【推荐】国泰君安：光伏技术变革推动产业进步，降本增效谱写壮志蓝图.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 [Table_Main] [Table_Title] 产业研究月报 2023.09.15 ， 01 期 光伏技术变革推动产业进步，降本增效谱写壮志蓝 图 [Table_Summary] 摘要： 光伏产业的核心驱动力在度电成本不断下降，技术变革推动产业降本增效。光伏产业正逐步 由补贴导向转向需求导向，装机成本的快速下降成为企业获得超额收益、市场渗透率不断提 高的核心要求。目前，PERC已成为基本实现对 BSF电池的完全替代，市占率达到 88%。但 PERC 的量产效率已非常接近其理论光电转化效率，进一步提升效率的技术难度和成本挑战 明显增加。寻求具备更高理论转换效率、更低制造成本的光伏新技术成为热点命题。 N型光伏技术迎来窗口期，TOPCon/HJT/xBC新技术正崛起。TOPCon电池与当前主流产线 具备较好兼容，其在电池背面采用异质结结构，钝化效果更好，理论效率极限提升至 28.2~28.7%，且通过降低硅材用量、银浆用量、设备降本，能提升其成本优势。当前，Topcon 已开始放量，预计到 2023年底，TOPCON名义产能有望超过 600GW。HJT则更类似一种全 新的光伏电池，PN结由非晶硅和晶硅薄膜形成，具备高转换效率、无光衰、可双面发电等优 势，2023 年预计落地 50GW，放量核心在降本速度（硅片薄片化、金属化、设备国产化）。 xBC作一类平台型技术，具有高效率高门槛的特点，由于其更美观，适用于户用等分布式场 景，隆基与爱旭走在最前列。 钙钛矿为下一代光伏技术，技术进步推动产业崛起。钙钛矿电池为晶硅电池后下一代光伏技 术，由钙钛矿材料实现光电转换过程，近年来受到产业界的关注。钙钛矿电池核心优势主要 体现：1）拓宽效率天花板：钙钛矿电池理论光电转换效率达到 33%，且能够与其他电池制备 叠层电池，使理论转换效率进一步提升至 44%。2）降本空间大：钙钛矿材料成本低，工艺环 节缩短，组件成本有望降低至 0.6元/W，具备足够吸引力。当前，钙钛矿电池与晶硅电池相 比仍不成熟，大面积组件效率及稳定性需要探索实践，产业崛起有赖于技术进步及产业链完 善。 当前光伏发展时点：TOPCon放量，HJT初具规模，xBC始受追捧，钙钛矿储备布局。市场 推动下，光伏通过技术变革实现降本增效，企业扩大市场份额。TOPCon 已进入放量期，弱 点主要在正面钝化能力弱，如何突破成为效率进一步提升的关键；HJT核心问题来源于成本， 设备、工艺及材料端降本仍是关键；xBC初露锋芒，高难度下仅头部玩家掌握技术；钙钛矿 潜力巨大，多龙头企业及初创公司已开始布局，产业崛起可期。 风险提示：需求不及预计，技术进步不及预期，产业链推进不及预期 [Table_Author] 产业研究中心 作者：肖洁 电话：021-38674660 邮箱：xiaojie@gtjas.com 资格证书编号：S0880513080002 作者：鲍雁辛 电话：0755-23976830 邮箱：baoyanxin@gtjas.com 资格证书编号：S0880513070005 [Table_DocReport] 往期回顾 光伏银浆产业研究展望：格局持续优化，银 电极主流地位不改——新能源产业研究系列 （十一） 2023.09.09 以“生命周期”视角 看未来十年宠物产 业投资 2023.09.07 芯片出光：硅光技术开启高速与 高集成 度传输时代 2023.08.28 机器人产业深度（四）：机器人的眼睛— —3D工业视觉 2023.08.24 钙钛矿电池产业链深度报告（五）：柔性钙钛 矿价值初显，轻质化便携性应用可期 2023.08.16 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 23 目 录 1. 光伏技术变革围绕降本增效 . 3 2. N型电池趋势已定，龙头布局提速 . 4 2.1. TOPCon：效率为王+产线兼容，PERC转型第一选择 . 5 2.2. HJT：高效率+少环节，产业化经济性潜力高 .11 2.3. IBC/HBC：高效率+高门槛，龙头企业开始量产 . 14 3. 钙钛矿电池开创下一代光伏技术，产业崛起静候花开 . 17 3.1. 高效率低成本，钙钛矿应运而生 18 3.2. 低成本优势吸睛,钙钛矿组件原料易得流程缩短 20 3.3. 稳定性是钙钛矿产业化关键考虑因素，产业化初具雏形 . 21 4. 风险提示 . 22 mNtOqNrQoRmQrMqPqNpOsN8O8Q6MsQmMnPoNjMpPyRkPnMxO7NoPtPNZoNxOuOmOoR 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 23 1. 光伏技术变革围绕降本增效 产业发展核心在降本增效，推动光伏技术不断革新。光伏产业发展的核 心驱动力是度电成本不断下行，带动投资收益率的不断提升，而降本增 效是产业发展的恒久追求。