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一、PERC 和 HJT 是電池技術(shù)的未來(lái)
光伏電池技術(shù)路線。目前晶硅類電池的技術(shù)方向包括單晶和多晶。多晶電池逐漸向黑硅方向升級(jí)。單晶包括 P 型和 N 型。P 型電池中 PERC 技術(shù)逐漸成為主流，疊加 SE（選擇性發(fā)射極）技術(shù)，電池效率 逐漸提升。但是 P 型電池有其轉(zhuǎn)換效率的極限，而 N 型電池成為未 來(lái)高轉(zhuǎn)換效率的方向，目前包括 PERT、TOPCon（隧穿氧化鈍化接觸）、 IBC（全背電極接觸）、HJT（異質(zhì)結(jié)）四種技術(shù)路徑。下面將分別對(duì) 各種技術(shù)路徑進(jìn)行講解。
1）PERC 目前技術(shù)比較成熟、性價(jià)比比較高，技術(shù)相對(duì)容易，設(shè)備 完成了國(guó)產(chǎn)化，最高效率達(dá)到 22%，成為這兩年高效電池主要擴(kuò)產(chǎn)的 技術(shù)，疊加 SE（選擇性發(fā)射極)技術(shù)，預(yù)計(jì)到 2020 年前依然是光伏 電池主流技術(shù)。
2）N-PERT 可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，技術(shù)難度容易，設(shè)備投資較少。但是與雙面 P-PERC 相比沒(méi)有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)證明為不經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路線。
3）HJT 效率可達(dá) 23%-24%，工序少、可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前已經(jīng)有松下、 晉能、中智、鈞石等公司布局。但是其設(shè)備貴、投資成本高，成為阻 礙其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的一點(diǎn)。
4）TOPCon 背面收光較差，量產(chǎn)難度很高，目前有布局的企業(yè)包括：LG、REC、中來(lái)等。
5）IBC 效率最高，可以達(dá)到 23.5%-24.5%，技術(shù)難度極高，設(shè)備投資 高，成本高，國(guó)內(nèi)尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前布局的企業(yè)包括 LG、中來(lái)、 sunpower。
從以上的對(duì)比來(lái)看，PERC 和 HJT 技術(shù)將是未來(lái)光伏電池技術(shù)的 發(fā)力方向，也是目前企業(yè)產(chǎn)能重點(diǎn)布局的地方。
傳統(tǒng)光伏電池的生產(chǎn)工藝。目前常規(guī)的電池是 P 型電池。傳統(tǒng)的 電池生產(chǎn)流程，包括從硅片出發(fā)經(jīng)歷清洗制絨、擴(kuò)散制結(jié)、刻蝕、去 除磷硅玻璃、PECVD 鍍反射膜、絲網(wǎng)印刷、烘干燒結(jié)、分類檢測(cè)等 工藝，完成電池的制造。
PERC 電池工藝介紹。與常規(guī)單晶電池工藝相比，PERC 單晶電 池主要增加了背面鈍化和激光打孔兩道工藝。背面鈍化工藝在硅片背面沉積三氧化二鋁和氮化硅，對(duì)硅片背面進(jìn)行鈍化。三氧化二鋁由于 具備較高的電荷密度，可以對(duì) P 型表面提供良好的鈍化；氮化硅主要作用是保護(hù)背部鈍化膜，并保證電池背面的光學(xué)性能。激光打孔工藝是利用一定脈沖寬度的激光去除部分覆蓋在電池背面的鈍化層和氮化硅覆蓋層，以使絲網(wǎng)印刷的鋁漿可以與電池背面的硅片形成有效接 觸，從而使光生電流可以通過(guò) Al 背場(chǎng)導(dǎo)出。
HJT 電池結(jié)構(gòu)。HJT 電池以 N 型單晶硅(c-Si)為襯底光吸收區(qū)， 經(jīng)過(guò)制絨清洗后，其正面依次沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜 (i-a-Si:H)和摻雜的 P 型非晶硅(p-a-Si:H)，和硅襯底形成 p-n 異質(zhì)結(jié)。硅片的背面又通過(guò)沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和 摻雜的 N 型非晶硅(n-a-Si:H)形成背表面場(chǎng)。最后電池的兩面沉積 TCO（透明氧化物導(dǎo)電薄膜），然后用絲網(wǎng)印刷的方法在 TCO 上制作 Ag 電極。
HJT 電池工藝介紹。HJT 電池工藝主要包括制絨、非晶硅沉積、TCO 沉積、絲網(wǎng)印刷。非晶硅沉積主要使用 PECVD 方法。TCO 薄 膜沉積目前有兩種方法：RPD(反應(yīng)等離子體沉積)和 PVD（物理化學(xué) 氣象沉積）。住友重工擁有 RPD 的專利，而 PVD 技術(shù)發(fā)展成熟，提 供給設(shè)備的廠家較多。
我們認(rèn)為電池技術(shù)迭代是促進(jìn)行業(yè)降本增效的動(dòng)力。PERC 技術(shù)成熟、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高，疊加 SE（選擇性發(fā)射極）進(jìn)一步提升效率，預(yù)計(jì)到 2020 年前依然是高效電池?cái)U(kuò)產(chǎn)的主流技術(shù)。N 型電池是未來(lái)高效電池的發(fā)展方向，其中 N-PERT 技術(shù)與雙面 PERC 電池對(duì)不性價(jià)比不明顯，TOPcon 量產(chǎn)難度高，而 IBC 技術(shù)雖然轉(zhuǎn)換效率較高，但是未有量產(chǎn)實(shí)績(jī)，HJT 由于工序少、國(guó)內(nèi)已有企業(yè)量產(chǎn)，成為高效電池未來(lái)的發(fā)展方向，但是其目前的阻礙是設(shè)備投資較貴。從以上的對(duì)比來(lái)看，PERC 和 HJT 技術(shù)將是未來(lái)光伏電池發(fā)展的主要方向，也是企業(yè)重點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)能布局的地方。我們認(rèn)為在 PERC 和 HJT 技術(shù)布局的設(shè)備企業(yè)最終將走出來(lái)，成為成長(zhǎng)性的公司。
二、PERC 產(chǎn)能快速擴(kuò)充，帶來(lái)電池設(shè)備企業(yè)高速增長(zhǎng)
1、市場(chǎng)空間：PERC 大量擴(kuò)產(chǎn)，帶來(lái)訂單
高效電池產(chǎn)能依然處于緊平衡的狀態(tài)。光伏要實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，要光伏各個(gè)環(huán)節(jié)的降本增效，主要通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步。在電池片環(huán)節(jié)，我們認(rèn)為高效電池是未來(lái)的方向，目前光伏高效電池主流技術(shù)包括 PERC 和 N 型技術(shù)。
我們來(lái)觀察高效電池是否能滿足下游的需求。以 2018 年來(lái)看，PERC+N 型合計(jì)產(chǎn)能為 72GW，不能滿足全球 103GW 的裝機(jī)需求。到 2020年 PERC+N 型合計(jì)產(chǎn)能為 132GW，依然處于一個(gè)緊平衡的狀態(tài)。如果按照 2021 年，中國(guó)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，全球光伏新增裝機(jī)有望達(dá)到 200GW，高效電池產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，未來(lái) PERC+N 型的產(chǎn)能會(huì)持續(xù)擴(kuò)充中。
PERC 由于只需要在傳統(tǒng)電池工藝基礎(chǔ)上增加兩個(gè)工序即可提升效率，升級(jí)方便，是目前高效電池的主流技術(shù)。國(guó)內(nèi)以通威、愛(ài)旭、隆基等電池片龍頭企業(yè)依然在大幅度擴(kuò)產(chǎn) PERC 產(chǎn)能。2020 年前 PERC 依然是電池產(chǎn)能的擴(kuò)產(chǎn)主流。
