光伏设备行业专题报告:电池技术革新带动设备需求

宁前羽 来源:渤海证券 编辑:admin 光伏设备电池技术
1.光伏发展的必要性1.1 节能减排已成全球共识,我国能源结构调整成果初显全球逐步达成节能减排共识。为应对全球气候变暖以及传统发电手段带来的资源损耗,全球各个国家逐步将发电手段转向可再生能源发电,其中风能、太阳能以其受地域限制较小的优点已经成为各国发展重点。我国非化石能源装机规模首次超过煤电装机规模。根据国家
降本增效要求硅片薄片化发展。与大硅片方向发展相同,硅片的薄片化有利于降低硅耗和硅片成本。2022年多晶硅片平均厚度为175μm,由于多晶硅片需求的减少,未来其平均厚度预计将维持在170μm 水平。2022年P型单晶硅片平均厚度在155μm,用于异质结电池的n型硅片平均厚度为130μm,用于 TOPCon的n型硅片平均厚度为140μm,预计未来单晶硅片厚度仍将保持下降。出片量方面,随着金刚线直径的降低以及硅片厚度的下降,每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量也将随之增加。

国内金刚线切片机市场份额主要被上机数控、连城数控、高测股份三家企业占 据。2015 年以后,国内光伏切片机厂商迅速崛起。在 2018 年行业国际巨头瑞士 梅耶博格起诉上机切片机设备专利侵权败诉后,国外切片设备厂商已基本退出中 国切片机市场。 我们认为,金刚线切片机未来增长主要受益于硅片扩产带动的新增设备需求以及 落后产能的更新需求两方面。 1) 新增需求:2022 年全国硅片产量 357GW,同比增长 57.5%。随着疫情影响的 褪去,硅片头部企业将加速扩张,2023 年硅片产量有望继续保持高增速,我 们按照协会预计的 2023 年全国硅片产量 535.5GW,每台切片机的年产能为 65MW,每台切片机均价 180 万元、切片新增需求全部对应切片机新增需求进 行测算,2023 年金刚线切片机将对应新增切片产能 49.43 亿元的市场空间。 2) 更新需求:考虑到硅片薄片化和大硅片化发展要求,按照 2022 年全国硅片产 量 357GW 中 20%更换为大尺寸硅片产能,2023 年全球金刚线切片机更新需求 有望超过 19.77 亿元。

2.3.2 电池片环节:关注高效电池片路线发展

按照电池片技术的不同发展阶段,我们可以将电池片技术分为 BSF(铝背场电池)、 PERC(发射极钝化和背面接触)、MWT(金属穿孔卷绕)、TOPCon(隧穿氧化层钝化 接触)、异质结和 IBC(交指式背接触)六大类。

目前 PERC 电池占据约九成,n 型电池占比有所提升。目前 p 型单晶 PERC 电池平 均转换效率为 23.2%,先进企业转换效率可达到 23.3%,已接近理论极限的 24.5%。 2022 年 TOPCon、异质结电池电池平均转换效率分别为 24.5%和 24.6%,但出于成 本及产能释放考量,2022 年新投产的量产产线仍以 PERC 为主,占比约 88%,2022 年 n 型电池占比提升至 9.1%,其中 TOPCon 占比达到 8.3%。未来随着先进技术路 线单位产能设备投资额的进一步下降,n 型电池占比有望快速提升。

PERC 可通过 BSF 增加 2 道工艺实现。BSF 电池技术由于其背面的金属铝膜层中的 复合速度无法降至 200cm/s 以下,导致会产生较多光电损失,在光电转换效率方 面具有先天的局限性;而 PERC 电池技术通过在电池背面添加钝化层,可以较大程 度减少光电损失,从而提升光电转换效率。
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