当前，商业化尺寸PERC电池效率世界纪录 已停留多年未有前进。回顾2018年至今，PERC产能快速发展主要由于： 1）单晶PERC电池效率不断提升，单多晶电池转换效率差拉大，产品溢 价高于技改带来的非硅成本上升，刺激企业加大PERC产能布局；2）关 键设备国产化降低PERC产线成本，带动投资成本快速下行。2022年底， PERC 量产效率提升到 23.2%，理论上有望提升到行业普遍认为的效率 极限24%，但效率进一步提升的技术难度和成本挑战明显增加，面临着 电阻率窗口窄、EL 良率下降、双面 PID 现象、LeTID 现象等一系列难 题。2022年，PERC电池市占率达88%，产品溢价不再，单瓦盈利逐步 下行，降本空间趋近极限。在 PERC转换效率和降本空间逼近极限的当 下，具有更高转换效率的新型电池技术迎来发展窗口期，TOPCon、HJT、 IBC/HBC 等新一代电池技术有望快速崛起。 图 1：效率的持续提升是降低成本的关键 图 2：PERC产能已基本完成替代 资料来源：NREL 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变 革来袭》 图 3：PERC效率趋近瓶颈 图 4：PERC电池非硅成本降本空间已趋极限 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变 革来袭》 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变 革来袭》 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 23 2. N型电池趋势已定，龙头布局提速 降本提效驱动晶硅电池技术迭代，N型电池投资提速，产业化进程加速。 多晶到单晶、第一代铝背场 BSF 电池到第二代 RERC 电池。在当前 RERC 电池呈现效率和成本优化疲态下，新技术道路的选择与部署对各 大电池厂商及整个光伏市场来说尤为重要。TOPCon 和异质结电池是现 阶段N型电池片扩张的主流方向。 图 5：晶硅电池技术方向 资料来源：CPIA 、国泰君安证券研究 图 6：单多晶及N型电池片产能预估（GW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 7：单多晶及N型电池片产出预估（GW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 380 474 490 494 491 491 94 690 886 978 1,079 0 500 1,000 1,500 2,000 2021 2022 2023F 2024F 2025F 2026F P-type Mono N-type Mono xBC 154 251 268 125 52 14 1 19 130 341 473 568 0 100 200 300 400 500 600 700 2021 2022 2023F 2024F 2025F 2026F P-type Mono N-type Mono xBC 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 of 23 N 型组件产品加速替代，2023SNEC 厂商重点推广产品高效组件产品 TOPCon、HJT和 xBC组件。1、高效组件产品中，绝大多数企业均有 TOPCon 产品展示，侧面印证TOPCon 将成为继PERC后的下一代主流 电池技术。2、本次展会除了原有的HJT 厂商展示HJT 组件产品外，传 统的头部企业如晶澳、天合，通威亦有HJT 产品展示。3、xBC产品主 要的展商仍然为隆基和爱旭，本次天合和正泰也展示了xBC组件的概念 产品。 图 8：2023SNEC厂商重点推广产品高效组件产品TOPCon、HJT和 xBC组件 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 2.1. TOPCon：效率为王+产线兼容，PERC转型第一选择 TOPCon为隧穿氧化层钝化接触太阳能电池，具有高极限效率。N 型衬 底，背面制备一层超薄氧化硅，再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成 了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开 路电压和短路电流，提高电池效率。其具有更高的效率极限 （28.2%~28.7%），接近晶体硅太阳能电池理论极限效率（29.43%）。目 前，隆基、晶科、天合分别以 25.19%、25.25%和 25.5%持续刷新 N 型 TOPCon电池认证效率。 图 9：TOPCon电池结构 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 of 23 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 10：双面钝化TOPCon效率达到28.7% 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 产线兼容，PERC 产能后续转型第一选择，具有与4 种不同的工业化工 艺流程。