參考隆基寧夏樂(lè)葉年產(chǎn) 5GW 的 PERC 電池項(xiàng)目設(shè)備工具購(gòu)置費(fèi) 用明細(xì)。我們可以看到 1GW 的 PERC 電池需要的設(shè)備投資額大約為 4.97 億元，其中工藝設(shè)備為 3.53 億元，檢測(cè)設(shè)備為 0.26 億元，自動(dòng) 化設(shè)備 1.08 億元。單獨(dú)來(lái)看，背鈍化投資額最大，1GW 投資額為 1.08 億元；管式 PECVD 第二，1GW 需要設(shè)備數(shù)量為 11 臺(tái)，投資額 0.46 億元；制絨 1GW 需要設(shè)備 5 臺(tái)，投資額 0.34 億元；印刷線 1G 需要 設(shè)備 5 臺(tái)，投資額為 0.58 億元。其他設(shè)備包括擴(kuò)散、激光摻雜、刻 蝕、退火、激光開(kāi)槽、印刷線、燒結(jié)爐等。
2019-2021 年 PERC 電池設(shè)備累計(jì)市場(chǎng)空間為 315 億元。參考寧夏隆基樂(lè)葉年產(chǎn) 5GW 的 PERC 電池項(xiàng)目設(shè)備工具購(gòu)置費(fèi)用明細(xì)，暫不考慮設(shè)備降價(jià)的因素，測(cè)算得出到 2019-2021 年 PERC 電池設(shè)備累計(jì)市場(chǎng)空間為 315 億元。其中工藝設(shè)備市場(chǎng)空間為 221 億元，檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)空間為 16 億元，自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)空間為 63 億元。
具體到細(xì)分設(shè)備，2019-2021 年市場(chǎng)空間：制絨設(shè)備 21.4 億元、擴(kuò)散設(shè)備 13.9 億元、刻蝕設(shè)備 9.5 億元，退火設(shè)備 13.9 億元，背鈍化設(shè)備 63 億元、PECVD 設(shè)備 28.4 億元、印刷線 36.5 億元、激光開(kāi)槽設(shè)備 10.7 億元、激光摻雜設(shè)備 10.1 億元。
2、PERC 電池設(shè)備企業(yè)國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，預(yù)計(jì)未來(lái)設(shè)備格局 將趨于穩(wěn)定
目前國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)在各個(gè) PERC 電池設(shè)備都具備了競(jìng)爭(zhēng)力，與國(guó)外企業(yè)的技術(shù)相比不相上下甚至超過(guò)。下面對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行介紹。
1）制絨設(shè)備
制絨是利用堿對(duì)單晶硅表面的各向異性腐蝕，工業(yè)生產(chǎn)中一般采 用成本較低的氫氧化鈉或氫氧化鉀稀溶液來(lái)制備絨面。利用 Si 在稀 NaOH 溶液中的各向異性腐蝕，在硅片表面形成 3-6 微米的金字塔結(jié) 構(gòu)。理想的絨面效果：金字塔大小均勻，覆蓋整個(gè)表面，相鄰金字塔之間沒(méi)有空隙，具有較低的表面反射率。單晶硅的絨面制備，能夠有效地提高電池轉(zhuǎn)換效率，由于市場(chǎng)的變化，對(duì)絨面質(zhì)量的要求也變的越來(lái)越高。如何做出高質(zhì)量的絨面，不僅僅是工藝技術(shù)的問(wèn)題，還需要與優(yōu)異的設(shè)備進(jìn)行配合，而設(shè)備的相關(guān)性能也決定了工藝的效果。目前制絨設(shè)備技術(shù)指標(biāo)控制嚴(yán)格的包括：工藝溫度、溶液均勻性、產(chǎn)能等。為了保證反應(yīng)條件的一致性，溫控精度要在±1 ℃；溶液均勻性和產(chǎn)能也是重要的考察點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外的設(shè)備廠家包括 RENA、施密德、捷佳偉創(chuàng)、晶洲裝備等。國(guó)內(nèi)以捷佳偉創(chuàng)為代表的設(shè)備企業(yè)在產(chǎn)能、控溫精度、自動(dòng)配補(bǔ)液精度等方面的性能已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2）擴(kuò)散設(shè)備
擴(kuò)散主要是電池片制 PN 結(jié)的過(guò)程，擴(kuò)散工藝的好壞直接影響電 池片效率的多少。擴(kuò)散的方法包括：三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散、 噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散、絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散。目前國(guó)內(nèi) 多采用第一種方法：三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散，其具有穩(wěn)定、可 控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。POCl3 液態(tài)分子在 N2 載氣的攜帶下進(jìn)入爐管，在 高溫下經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)磷原子被置換。POCl3 在高溫下(>600℃) 分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)，POCl3 分解產(chǎn)生的 P2O5 淀積在硅片表面，P2O5 與硅反應(yīng)生成 SiO2 和磷原子，并在硅 片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。擴(kuò)散設(shè) 備的核心技術(shù)指標(biāo)是擴(kuò)散方阻均勻性，其他指標(biāo)包括控溫精度和穩(wěn)定 性、工藝時(shí)間等。擴(kuò)散爐的提供廠家包括 Tempress、Centrotherm、捷 佳偉創(chuàng)、豐盛裝備、北方華創(chuàng)、電科 48 所等。
3）鈍化和 PECVD 設(shè)備
傳統(tǒng) PECVD 工藝主要是鍍反射膜：制作減少硅片表面反射的 氮化硅薄膜。高效 PERC 電池工藝中增加了背面鈍化工藝，背面鈍化 工藝在硅片背面沉積三氧化二鋁和氮化硅，對(duì)硅片背面進(jìn)行鈍化。
目前 PERC 電池中鈍化工藝包括兩種方式：一種是使用 PECVD （等離子體化學(xué)氣相沉積）設(shè)備一次性完成三氧化二鋁和氮化硅膜的 層疊；二是使用 ALD（原子層沉積）設(shè)備完成三氧化二鋁鍍膜；PECVD 完成氮化硅鍍膜。ALD 工藝過(guò)程中，將不同的反應(yīng)前驅(qū)物以氣體脈 沖的形式交替送入反應(yīng)室中，因此并非一個(gè)連續(xù)的工藝過(guò)程。相對(duì)于 傳統(tǒng)的沉積工藝而言，ALD 在膜層的均勻性、階梯覆蓋率以及厚度 控制等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
ALD（原子層沉積）設(shè)備獨(dú)立完成三氧化二鋁鍍膜，ALD 鍍膜 具有低溫沉積、速度慢、膜質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但是穩(wěn)定性待檢驗(yàn)；設(shè)備廠 家包括：solay tec、理想能源、江蘇微導(dǎo)等。
PECVD 分為板式 PECVD 和管式 PECVD。板式 PECVD 鈍化膜 生長(zhǎng)及氮化硅覆膜集成一體，設(shè)備及工藝相對(duì)穩(wěn)定，市場(chǎng)暫時(shí)領(lǐng)先， Meyer Burger 公司優(yōu)勢(shì)突出。
管式 PECVD：用石英管作為沉積腔室，使用電阻爐作為加熱體， 將一個(gè)可以放置多片硅片的石墨舟插進(jìn)石英管中進(jìn)行沉積。其膜質(zhì)較好，有增加氮化硅提升鈍化效果潛力，少量試產(chǎn)，損傷及繞鍍現(xiàn)象待 檢驗(yàn)，設(shè)備廠家包括 Centrotherm、捷佳偉創(chuàng)、豐盛裝備。
4）絲網(wǎng)印刷
