0.5元 /W以下类玉,那么光伏終端需求會被進(jìn)一步激發(fā),年度新增產(chǎn)能有望快速增長踢寂。
如何保持領(lǐng)導(dǎo)地位嫂茸?我國企業(yè)如果能夠利用好在晶硅時代積累的大量人才優(yōu)勢缠黍,以及在薄膜或者疊層中試線與量產(chǎn)線 落地的先發(fā)時間窗口優(yōu)勢,通過核心零部件國產(chǎn)化實現(xiàn)大面積鍍膜設(shè)備的大幅降價與鍍膜良率提升药蜻,通過鈣鈦礦配方 的改進(jìn)瓷式,以及透明導(dǎo)電玻璃與膠膜等材料的迭代,實現(xiàn)鈣鈦礦量產(chǎn)落地和量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性语泽,那么不僅可以繼續(xù)在薄膜或者 疊層時代保持領(lǐng)導(dǎo)地位贸典,還有助于實現(xiàn)面板鍍膜設(shè)備的進(jìn)口替代,可謂一舉兩得踱卵。
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(報告出品方/作者:中信建投瓤漏,呂娟,夏紓雨颊埃,籍星博)