与 PERC 电池工艺的主要增加硼扩、隧穿氧化层沉积等步骤， 工艺可在PERC基础上进行改造，通过增加设备等方式进行更新，最大 程度保留和利用了现有传统P型电池设备制程。LPCVD 工艺成熟且已 实现量产，但绕镀、成膜速度慢等仍为主要问题；PECVD 制备 多晶硅 层，工艺流程短，沉积速度快，但气体爆膜会降低整体良率；PVD 目前 技术还处于研发中。 图 11：TOPCon电池工艺流程可在PERC产能上叠加 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 of 23 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 12：4种不同的TOPCon电池工艺流程 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 4：TOPCon不同技术路线对比 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 of 23 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 13：TOPCon产能不同技术路线（GW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 技术工艺复杂，良率仍有提升空间，降本空间大，目前较 PERC高 0.03- 0.05 元/W。TOPCon 工艺步骤更复杂，增加了硼扩、非晶硅沉积及镀氧 化层膜等 2~3道工序，且存在如硼扩散、去绕度清洗和钝化层的隧穿膜 镀膜等技术挑战尚待解决，目前行业TOPCon整体良率在93-97%之间， 而PERC电池良率在98%以上。在清洗、自动化技术成熟、硅片技术进 步等加持下，良率差异可得到大幅优化。 降低硅材用量（减薄硅片）、 减低银浆用量（120mg/片）、降低设备价格(1.8亿)、简化工艺、提升规模 晶科, 55 捷泰, 44 隆基, 30 一道, 24 正泰LP, 16 晶澳LP, 10 协鑫集成, 10 LP-其他, 55 润阳, 34 天合, 30 阿特斯, 29 晶澳PE, 27 通威, 25 中润, 19 正泰PE, 16 上机, 16 英发, 13 沐邦, 10 亿晶, 10 PE-其他, 70 中来, 10 日升, 6 PVD, 4% LP, 43% PE, 53% 564GW 在建+在产 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 of 23 效应等。 图 14：TOPCon电池成本构成 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 15：TOPCon电池成本高于PERC电池 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 新型电池技术快速发展，头部企业加速布局，TOPCon快速放量。当前 PERC 电池技术已至效率瓶颈，各大头部企业积极布局新型电池技术， 其中以TOPCon为代表的N型技术得到快速扩产。我们预计至2023年 底，TOPCon 名义产能将有望超600GW，其中主要产能投放期在23Q3- Q4；我们预估23年TOPCon 电池环节的产出约135GW，占比约30%。 图 16：TOPCon产能预估23年底超600GW（单位：GW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 硅片 62% 银浆 16% 折旧 4% 人工 3% 水电 6% 辅材和其他 9% 37 37 57 150 217 18 20 25 46 56 26 47 117 247 370 32% 45% 59% 56% 58% 0% 20% 40% 60% 80% 0 200 400 600 800 2022 2023Q1 2023Q2 2023Q3 2023Q4 完全一体化 不完全一体化 非一体化 非一体化占比 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 of 23 图 17：TOPCon新型电池技术预计将迎快速发展（单位：GW） 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 TOPCon技术工艺复杂，成本持续优化，良率仍有提升空间；下游接受 度积极，招标比例明显提升，溢价空间明显。TOPCon 工艺步骤增加了 硼扩、非晶硅沉积及镀氧化层膜等2~3道工序，且对新进入者存在如硼 扩散、去绕度清洗和钝化层的隧穿膜镀膜等技术挑战，预计后续在清洗、 自动化技术成熟、硅片技术进步等加持下，良率可得到大幅优化。 