絲網(wǎng)印刷設(shè)備主要是依次完成背場(chǎng)、背電極、正柵線電極的制作。一條印刷線一般包括 3 套印刷機(jī)，分別是背電極印刷、鋁背場(chǎng)印刷、 正電極印刷，如果有二次印刷，添加 4 號(hào)印刷機(jī)，在第一層漿料基礎(chǔ) 上，相同位置進(jìn)行第二次印刷，實(shí)現(xiàn)更窄、更高導(dǎo)線的印刷。目前絲 網(wǎng)印刷機(jī)的廠家包括 Baccini、邁為股份、科隆威等。
5） 激光開(kāi)槽&激光摻雜設(shè)備
激光開(kāi)槽設(shè)備主要用在 PERC 電池的激光開(kāi)槽，利用一定脈沖寬 度的激光在去除部分覆蓋在電池背面的鈍化層和 SiNx 覆蓋層，以使 絲網(wǎng)印刷的鋁漿可以與電池背面的硅片形成有效接觸，從而使光生電 流可以通過(guò) Al 層導(dǎo)出。
SE（選擇性發(fā)射極)中使用到激光摻雜設(shè)備，是采用擴(kuò)散時(shí)產(chǎn)生 的磷硅玻璃層作為摻雜源進(jìn)行激光掃描，形成重?fù)诫s區(qū)。
目前激光開(kāi)槽和激光摻雜的設(shè)備提供商包括帝爾激光、大族激光、 邁為股份。
PERC 電池設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高。目前國(guó)內(nèi) P 型電池設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率較 高，除了技術(shù)要求極高的板式 PECVD、以及國(guó)外性價(jià)較高的快速燒 結(jié)爐需要進(jìn)口外，其他國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家已經(jīng)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在下游 客戶降本增效的需求下，市場(chǎng)占有率持續(xù)提高。
根據(jù)通威的公告：通威合肥太陽(yáng)能二期 2.3GW 高效晶硅電池片 項(xiàng)目，在前期成都一期項(xiàng)目、合肥技改項(xiàng)目大量引入了國(guó)產(chǎn)設(shè)備免費(fèi) 試用，如：印刷線試用邁為、科隆威設(shè)備，PECVD、制絨工序試用 捷佳創(chuàng)設(shè)備。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)設(shè)備可靠性后，為充分降低投資成本、提高收益，公司在招標(biāo)中大量選購(gòu)國(guó)產(chǎn)設(shè)備，“合肥太陽(yáng)能 二期 2.3GW 高效晶硅電池片項(xiàng)目”原主要設(shè)備約 90%需要進(jìn)口，現(xiàn) 該比例已降至約 20%。
目前國(guó)內(nèi)設(shè)備都取得了快速的進(jìn)步，市場(chǎng)占有率快速提升，都在 各自的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域占據(jù)了較高的市場(chǎng)占有率（50%以上）：捷佳偉創(chuàng)在 制絨、擴(kuò)散、刻蝕、PECVD 等設(shè)備領(lǐng)域；邁為股份在絲網(wǎng)印刷設(shè)備；帝爾激光在激光摻雜、激光開(kāi)槽設(shè)備。這些設(shè)備公司的客戶基本覆蓋 了下游的主流電池企業(yè)。隨著 PERC 產(chǎn)能的陸續(xù)投建，這些企業(yè)都獲 得了大量的設(shè)備訂單，獲得了更快的成長(zhǎng)。
三、HJT 產(chǎn)業(yè)化和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)
1、HJT 企業(yè)加大布局，加速產(chǎn)業(yè)化
HJT 電池與傳統(tǒng)電池相比具有工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、無(wú) PID 現(xiàn)象、低溫 制造工藝、高效率（P 型單晶硅電池高 1-2%）、高穩(wěn)定性、可向薄型化發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)高效電池的發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)企業(yè)持續(xù)發(fā)力 HJT 電池，使得 HJT 電池加速產(chǎn)業(yè)化。
①結(jié)構(gòu)對(duì)稱、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少。HJT 電池是在單晶硅片的兩面分 別沉積本征層、摻雜層和 TCO 以及雙面印刷電極。其結(jié)構(gòu)對(duì)稱、工 藝相對(duì)簡(jiǎn)單。
②低溫制造工藝。HJT 電池采用硅基薄膜工藝形成 p-n 結(jié)發(fā)射區(qū)，制 程中的最高溫度就是非晶硅薄膜的形成溫度(200℃)，避免了傳統(tǒng)晶體 硅電池形成 p-n 結(jié)的高溫(950℃)。可以降低能耗、減少對(duì)硅片的熱損 傷。
③獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。HJT 電池中的本征薄膜能有效鈍化晶體硅和 摻雜非晶硅的界面缺陷，形成較高的開(kāi)路電壓。
④由于電池上表面為 TCO 導(dǎo)電玻璃，電荷不會(huì)在電池表面的 TCO 上 產(chǎn)生極化現(xiàn)象，PID 現(xiàn)象（電勢(shì)誘導(dǎo)衰減）。
HJT 電池由于其較高的轉(zhuǎn)換效率，工序少以及已經(jīng)有量產(chǎn)實(shí)績(jī)， 成為下一代高效電池的主要發(fā)展方向。但是其目前的阻礙主要在于工藝要求嚴(yán)格、需要低溫組件封裝工藝、設(shè)備投資高、透明導(dǎo)電薄膜成 本高。
HJT 量產(chǎn)的難度。HJT 的優(yōu)勢(shì)明顯，工藝步驟簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率 高、發(fā)電性能優(yōu)異，關(guān)鍵在于如何擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化，在成本上提升競(jìng)爭(zhēng)力。
HJT 的性價(jià)比主要通過(guò)成本和轉(zhuǎn)換效率的對(duì)比。PERC 轉(zhuǎn)換效率 達(dá)到 22%，HJT 效率可達(dá) 23%-24%，HJT 相比 PERC 在轉(zhuǎn)換效率上 有1-2%的提升。根據(jù)目前情況來(lái)看，HJT的成本與PERC相比在15~30% 就有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
對(duì)東方日升 2.5GW 的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，其中占比較高的包括 原材料和制造費(fèi)用，原材料中占比較大的包括硅片、銀漿等。則要降 低 HJT 的成本，包括降低原材料成本和制造費(fèi)用，主要途徑包括硅 片薄片化、降低銀漿、BOM 材料國(guó)產(chǎn)化、設(shè)備成本降低等。
降低銀漿包括：降低低溫銀漿的用量或者成本，國(guó)產(chǎn)低溫銀漿有望快速應(yīng)用。部分廠商嘗試了其他金屬化的技術(shù)，包括賽昂的基于銅 電鍍技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的電鍍技術(shù)、MeyerBurger 的 SmartWire 技術(shù)。
設(shè)備方面，根據(jù)晉能介紹，其第一條線投資成本為 2 億元/100MW （20億元/1GW），第二條線降低到了0.9億元/100MW(9億元/1GW)， 未來(lái)的目標(biāo)是降至 0.4 億元/100MW(4 億元/1GW)。設(shè)備未來(lái)的投資 額有望快速向 PERC 靠近，主要靠國(guó)產(chǎn)設(shè)備的使用以及成本降低。