目前 TOPCon在设备投资端已有明显下降，整体非硅成本较 PERC约高 0.03 -0.05元/W ，后续依靠降低硅材用量、减低银浆用量、简化工艺、提升 规模效应等有望进一步降低成本。由于N型技术效率提升带来的全生命 周期发电量增加，度电成本下降，下游对N型电池接受认可度较高，招 标比例中N型电池占比明显提升。且目前主流N型TOPcon较 PERC溢 价约0.08-0.1元/w。 表 1：TOPCon产能预估23年底超600GW（单位：GW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 18：TOPCon新型电池技术预计将迎快速发展（单位：GW） 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 of 23 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 2.2. HJT：高效率+少环节，产业化经济性潜力高 HJT是具有本征非晶层的异质结电池，具有高转换效率、无光衰、双面 发电、温度特性好等性能优势。通过在P-N结之间插入本征非晶硅层进 行表面钝化来提高转化效率 。目前最高记录为隆基股份 26.81%，创造 目前全球硅基太阳能电池效率的最高纪录。2023 年预计 HJT 产能落地 约50GW，规划待建产能超300GW。 图 19：HJT电池结构 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 20：HJT电池产能规划（MW） 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 of 23 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 技术环节简洁，工艺环节少。仅有四步，分别是清洗制绒、非晶硅沉积、 TCO 镀膜和丝网印刷，其中清洗制绒和丝网印刷延续 PERC 工艺，差 异点在于非晶硅薄膜沉积和 TCO 膜的沉积。1）非晶硅薄膜沉积：借助 微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体在 基片上沉积出所期望的薄膜。目前主流方法是PECVD 法。技术难点在 于：1）低温工艺，避免非晶硅膜层结晶；2）新增设备机台与制程要求 严格；3）均匀性难以保障。2）TCO 镀膜：TCO 薄膜用于收集载流子 并向电极传输，同时减少光学反射，主要制备方法有两种：PVD（反应 等离子体沉积）和 RPD（物理化学气象沉积），二者均为物理镀膜法。 从已有设备选型来看，RPD 设备及靶材成本偏高，市场主流选择为 PVD 设备。 表 2：HJT电池工艺流程 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 表 3：HJT三大设备供应商路线 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 13 of 23 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 降本空间大：硅片薄片化、金属化降本、设备国产化 。1）硅片：目前 N 型硅片较 P 型溢价 7%，未来硅片薄片化及大尺寸将推动硅片成本 下降；2）BOM：异质结电池双面低温银浆消耗量约 20mg/w，银浆用量 大、价格贵，未来银包铜技术，且主栅浆料国产值得期待；靶材国产化、 新材料应用也有益于未来 HJT 的降本；3）设备：目前 HJT 投资成本 较高，若采用全进口设备 HJT 单 GW 设备投资额超 10 亿元，国产设 备单 GW 设备投资额已降至3.5-4亿元，未来随着设备效率提升和价格 下降也是 HJT 降本关键点之一。 图 21：HJT电池成本中硅片和BOM成本占大头 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 22：HJT电池降本路径预测（元/w） 硅片 47% BOM 33% 动力 7% 人力 2% 设备 5% 制造 6% 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 14 of 23 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 0BB+银包铜目前被视为HJT降本最有可能率先实现的技术。未来随着 银包铜售价的下降，以及 0BB配合胶膜克重的降低，0BB+银包铜方案 可助力HJT 金属化成本实现和PERC相当的水平。电镀铜因为传统银浆 丝网印刷技术存在较大差距，初始投资更高，环保方案更复杂以及工序 复杂等问题，导致目前产业化进程仍相对较慢。 表 4：HJT各环节比较 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 23：HJT电池降本路径预测（元/w） 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 2.3. IBC/HBC：高效率+高门槛，龙头企业开始量产 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 15 of 23 IBC是全背电极接触晶硅光伏电池。