國(guó)內(nèi)已有量產(chǎn)實(shí)績(jī),企業(yè)加大布局。目前 HJT 量產(chǎn)的以國(guó)外松下/ 三洋最為成熟，已經(jīng)有 1GW 的量產(chǎn)實(shí)績(jī)，而國(guó)內(nèi)在 2018 年的實(shí)際產(chǎn) 能為 850MW，多為企業(yè)前期規(guī)劃建設(shè)的 1、2 條線。國(guó)內(nèi)福建鈞石與 松下合作，目前有 1000MW 的產(chǎn)能；通威一期建設(shè)產(chǎn)能 200MW，2019 年 6 月份實(shí)現(xiàn)了第一片的 HJT 電池片下線。中智實(shí)現(xiàn)了 2000 MW 的 產(chǎn)能。而從規(guī)劃來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)呈現(xiàn)出較大的信心，目前已經(jīng)規(guī)劃了 33.3GW 的產(chǎn)能，國(guó)內(nèi)發(fā)展 HJT 電池的企業(yè)呈現(xiàn)出資本投入大，有新 玩家出現(xiàn)，而技術(shù)通過(guò)合作和研發(fā)解決，主要是 HJT 目前處于產(chǎn)業(yè) 化初期，企業(yè)都在同一起跑線，新進(jìn)入者希望在這領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。
2、HJT 電池設(shè)備市場(chǎng)空間大，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)
HJT 電池設(shè)備投資成本高。HJT 的投資成本較高，根據(jù)東方日 升 2.5GW 高效太陽(yáng)能電池的項(xiàng)目投資來(lái)看，其設(shè)備總的投資額為 25 億元，單 GW 投資額為 10 億元，遠(yuǎn)高于 PERC 的設(shè)備投資額。按照 數(shù)量來(lái)看，單 GW 都需要配備 10 臺(tái)設(shè)備。按照不同設(shè)備類型來(lái)看， 非晶硅沉積設(shè)備投資額最大，單 GW 投資額為 4 億元；其次為 TCO （透明氧化物導(dǎo)電薄膜）沉積設(shè)備，單 GW 投資額為 2.75 億元。而 從制絨和印刷來(lái)看，單臺(tái)設(shè)備的價(jià)值量與 PERC 的設(shè)備價(jià)值量接近， 其中絲網(wǎng)印刷略高。
HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間大。HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間合計(jì)達(dá) 333 億元，超 過(guò) PERC 三年累計(jì) 315 億元的市場(chǎng)，HJT 有望為設(shè)備企業(yè)帶來(lái)一個(gè)與 全新的市場(chǎng)。分設(shè)備來(lái)看，非晶硅沉積設(shè)備市場(chǎng)空間為 133.2 億元， TCO 沉積設(shè)備市場(chǎng)空間為 91.6 億元，絲網(wǎng)印刷設(shè)備市場(chǎng)空間為 58.3 億元，制絨設(shè)備市場(chǎng)空間為 25 億元。
HJT 電池設(shè)備以國(guó)外為主，國(guó)產(chǎn)企業(yè)加速國(guó)產(chǎn)化。HJT 電池的 生產(chǎn)流程包括制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO（透明氧化物導(dǎo)電薄膜） 沉積、絲網(wǎng)印刷四步。對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化狀況進(jìn)行分析。
①HJT 的制絨和絲網(wǎng)印刷與 PERC 技術(shù)相差不當(dāng)。
②非晶硅薄膜沉積主要使用 PECVD（離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積） 方法，目前國(guó)外主流廠家為 Meyer Burge。國(guó)內(nèi)廠家包括理想、鈞石 能源、邁為股份。其中理想萬(wàn)里暉已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)客戶的出貨，鈞石能 源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在自身生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
目前主要使用的管式 PECVD 設(shè)備，用石英管作為沉積腔室，使 用電阻爐作為加熱體，將一個(gè)可以放置多片硅片的石墨舟插進(jìn)石英管 中進(jìn)行沉積。PECVD 主要由工藝管及電阻加熱爐、凈化推舟系統(tǒng)、 氣路系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng) 6 大部分組成。PECVD 技術(shù)原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下 輝光放電的陰極上，利用輝光放電(或另加發(fā)熱體)使樣品升溫到預(yù)定 的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子 體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。PECVD 方法區(qū)別于其他 CVD 方 法的特點(diǎn)在于等離子體中含有大量高能量的電子，它們可以提供化學(xué)氣相沉積過(guò)程所需的激活能。電子與氣相分子的碰撞可以促進(jìn)氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過(guò)程，生成活性很高的各種化學(xué)基團(tuán)， 因而顯著降低 CVD 薄膜沉積的溫度范圍，使得原來(lái)需要在高溫下才 能進(jìn)行的 CVD 過(guò)程得以在低溫下實(shí)現(xiàn)。成膜過(guò)程在真空中進(jìn)行，大 約在 5～500Pa 范圍內(nèi)。
③TCO 沉積包括 RPD（反應(yīng)等離子體沉積）和 PVD（物理化學(xué) 氣象沉積）兩種方法。
RPD（反應(yīng)等離子體沉積）技術(shù)主要由日本住友重工掌握，其設(shè) 備匹配自己生產(chǎn)的 IWO(氧化銦摻鎢)靶材制備 IWO 透明導(dǎo)電薄膜， 其采用蒸發(fā)鍍膜對(duì)襯底轟擊較小，IWO 薄膜電學(xué)性能明顯優(yōu)于 PVD 制備的 ITO 薄膜。RPD 制備下的異質(zhì)結(jié)電池總體比 PVD 約有 0.5~1%的效率優(yōu)勢(shì)。松下公司采用的就是 RPD 工藝。住友重工持有 RPD 設(shè) 備與 IWO 靶材兩項(xiàng)專利技術(shù)，限制了該技術(shù)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)捷佳偉創(chuàng) 在獲得住友重工授權(quán)以后進(jìn)行研發(fā)制造，并實(shí)現(xiàn)了在通威產(chǎn)線上的應(yīng) 用。
目前用的較多的是 PVD 工藝（物理化學(xué)氣象沉積），采用直流磁 控濺射制備，其制備的一般是 ITO 薄膜，PVD 帶來(lái)了離子高轟擊， 損傷較大，ITO 薄膜的電學(xué)性能差于 IWO 薄膜。但是 PVD 技術(shù)較為 成熟，而且設(shè)備相對(duì)便宜。最近出現(xiàn)了用 PVD 制備新種類的 TCO 薄 膜，拉近了兩者的技術(shù)差距。大部分設(shè)備廠家也是采用此技術(shù)。國(guó)外 主流廠家為 Meyer Burger。國(guó)內(nèi)包括鈞石能源、邁為股份、紅太陽(yáng)等。
總體來(lái)看，RPD 的在 TCO 沉積上優(yōu)于 PVD 技術(shù)，可以提高轉(zhuǎn) 換效率，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是未來(lái)的趨勢(shì)，但是需要解決成本和技術(shù)專利的 問(wèn)題。目前來(lái)看，PVD 可能使用較為廣泛。
四、投資建議
光伏平價(jià)上網(wǎng)帶來(lái)光伏行業(yè)新一輪向上周期，平價(jià)上網(wǎng)要求行業(yè)降本增效，光伏電池設(shè)備在促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮中堅(jiān)力量。PERC 電池新建產(chǎn)能有望持續(xù)維持高位，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備企業(yè)有望獲得大量訂單。HJT電池產(chǎn)業(yè)化加快，國(guó)產(chǎn)設(shè)備逐步布局，HJT 電池將為設(shè)備提供翻倍以上的設(shè)備市場(chǎng)空間。