转换效率高，外观美观，尤其适用 于光伏建筑一体化，具有较好的商业化前景。HBC是交叉指式背接触异 质结太阳电池。结合了HJT 和IBC的优点，且无高温扩散掺杂过程。 图 24：IBC电池结构 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 25：HBC电池结构 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 效率优势显著，但技术挑战不可忽视。爱旭股份发布N型ABC系列基 于M10规格72版型单玻组件以最高效率24.27%、交付效率高至24.0%， 组件全球效率排名第一。IBC对基体材料要求较高、对前表面钝化要求 较高、制作需多次掩膜和光刻技术、gap区域需非常精准。HBC保留了 IBC和HJT 各自生产工艺的难点。 图 26：爱旭ABC组件效率位于TaiyangNews TOP Module List 榜首 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 16 of 23 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 27：IBC电池工艺流程 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 2022年 BC电池全球出货超过1GW， 主要仍由Maxeon 贡献。随着隆 基HPBC和爱旭ABC产能的落地，预估23 年xBC出货有望超15GW。 隆基：随着HPBC效率、良率逐步提高，隆基加快HPBC产能的落地。 爱旭：ABC 项目目前珠海 6.5GW 项目已全部投产, 另外积极推进义乌 基地15GW和珠海3.5GW项目建设。 图 28：BC电池产能规划（MW） 资料来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 化学抛光去损伤 BBr3管式扩散 干养生长掩膜 丝网印刷-局部BSF 开孔POCl3管式扩散制绒 双面钝化 丝网印刷-局部接触开孔 丝网印刷-金属化 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 17 of 23 组件转换效率高达24%，衰减率更低，温度系数更优。公司推出新 一代 ABC 电池组件产品，最高转换效率 24%，最高功率 720W 以 上，同等面积发电量较传统方案高9%+；产品质保15年，功率质保 30 年，首年衰减 1%，逐年衰减 0.35%，衰减率更低，30 年生命周 期内发电较传统方案高 11.6%；更优功率温度系数:-0.29%/℃低温度 系数。 提出赛能综合解决方案，布局分布式应用场景。依托子公司赛能数 字能源，针对工商业和户用提供综合解决方案，采用N型ABC电池 组件，发电量更高，BOS 成本更低（支架﹑线缆及辅材成本可节省 3分+/W，设计﹑施工交付等可节省7分+/W），配套能源管理平台、 逆变器、储能、充电桩等多项组合，打造N型ABC组件分布式应用 全场景。 图 29：ABC地面双玻组件增益明显 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 图 30：赛能工商业分布式场景解决方案 来源：国泰君安证券《降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭》 3. 钙钛矿电池开创下一代光伏技术，产业崛起静候花 开 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 18 of 23 3.1. 高效率低成本，钙钛矿应运而生 钙钛矿电池发展迅速，十年效率迭代等效晶硅近五十年。自 1954 年美 国 Bell实验室制作出了光电转化效率为 6%的单晶硅太阳能电池以来， 太阳能电池的发展如今已经经历了三代。随着 2009 年钙钛矿材料首次 被应用于太阳能电池领域，人们发现其作为直接禁带半导体十分适用于 光电转化，单结的钙钛矿电池的理论转换效率高达33%。 钙钛矿单结电池效率年均增长1.7%，叠层电池效率极限高于 46%。钙 钛矿电池发展逾十年，平均保持每年1.7%的光电转换效率增长，2022年 实验室单结转换效率达到25.8%。单结钙钛矿电池理论转换效率为33%， 远超过晶硅电池 29.4%的理论极限。而电池的最大理论效率受限于 Shockley-Queisser (SQ)极限，只有太阳能叠层电池才能够突破，得到更 高的效率。由于钙钛矿电池禁带宽度可调节，易制备，非常适用于作为 叠层电池的顶电池，从而将理论最高极限拓宽至46%以上，具备诱人前 景。 