光伏電池技術(shù)路線。目前晶硅類電池的技術(shù)方向包括單晶和多晶。多晶電池逐漸向黑硅方向升級(jí)。單晶包括 P 型和 N 型。P 型電池中 PERC 技術(shù)逐漸成為主流，疊加 SE（選擇性發(fā)射極）技術(shù)，電池效率 逐漸提升。但是 P 型電池有其轉(zhuǎn)換效率的極限，而 N 型電池成為未 來(lái)高轉(zhuǎn)換效率的方向，目前包括 PERT、TOPCon（隧穿氧化鈍化接觸）、 IBC（全背電極接觸）、HJT（異質(zhì)結(jié)）四種技術(shù)路徑。下面將分別對(duì) 各種技術(shù)路徑進(jìn)行講解。
1）PERC 目前技術(shù)比較成熟、性價(jià)比比較高，技術(shù)相對(duì)容易，設(shè)備 完成了國(guó)產(chǎn)化，最高效率達(dá)到 22%，成為這兩年高效電池主要擴(kuò)產(chǎn)的 技術(shù)，疊加 SE（選擇性發(fā)射極)技術(shù)，預(yù)計(jì)到 2020 年前依然是光伏 電池主流技術(shù)。
2）N-PERT 可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，技術(shù)難度容易，設(shè)備投資較少。但是與雙面 P-PERC 相比沒(méi)有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)證明為不經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路線。
3）HJT 效率可達(dá) 23%-24%，工序少、可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前已經(jīng)有松下、 晉能、中智、鈞石等公司布局。但是其設(shè)備貴、投資成本高，成為阻 礙其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的一點(diǎn)。
4）TOPCon 背面收光較差，量產(chǎn)難度很高，目前有布局的企業(yè)包括：LG、REC、中來(lái)等。
5）IBC 效率最高，可以達(dá)到 23.5%-24.5%，技術(shù)難度極高，設(shè)備投資 高，成本高，國(guó)內(nèi)尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前布局的企業(yè)包括 LG、中來(lái)、 sunpower。
從以上的對(duì)比來(lái)看，PERC 和 HJT 技術(shù)將是未來(lái)光伏電池技術(shù)的 發(fā)力方向，也是目前企業(yè)產(chǎn)能重點(diǎn)布局的地方。
傳統(tǒng)光伏電池的生產(chǎn)工藝。目前常規(guī)的電池是 P 型電池。傳統(tǒng)的 電池生產(chǎn)流程，包括從硅片出發(fā)經(jīng)歷清洗制絨、擴(kuò)散制結(jié)、刻蝕、去 除磷硅玻璃、PECVD 鍍反射膜、絲網(wǎng)印刷、烘干燒結(jié)、分類檢測(cè)等 工藝，完成電池的制造。
PERC 電池工藝介紹。與常規(guī)單晶電池工藝相比，PERC 單晶電 池主要增加了背面鈍化和激光打孔兩道工藝。背面鈍化工藝在硅片背面沉積三氧化二鋁和氮化硅，對(duì)硅片背面進(jìn)行鈍化。三氧化二鋁由于 具備較高的電荷密度，可以對(duì) P 型表面提供良好的鈍化；氮化硅主要作用是保護(hù)背部鈍化膜，并保證電池背面的光學(xué)性能。激光打孔工藝是利用一定脈沖寬度的激光去除部分覆蓋在電池背面的鈍化層和氮化硅覆蓋層，以使絲網(wǎng)印刷的鋁漿可以與電池背面的硅片形成有效接 觸，從而使光生電流可以通過(guò) Al 背場(chǎng)導(dǎo)出。
HJT 電池結(jié)構(gòu)。HJT 電池以 N 型單晶硅(c-Si)為襯底光吸收區(qū)， 經(jīng)過(guò)制絨清洗后，其正面依次沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜 (i-a-Si:H)和摻雜的 P 型非晶硅(p-a-Si:H)，和硅襯底形成 p-n 異質(zhì)結(jié)。硅片的背面又通過(guò)沉積厚度為 5-10nm 的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和 摻雜的 N 型非晶硅(n-a-Si:H)形成背表面場(chǎng)。最后電池的兩面沉積 TCO（透明氧化物導(dǎo)電薄膜），然后用絲網(wǎng)印刷的方法在 TCO 上制作 Ag 電極。
HJT 電池工藝介紹。HJT 電池工藝主要包括制絨、非晶硅沉積、TCO 沉積、絲網(wǎng)印刷。非晶硅沉積主要使用 PECVD 方法。TCO 薄 膜沉積目前有兩種方法：RPD(反應(yīng)等離子體沉積)和 PVD（物理化學(xué) 氣象沉積）。住友重工擁有 RPD 的專利，而 PVD 技術(shù)發(fā)展成熟，提 供給設(shè)備的廠家較多。
我們認(rèn)為電池技術(shù)迭代是促進(jìn)行業(yè)降本增效的動(dòng)力。PERC 技術(shù)成熟、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高，疊加 SE（選擇性發(fā)射極）進(jìn)一步提升效率，預(yù)計(jì)到 2020 年前依然是高效電池?cái)U(kuò)產(chǎn)的主流技術(shù)。N 型電池是未來(lái)高效電池的發(fā)展方向，其中 N-PERT 技術(shù)與雙面 PERC 電池對(duì)不性價(jià)比不明顯，TOPcon 量產(chǎn)難度高，而 IBC 技術(shù)雖然轉(zhuǎn)換效率較高，但是未有量產(chǎn)實(shí)績(jī)，HJT 由于工序少、國(guó)內(nèi)已有企業(yè)量產(chǎn)，成為高效電池未來(lái)的發(fā)展方向，但是其目前的阻礙是設(shè)備投資較貴。從以上的對(duì)比來(lái)看，PERC 和 HJT 技術(shù)將是未來(lái)光伏電池發(fā)展的主要方向，也是企業(yè)重點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)能布局的地方。我們認(rèn)為在 PERC 和 HJT 技術(shù)布局的設(shè)備企業(yè)最終將走出來(lái)，成為成長(zhǎng)性的公司。
二、PERC 產(chǎn)能快速擴(kuò)充，帶來(lái)電池設(shè)備企業(yè)高速增長(zhǎng)
1、市場(chǎng)空間：PERC 大量擴(kuò)產(chǎn)，帶來(lái)訂單
高效電池產(chǎn)能依然處于緊平衡的狀態(tài)。光伏要實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，要光伏各個(gè)環(huán)節(jié)的降本增效，主要通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步。在電池片環(huán)節(jié)，我們認(rèn)為高效電池是未來(lái)的方向，目前光伏高效電池主流技術(shù)包括 PERC 和 N 型技術(shù)。
我們來(lái)觀察高效電池是否能滿足下游的需求。以 2018 年來(lái)看，PERC+N 型合計(jì)產(chǎn)能為 72GW，不能滿足全球 103GW 的裝機(jī)需求。到 2020年 PERC+N 型合計(jì)產(chǎn)能為 132GW，依然處于一個(gè)緊平衡的狀態(tài)。如果按照 2021 年，中國(guó)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，全球光伏新增裝機(jī)有望達(dá)到 200GW，高效電池產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，未來(lái) PERC+N 型的產(chǎn)能會(huì)持續(xù)擴(kuò)充中。
PERC 由于只需要在傳統(tǒng)電池工藝基礎(chǔ)上增加兩個(gè)工序即可提升效率，升級(jí)方便，是目前高效電池的主流技術(shù)。國(guó)內(nèi)以通威、愛(ài)旭、隆基等電池片龍頭企業(yè)依然在大幅度擴(kuò)產(chǎn) PERC 產(chǎn)能。2020 年前 PERC 依然是電池產(chǎn)能的擴(kuò)產(chǎn)主流。
參考隆基寧夏樂(lè)葉年產(chǎn) 5GW 的 PERC 電池項(xiàng)目設(shè)備工具購(gòu)置費(fèi) 用明細(xì)。我們可以看到 1GW 的 PERC 電池需要的設(shè)備投資額大約為 4.97 億元，其中工藝設(shè)備為 3.53 億元，檢測(cè)設(shè)備為 0.26 億元，自動(dòng) 化設(shè)備 1.08 億元。單獨(dú)來(lái)看，背鈍化投資額最大，1GW 投資額為 1.08 億元；管式 PECVD 第二，1GW 需要設(shè)備數(shù)量為 11 臺(tái)，投資額 0.46 億元；制絨 1GW 需要設(shè)備 5 臺(tái)，投資額 0.34 億元；印刷線 1G 需要 設(shè)備 5 臺(tái)，投資額為 0.58 億元。其他設(shè)備包括擴(kuò)散、激光摻雜、刻 蝕、退火、激光開(kāi)槽、印刷線、燒結(jié)爐等。
2019-2021 年 PERC 電池設(shè)備累計(jì)市場(chǎng)空間為 315 億元。參考寧夏隆基樂(lè)葉年產(chǎn) 5GW 的 PERC 電池項(xiàng)目設(shè)備工具購(gòu)置費(fèi)用明細(xì)，暫不考慮設(shè)備降價(jià)的因素，測(cè)算得出到 2019-2021 年 PERC 電池設(shè)備累計(jì)市場(chǎng)空間為 315 億元。其中工藝設(shè)備市場(chǎng)空間為 221 億元，檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)空間為 16 億元，自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)空間為 63 億元。
具體到細(xì)分設(shè)備，2019-2021 年市場(chǎng)空間：制絨設(shè)備 21.4 億元、擴(kuò)散設(shè)備 13.9 億元、刻蝕設(shè)備 9.5 億元，退火設(shè)備 13.9 億元，背鈍化設(shè)備 63 億元、PECVD 設(shè)備 28.4 億元、印刷線 36.5 億元、激光開(kāi)槽設(shè)備 10.7 億元、激光摻雜設(shè)備 10.1 億元。
2、PERC 電池設(shè)備企業(yè)國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，預(yù)計(jì)未來(lái)設(shè)備格局 將趨于穩(wěn)定
目前國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)在各個(gè) PERC 電池設(shè)備都具備了競(jìng)爭(zhēng)力，與國(guó)外企業(yè)的技術(shù)相比不相上下甚至超過(guò)。下面對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行介紹。
1）制絨設(shè)備
制絨是利用堿對(duì)單晶硅表面的各向異性腐蝕，工業(yè)生產(chǎn)中一般采 用成本較低的氫氧化鈉或氫氧化鉀稀溶液來(lái)制備絨面。利用 Si 在稀 NaOH 溶液中的各向異性腐蝕，在硅片表面形成 3-6 微米的金字塔結(jié) 構(gòu)。理想的絨面效果：金字塔大小均勻，覆蓋整個(gè)表面，相鄰金字塔之間沒(méi)有空隙，具有較低的表面反射率。單晶硅的絨面制備，能夠有效地提高電池轉(zhuǎn)換效率，由于市場(chǎng)的變化，對(duì)絨面質(zhì)量的要求也變的越來(lái)越高。如何做出高質(zhì)量的絨面，不僅僅是工藝技術(shù)的問(wèn)題，還需要與優(yōu)異的設(shè)備進(jìn)行配合，而設(shè)備的相關(guān)性能也決定了工藝的效果。目前制絨設(shè)備技術(shù)指標(biāo)控制嚴(yán)格的包括：工藝溫度、溶液均勻性、產(chǎn)能等。為了保證反應(yīng)條件的一致性，溫控精度要在±1 ℃；溶液均勻性和產(chǎn)能也是重要的考察點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外的設(shè)備廠家包括 RENA、施密德、捷佳偉創(chuàng)、晶洲裝備等。國(guó)內(nèi)以捷佳偉創(chuàng)為代表的設(shè)備企業(yè)在產(chǎn)能、控溫精度、自動(dòng)配補(bǔ)液精度等方面的性能已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2）擴(kuò)散設(shè)備
擴(kuò)散主要是電池片制 PN 結(jié)的過(guò)程，擴(kuò)散工藝的好壞直接影響電 池片效率的多少。擴(kuò)散的方法包括：三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散、 噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散、絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散。目前國(guó)內(nèi) 多采用第一種方法：三氯氧磷(POCl3)液態(tài)源擴(kuò)散，其具有穩(wěn)定、可 控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。POCl3 液態(tài)分子在 N2 載氣的攜帶下進(jìn)入爐管，在 高溫下經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)磷原子被置換。POCl3 在高溫下(>600℃) 分解生成五氯化磷(PCl5)和五氧化二磷(P2O5)，POCl3 分解產(chǎn)生的 P2O5 淀積在硅片表面，P2O5 與硅反應(yīng)生成 SiO2 和磷原子，并在硅 片表面形成一層磷-硅玻璃，然后磷原子再向硅中進(jìn)行擴(kuò)散。擴(kuò)散設(shè) 備的核心技術(shù)指標(biāo)是擴(kuò)散方阻均勻性，其他指標(biāo)包括控溫精度和穩(wěn)定 性、工藝時(shí)間等。擴(kuò)散爐的提供廠家包括 Tempress、Centrotherm、捷 佳偉創(chuàng)、豐盛裝備、北方華創(chuàng)、電科 48 所等。
3）鈍化和 PECVD 設(shè)備
傳統(tǒng) PECVD 工藝主要是鍍反射膜：制作減少硅片表面反射的 氮化硅薄膜。高效 PERC 電池工藝中增加了背面鈍化工藝，背面鈍化 工藝在硅片背面沉積三氧化二鋁和氮化硅，對(duì)硅片背面進(jìn)行鈍化。
目前 PERC 電池中鈍化工藝包括兩種方式：一種是使用 PECVD （等離子體化學(xué)氣相沉積）設(shè)備一次性完成三氧化二鋁和氮化硅膜的 層疊；二是使用 ALD（原子層沉積）設(shè)備完成三氧化二鋁鍍膜；PECVD 完成氮化硅鍍膜。ALD 工藝過(guò)程中，將不同的反應(yīng)前驅(qū)物以氣體脈 沖的形式交替送入反應(yīng)室中，因此并非一個(gè)連續(xù)的工藝過(guò)程。相對(duì)于 傳統(tǒng)的沉積工藝而言，ALD 在膜層的均勻性、階梯覆蓋率以及厚度 控制等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
ALD（原子層沉積）設(shè)備獨(dú)立完成三氧化二鋁鍍膜，ALD 鍍膜 具有低溫沉積、速度慢、膜質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但是穩(wěn)定性待檢驗(yàn)；設(shè)備廠 家包括：solay tec、理想能源、江蘇微導(dǎo)等。
PECVD 分為板式 PECVD 和管式 PECVD。板式 PECVD 鈍化膜 生長(zhǎng)及氮化硅覆膜集成一體，設(shè)備及工藝相對(duì)穩(wěn)定，市場(chǎng)暫時(shí)領(lǐng)先， Meyer Burger 公司優(yōu)勢(shì)突出。
管式 PECVD：用石英管作為沉積腔室，使用電阻爐作為加熱體， 將一個(gè)可以放置多片硅片的石墨舟插進(jìn)石英管中進(jìn)行沉積。其膜質(zhì)較好，有增加氮化硅提升鈍化效果潛力，少量試產(chǎn)，損傷及繞鍍現(xiàn)象待 檢驗(yàn)，設(shè)備廠家包括 Centrotherm、捷佳偉創(chuàng)、豐盛裝備。
4）絲網(wǎng)印刷