图 31：钙钛矿电池属于薄膜电池的一种 资料来源：国泰君安证券研究 图 32：钙钛矿电池为有机-无机杂化晶体结构 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 19 of 23 资料来源：朱荣志《高效稳定钙钛矿太阳能电池的制备与研究》 图 33：钙钛矿电池光电转化原理 资料来源：《Organometal halide perovskite solar cells: degradation and stability》 表 5：主流太阳能电池技术参数对比 技术参数 PERC电池 TopCon电池 HJT电池 钙钛矿 硅片类型 P型 N型 N型 / 理论效率极限 24.5% 28.7% 28.5% 33% 实验室效率 24.06% 25.8% 26.3% 25.8% 量产（组件） 效率 23%-23.5% 24.5%-25% 24.5%-25.5% 13%-15% 温度系数 -0.38%/℃ -0.35%/℃ -0.25%/℃ -0.001%/℃ 双面率 70% 85% 90% / 良率 97%-98% 94% 96% 兼容性 当前主流生产线 较好（可由现有PERC 生产线升级） 不兼容 不兼容 组件衰减 首年衰减2.5%，此后每 年衰减0.5%（存在 LID\PID\LETID衰减） 首年衰减大约1%，此后 每年衰减0.4% （LID\PID\LETID衰减为 0） 首年衰减1-2%，此后每 年衰减0.25% （LID\PID\LETID衰减为 0） 3000h湿热耐老化测试 （IEC61215标准的3 倍），组件功率衰减小于 5% 质保时间 12年产品材料与工艺质 保，25-30年线性功率输 出质保 12年产品材料与工艺质 保，30年线性功率输出 质保 12-15年产品材料与工艺 质保，30年线性功率输 出质保 领头企业可达：12年产 品材料与工艺质保，25 年线性功率输出质保 工序数量 8-12 12-14 6-8 9-12 技术优势 技术成熟，生产性价比 高 可从现有产品线升级 生产工艺少，效率高 低能耗、工艺流程短 技术难度 容易 较高 很高 很高 产业化阶段 非常成熟 已可量产 已可量产 产业化初期，未实现量 产 设备投资（亿 元/GW） 1.3-2 2-2.5 4-4.5 5（全产线） 存在问题 降本和提效空间接近瓶 颈 工序延长，良率较低 产线不可复用 大面积制备难度高 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 20 of 23 代表企业 通威股份、隆基乐叶、 晶科能源、爱旭股份、 韩华新能源 晶科能源、通威股份、 晶澳科技、隆基股份、 天合光能 华晟新能源、爱康科 技、东方日升、金刚玻 璃、通威股份 协鑫光电、纤纳光电、 极电光能、万度光能、 仁烁光能 资料来源：公司公告，国泰君安证券研究 3.2. 低成本优势吸睛,钙钛矿组件原料易得流程缩短 钙钛矿制备流程短，设备投资成本仅5亿元/GW。由于钙钛矿材料易于 获取，纯度要求仅为95%（晶硅需99.9999%以上），省略硅片复杂的提 取制备工艺，将晶硅电池从硅料-硅片-电池-组件4步工艺环节缩短至电 池片-组件两步，带动初期设备投资额显著降低。以PERC为例，晶硅电 池从硅料厂到组件厂所有设备加在一起投资额约 7.5 亿元/GW，而钙钛 矿组件厂投资额仅为5亿元/GW。 图 34：钙钛矿产业链显著缩短 资料来源：能镜公众号《协鑫纳米范斌：5年后，钙钛矿崛起》 表 6：钙钛矿初始投资成本优势显著 电池类型 工艺流程 产能初始投资（亿元/GW） 晶硅电池 硅料 3 硅片 2.5 电池片 1.9（PERC）； 2.2(TOPCon)；4 (HJT) 组件 0.6 合计 8（PERC）； 8.3 (TOPCon)；10.1 (HJT) 钙钛矿 5 资料来源：CPIA，公司公告，国泰君安证券研究 钙钛矿原材料易得，组件成本有望低至0.6元/W以下。晶硅电池成本受 硅料价格波动影响显著，且最终传导至组件下游，晶硅环节占据产业链 价格近一半。而钙钛矿电池产业链更短，无稀缺性材料，钙钛矿常用原 材料FAPbCl3原料易得，主要成本聚焦于电子/空穴传输层及玻璃封装耗 材。据协鑫光电，100MW 中试线钙钛矿组件单位成本仅为 0.94 元/W， 在 5-10GW 级别量产时，组件成本可降至 0.5-0.6 元/W，而当前晶硅组 件价格约1.34元/W，极限价格在1.1元/W左右，钙钛矿电池具备显著 成本优势。 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 21 of 23 图 35：100MW 钙钛矿组件成本中钙钛矿材料占比仅 3% 图 36：钙钛矿电池成本有望降低至0.6 元/W以下 资料来源：协鑫光电，国泰君安证券研究 资料来源：协鑫光电，公司公告，国泰君安证券研究 3.3. 稳定性是钙钛矿产业化关键考虑因素，产业化初具雏形 材料稳定性是钙钛矿电池器件稳定性的决定因素。钙钛矿电池能否真正 产业化取决于其稳定性，主要包括材料本征稳定性和组件稳定性。钙钛 矿层作为离子晶体，同晶硅电池的分子晶体不同，粒子间离子键强较弱， 且对离子大小有着严格的要求，非常小的晶格膨胀或畸变都会使材料对 称性和结构稳定性大幅降低。