絲網(wǎng)印刷設(shè)備主要是依次完成背場(chǎng)、背電極、正柵線電極的制作。一條印刷線一般包括 3 套印刷機(jī)，分別是背電極印刷、鋁背場(chǎng)印刷、 正電極印刷，如果有二次印刷，添加 4 號(hào)印刷機(jī)，在第一層漿料基礎(chǔ) 上，相同位置進(jìn)行第二次印刷，實(shí)現(xiàn)更窄、更高導(dǎo)線的印刷。目前絲 網(wǎng)印刷機(jī)的廠家包括 Baccini、邁為股份、科隆威等。
5） 激光開(kāi)槽&激光摻雜設(shè)備
激光開(kāi)槽設(shè)備主要用在 PERC 電池的激光開(kāi)槽，利用一定脈沖寬 度的激光在去除部分覆蓋在電池背面的鈍化層和 SiNx 覆蓋層，以使 絲網(wǎng)印刷的鋁漿可以與電池背面的硅片形成有效接觸，從而使光生電 流可以通過(guò) Al 層導(dǎo)出。
SE（選擇性發(fā)射極)中使用到激光摻雜設(shè)備，是采用擴(kuò)散時(shí)產(chǎn)生 的磷硅玻璃層作為摻雜源進(jìn)行激光掃描，形成重?fù)诫s區(qū)。
目前激光開(kāi)槽和激光摻雜的設(shè)備提供商包括帝爾激光、大族激光、 邁為股份。
PERC 電池設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高。目前國(guó)內(nèi) P 型電池設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率較 高，除了技術(shù)要求極高的板式 PECVD、以及國(guó)外性價(jià)較高的快速燒 結(jié)爐需要進(jìn)口外，其他國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家已經(jīng)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在下游 客戶降本增效的需求下，市場(chǎng)占有率持續(xù)提高。
根據(jù)通威的公告：通威合肥太陽(yáng)能二期 2.3GW 高效晶硅電池片 項(xiàng)目，在前期成都一期項(xiàng)目、合肥技改項(xiàng)目大量引入了國(guó)產(chǎn)設(shè)備免費(fèi) 試用，如：印刷線試用邁為、科隆威設(shè)備，PECVD、制絨工序試用 捷佳創(chuàng)設(shè)備。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)設(shè)備可靠性后，為充分降低投資成本、提高收益，公司在招標(biāo)中大量選購(gòu)國(guó)產(chǎn)設(shè)備，“合肥太陽(yáng)能 二期 2.3GW 高效晶硅電池片項(xiàng)目”原主要設(shè)備約 90%需要進(jìn)口，現(xiàn) 該比例已降至約 20%。
目前國(guó)內(nèi)設(shè)備都取得了快速的進(jìn)步，市場(chǎng)占有率快速提升，都在 各自的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域占據(jù)了較高的市場(chǎng)占有率（50%以上）：捷佳偉創(chuàng)在 制絨、擴(kuò)散、刻蝕、PECVD 等設(shè)備領(lǐng)域；邁為股份在絲網(wǎng)印刷設(shè)備；帝爾激光在激光摻雜、激光開(kāi)槽設(shè)備。這些設(shè)備公司的客戶基本覆蓋 了下游的主流電池企業(yè)。隨著 PERC 產(chǎn)能的陸續(xù)投建，這些企業(yè)都獲 得了大量的設(shè)備訂單，獲得了更快的成長(zhǎng)。
三、HJT 產(chǎn)業(yè)化和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)
1、HJT 企業(yè)加大布局，加速產(chǎn)業(yè)化
HJT 電池與傳統(tǒng)電池相比具有工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、無(wú) PID 現(xiàn)象、低溫 制造工藝、高效率（P 型單晶硅電池高 1-2%）、高穩(wěn)定性、可向薄型化發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)高效電池的發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)企業(yè)持續(xù)發(fā)力 HJT 電池，使得 HJT 電池加速產(chǎn)業(yè)化。
①結(jié)構(gòu)對(duì)稱、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少。HJT 電池是在單晶硅片的兩面分 別沉積本征層、摻雜層和 TCO 以及雙面印刷電極。其結(jié)構(gòu)對(duì)稱、工 藝相對(duì)簡(jiǎn)單。
②低溫制造工藝。HJT 電池采用硅基薄膜工藝形成 p-n 結(jié)發(fā)射區(qū)，制 程中的最高溫度就是非晶硅薄膜的形成溫度(200℃)，避免了傳統(tǒng)晶體 硅電池形成 p-n 結(jié)的高溫(950℃)。可以降低能耗、減少對(duì)硅片的熱損 傷。
③獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。HJT 電池中的本征薄膜能有效鈍化晶體硅和 摻雜非晶硅的界面缺陷，形成較高的開(kāi)路電壓。
④由于電池上表面為 TCO 導(dǎo)電玻璃，電荷不會(huì)在電池表面的 TCO 上 產(chǎn)生極化現(xiàn)象，PID 現(xiàn)象（電勢(shì)誘導(dǎo)衰減）。
HJT 電池由于其較高的轉(zhuǎn)換效率，工序少以及已經(jīng)有量產(chǎn)實(shí)績(jī)， 成為下一代高效電池的主要發(fā)展方向。但是其目前的阻礙主要在于工藝要求嚴(yán)格、需要低溫組件封裝工藝、設(shè)備投資高、透明導(dǎo)電薄膜成 本高。
HJT 量產(chǎn)的難度。HJT 的優(yōu)勢(shì)明顯，工藝步驟簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率 高、發(fā)電性能優(yōu)異，關(guān)鍵在于如何擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化，在成本上提升競(jìng)爭(zhēng)力。
HJT 的性價(jià)比主要通過(guò)成本和轉(zhuǎn)換效率的對(duì)比。PERC 轉(zhuǎn)換效率 達(dá)到 22%，HJT 效率可達(dá) 23%-24%，HJT 相比 PERC 在轉(zhuǎn)換效率上 有1-2%的提升。根據(jù)目前情況來(lái)看，HJT的成本與PERC相比在15~30% 就有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
對(duì)東方日升 2.5GW 的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，其中占比較高的包括 原材料和制造費(fèi)用，原材料中占比較大的包括硅片、銀漿等。則要降 低 HJT 的成本，包括降低原材料成本和制造費(fèi)用，主要途徑包括硅 片薄片化、降低銀漿、BOM 材料國(guó)產(chǎn)化、設(shè)備成本降低等。
降低銀漿包括：降低低溫銀漿的用量或者成本，國(guó)產(chǎn)低溫銀漿有望快速應(yīng)用。部分廠商嘗試了其他金屬化的技術(shù)，包括賽昂的基于銅 電鍍技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的電鍍技術(shù)、MeyerBurger 的 SmartWire 技術(shù)。
設(shè)備方面，根據(jù)晉能介紹，其第一條線投資成本為 2 億元/100MW （20億元/1GW），第二條線降低到了0.9億元/100MW(9億元/1GW)， 未來(lái)的目標(biāo)是降至 0.4 億元/100MW(4 億元/1GW)。設(shè)備未來(lái)的投資 額有望快速向 PERC 靠近，主要靠國(guó)產(chǎn)設(shè)備的使用以及成本降低。