因此钙钛矿对热、水、氧气、光照较为敏 感。 图 37：钙钛矿电池三大因素互相掣肘，需实现共同最 优 图 38：钙钛矿电池稳定性主要取决于材料稳定性及 组件稳定性 资料来源：国泰君安证券研究 资料来源：CNKI，国泰君安证券研究 初创企业产业化初具雏形，传统晶硅企业着手叠层布局。目前，钙钛矿 电池头部企业处于百兆瓦级中试阶段，协鑫光电、纤纳光电和极电光能 走在产业化前列。从目前披露的数据看，协鑫光电钙钛矿大面积组件的 性能最优，量产线 1m×2m 组件当前光电转换效率已达 16%，预计将于 2023年实现18%的目标，届时将与晶硅PERC组件效率持平。锂电龙头 宁德时代也宣布进军钙钛矿电池领域，正在搭建中试线。以通威股份、 晶科能源为首的晶硅龙头倾向于布局钙钛矿-晶硅叠层电池，以充分利用 其在晶硅电池制造上的优势，进一步打开晶硅电池效率空间。初创企业 仁烁光能则选择钙钛矿-钙钛矿叠层路线，成本和效率双向兼顾，全钙钛 矿叠层电池稳态光电转换效率高达28.0%。 产业深度 请务必阅读正文之后的免责条款部分 22 of 23 目前，上市公司布局主要聚焦于钙钛矿-晶硅叠层，钙钛矿叠 Perc/Topcon/HJT 多路线并存，其中晶硅-HJT 更受青睐。隆基绿能商业 级绒面CZ硅片上实现了晶硅-钙钛矿叠层电池31.8%的转换效率。通威 股份钙钛矿-硅叠层实验室已于2022年内投入使用，小尺寸钙钛矿-晶硅 叠层电池实验室第三方认证效率达到27.19%。其他光伏龙头如晶科能源、 爱旭股份、华晟新能源、天合光能等纷纷入局钙钛矿-晶硅叠层，预计将 有力推动叠层电池产业化发展。初创公司叠层电池涵盖全钙钛矿叠层、 钙钛矿-晶硅叠层、钙钛矿-铜铟镓硒叠层等多领域，路线胜出取决于效 率及降本成效。 4. 风险提示 需求不及预期。2021年起，光伏产业步入快车道，全球需求高速增长带 动产业放量。如果后续受宏观经济、利率环境影响，可能使下游需求不 及预期，带来产能过剩、价格下跌风险。 技术进步不及预期。目前光伏行业发展依赖于技术端效率提升带来的成 本下降，如果技术进步不及预期，将对新技术投产应用带来不利影响。 产业链推进不及预期。光伏产业成本下降有赖于产业链端成熟起量，诸 如设备、材料等规模化放量决定了组件端最终成本。如果产业链推进不 及预期，将直接影响到产品降本能力，最终传导到厂商盈利水平。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格 分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析 逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或 影响，特此声明。 免责声明 本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的 当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。 本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及 推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应 作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信 息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修 改。 本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见 均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投 资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决 策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。 本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况 下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提 供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的 公司的董事。 市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告为作出投资决策的惟一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在 决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。 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