國(guó)內(nèi)已有量產(chǎn)實(shí)績(jī),企業(yè)加大布局。目前 HJT 量產(chǎn)的以國(guó)外松下/ 三洋最為成熟，已經(jīng)有 1GW 的量產(chǎn)實(shí)績(jī)，而國(guó)內(nèi)在 2018 年的實(shí)際產(chǎn) 能為 850MW，多為企業(yè)前期規(guī)劃建設(shè)的 1、2 條線。國(guó)內(nèi)福建鈞石與 松下合作，目前有 1000MW 的產(chǎn)能；通威一期建設(shè)產(chǎn)能 200MW，2019 年 6 月份實(shí)現(xiàn)了第一片的 HJT 電池片下線。中智實(shí)現(xiàn)了 2000 MW 的 產(chǎn)能。而從規(guī)劃來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)呈現(xiàn)出較大的信心，目前已經(jīng)規(guī)劃了 33.3GW 的產(chǎn)能，國(guó)內(nèi)發(fā)展 HJT 電池的企業(yè)呈現(xiàn)出資本投入大，有新 玩家出現(xiàn)，而技術(shù)通過(guò)合作和研發(fā)解決，主要是 HJT 目前處于產(chǎn)業(yè) 化初期，企業(yè)都在同一起跑線，新進(jìn)入者希望在這領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。
2、HJT 電池設(shè)備市場(chǎng)空間大，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)
HJT 電池設(shè)備投資成本高。HJT 的投資成本較高，根據(jù)東方日 升 2.5GW 高效太陽(yáng)能電池的項(xiàng)目投資來(lái)看，其設(shè)備總的投資額為 25 億元，單 GW 投資額為 10 億元，遠(yuǎn)高于 PERC 的設(shè)備投資額。按照 數(shù)量來(lái)看，單 GW 都需要配備 10 臺(tái)設(shè)備。按照不同設(shè)備類型來(lái)看， 非晶硅沉積設(shè)備投資額最大，單 GW 投資額為 4 億元；其次為 TCO （透明氧化物導(dǎo)電薄膜）沉積設(shè)備，單 GW 投資額為 2.75 億元。而 從制絨和印刷來(lái)看，單臺(tái)設(shè)備的價(jià)值量與 PERC 的設(shè)備價(jià)值量接近， 其中絲網(wǎng)印刷略高。
HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間大。HJT 設(shè)備市場(chǎng)空間合計(jì)達(dá) 333 億元，超 過(guò) PERC 三年累計(jì) 315 億元的市場(chǎng)，HJT 有望為設(shè)備企業(yè)帶來(lái)一個(gè)與 全新的市場(chǎng)。分設(shè)備來(lái)看，非晶硅沉積設(shè)備市場(chǎng)空間為 133.2 億元， TCO 沉積設(shè)備市場(chǎng)空間為 91.6 億元，絲網(wǎng)印刷設(shè)備市場(chǎng)空間為 58.3 億元，制絨設(shè)備市場(chǎng)空間為 25 億元。
HJT 電池設(shè)備以國(guó)外為主，國(guó)產(chǎn)企業(yè)加速國(guó)產(chǎn)化。HJT 電池的 生產(chǎn)流程包括制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO（透明氧化物導(dǎo)電薄膜） 沉積、絲網(wǎng)印刷四步。對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化狀況進(jìn)行分析。
①HJT 的制絨和絲網(wǎng)印刷與 PERC 技術(shù)相差不當(dāng)。
②非晶硅薄膜沉積主要使用 PECVD（離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積） 方法，目前國(guó)外主流廠家為 Meyer Burge。國(guó)內(nèi)廠家包括理想、鈞石 能源、邁為股份。其中理想萬(wàn)里暉已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)客戶的出貨，鈞石能 源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在自身生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
目前主要使用的管式 PECVD 設(shè)備，用石英管作為沉積腔室，使 用電阻爐作為加熱體，將一個(gè)可以放置多片硅片的石墨舟插進(jìn)石英管 中進(jìn)行沉積。PECVD 主要由工藝管及電阻加熱爐、凈化推舟系統(tǒng)、 氣路系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng) 6 大部分組成。PECVD 技術(shù)原理是利用低溫等離子體作能量源，樣品置于低氣壓下 輝光放電的陰極上，利用輝光放電(或另加發(fā)熱體)使樣品升溫到預(yù)定 的溫度，然后通入適量的反應(yīng)氣體，氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子 體反應(yīng)，在樣品表面形成固態(tài)薄膜。PECVD 方法區(qū)別于其他 CVD 方 法的特點(diǎn)在于等離子體中含有大量高能量的電子，它們可以提供化學(xué)氣相沉積過(guò)程所需的激活能。電子與氣相分子的碰撞可以促進(jìn)氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過(guò)程，生成活性很高的各種化學(xué)基團(tuán)， 因而顯著降低 CVD 薄膜沉積的溫度范圍，使得原來(lái)需要在高溫下才 能進(jìn)行的 CVD 過(guò)程得以在低溫下實(shí)現(xiàn)。成膜過(guò)程在真空中進(jìn)行，大 約在 5～500Pa 范圍內(nèi)。
③TCO 沉積包括 RPD（反應(yīng)等離子體沉積）和 PVD（物理化學(xué) 氣象沉積）兩種方法。
RPD（反應(yīng)等離子體沉積）技術(shù)主要由日本住友重工掌握，其設(shè) 備匹配自己生產(chǎn)的 IWO(氧化銦摻鎢)靶材制備 IWO 透明導(dǎo)電薄膜， 其采用蒸發(fā)鍍膜對(duì)襯底轟擊較小，IWO 薄膜電學(xué)性能明顯優(yōu)于 PVD 制備的 ITO 薄膜。RPD 制備下的異質(zhì)結(jié)電池總體比 PVD 約有 0.5~1%的效率優(yōu)勢(shì)。松下公司采用的就是 RPD 工藝。住友重工持有 RPD 設(shè) 備與 IWO 靶材兩項(xiàng)專利技術(shù)，限制了該技術(shù)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)捷佳偉創(chuàng) 在獲得住友重工授權(quán)以后進(jìn)行研發(fā)制造，并實(shí)現(xiàn)了在通威產(chǎn)線上的應(yīng) 用。
目前用的較多的是 PVD 工藝（物理化學(xué)氣象沉積），采用直流磁 控濺射制備，其制備的一般是 ITO 薄膜，PVD 帶來(lái)了離子高轟擊， 損傷較大，ITO 薄膜的電學(xué)性能差于 IWO 薄膜。但是 PVD 技術(shù)較為 成熟，而且設(shè)備相對(duì)便宜。最近出現(xiàn)了用 PVD 制備新種類的 TCO 薄 膜，拉近了兩者的技術(shù)差距。大部分設(shè)備廠家也是采用此技術(shù)。國(guó)外 主流廠家為 Meyer Burger。國(guó)內(nèi)包括鈞石能源、邁為股份、紅太陽(yáng)等。
總體來(lái)看，RPD 的在 TCO 沉積上優(yōu)于 PVD 技術(shù)，可以提高轉(zhuǎn) 換效率，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是未來(lái)的趨勢(shì)，但是需要解決成本和技術(shù)專利的 問(wèn)題。目前來(lái)看，PVD 可能使用較為廣泛。
四、投資建議
光伏平價(jià)上網(wǎng)帶來(lái)光伏行業(yè)新一輪向上周期，平價(jià)上網(wǎng)要求行業(yè)降本增效，光伏電池設(shè)備在促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮中堅(jiān)力量。PERC 電池新建產(chǎn)能有望持續(xù)維持高位，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備企業(yè)有望獲得大量訂單。HJT電池產(chǎn)業(yè)化加快，國(guó)產(chǎn)設(shè)備逐步布局，HJT 電池將為設(shè)備提供翻倍以上的設(shè)備市場(chǎng)空間。
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