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2020年PERC 、HIT竞争格局及对光伏行业影响分析

全球光伏 2022-05-20





HIT对产业的影响


硅料:品质要求更高,单瓦硅耗下降

品质要求更高,或刺激硅料产能进一步集中。2019年单晶PERC成为绝对主流,多晶电池加速退出,导致低品质硅料厂商难以维持,陆续退出市场,硅料市场向五大龙头(通威、大全、新特、协鑫、东方希望)集中,五大龙头最终胜出的核心竞争力在于单晶料占比和成本控制能力。HIT开始产业化之后,N型料占比较高的企业将更有优势。




HIT允许硅片变薄,单片耗硅量下降。HIT是低温工艺,因此可以使用更薄的硅片(高温下硅片太薄容易翘曲),目前主流PERC电池硅片厚度180微米,主流HIT硅片厚度150微米,头部企业可以兼容120微米硅片,理论上可以减薄到100微米。硅片减薄之后,出片率会增加,单片耗硅量下降。目前180微米厚的硅片耗硅15克,如果减薄到120微米,单片耗硅10.9克,硅耗下降27%。硅片减薄在电池环节实现难度较低,但硅片环节目前只能切到120微米,再薄不具备经济性,组件环节工艺较粗糙,需要更加精细化以匹配超薄硅片。


HIT效率提升,单瓦耗硅量下降。目前主流PERC电池厂电池效率在22.5%左右,对应单瓦硅耗2.72克(含切割损失),主流HIT电池厂电池效率在24%左右,按照目前使用的150微米厚度硅片计算,单瓦耗硅2.25克,下降17%。将来减薄到120微米,则单瓦硅料下降到1.95克,较当前PERC减少28%。



硅片:P型转N型,HIT或加速大硅片推广

硅片进入N型时代。N型硅片少子是空穴,寿命比P型高两个数量级,且对金属杂质不敏感,衰减低,因此更适合用来制作HIT电池。目前国内N型硅片供应商主要是隆基、中环、晶科,其工艺已经成熟,硅片环节的切换难度相对较低。



硅片尺寸分歧较大,大硅片主要是新产线在兼容。传统电池产线使用M2硅片,明年主流预计是同尺寸但不带倒角的G1。隆基主推的M6需要对现有产线进行改造,改造费用约2500万元/GW,目前PERC电池厂盈利较弱,改造的积极性较低,因此主要是新建产线在配套M6。中环主推的M12则完全无法通过现有产线升级,只有新建产线才能兼容M12,但M12由于产业链各个环节改动较多,产业链配套尚未成熟,因此产业里观望较多,仅头部企业新建产能兼容了M12。从半导体产业发展经验来看,硅片尺寸做大有利于降低成本。



HIT是板式工艺,更容易兼容大硅片。HIT生产工艺仅4步,清洗制绒机和丝网印刷机尺寸调节较为容易。PECVD和PVD都是板式设备,其加工能力取决于载板面积,比如梅耶博格的PECVD载板一次可以放置56片(7*8)硅片,美国应材的6代PECVD一次可以放置99片(9*11)硅片,硅片尺寸变大之后,可以通过做大载板面积或者减少硅片放置数量来解决,因此HIT工艺比较容易兼容大硅片。PERC电池有部分管式生产设备,硅片尺寸超过炉管直径后只能更换设备。


PERC产线无法改造为HIT,新建HIT产线必然会考虑兼容大硅片。其实不管是新建PERC还是HIT抑或TOPCon产线,电池厂都会考虑对大硅片的兼容。但当前PERC技术完全扩散,壁垒较低,格局较散,盈利较弱,靠PERC推广大硅片大概率会比较缓慢。如果HIT技术成熟,新建HIT产线必然会直接过渡到大硅片,这会加快大硅片的推广。从目前产业调研情况来看,HIT设备厂普遍已经兼容M6硅片,或者直接就是按照M6硅片在设计,个别设备厂已经在往M12升级。


结论与投资建议

HIT很可能是下一代光伏电池主流技术,当下HIT正处于从路线之争中走出来,得到光伏产业和产业外资本认可的阶段,而且这种认可正逐渐传导到资本市场,一旦技术方向确认,这是一个从0到1的市场,会在各个环节带来具有爆发力的投资机会。


硅料环节:推荐或关注N型料占比较高的通威、大全(美股)。


硅片环节:推荐N型硅片龙头隆基股份。


电池环节:推荐大手笔布局的山煤国际(煤炭联合)、通威股份、东方日升。


耗材环节:关注苏州固锝(子公司苏州晶银生产低温银浆)、常州聚和(拟上市)。


设备环节:推荐捷佳伟创(机械联合)、迈为股份(机械联合)、金辰股份。


产业认可正迅速传导到资本市场。2018年底,国内布局HIT的企业仅6家(汉能、晋能、钧石、中智、通威、上澎),当前已经达到20家,尤其是头部几个大厂转向HIT更加验证了HIT的可行性。近期HIT产业人才流动频繁,各家企业都在圈人,设备商询单也明显增多,HIT得到了产业认可,这种认可近期在迅速向资本市场传导,相关标的都已经启动。


2020年催化剂不断。HIT没有停留在概念阶段,而是已经开启了产业化,随着产业化的推进,2020年会有大量的进展,催化HIT行情。


中试线效果不断提升。通威、爱康、日升、晋能、普兰特等中试线陆续会有结果;


产业内外不断有企业宣布布局HIT。产业内外不少企业在积极筹备HIT项目,目前正在人员募集和设备选型阶段,HIT项目不断落地会进一步催化HIT行情;


设备厂取得突破。目前迈为已经交付样机,钧石、捷佳、金辰明年预计都有样机交付,样机得到验证将完成设备国产化,设备价格将迅速下降,刺激HIT产能爆发。


山煤等GW级产线得到初步验证。HIT目前还没有GW级的大线,山煤公告了10GW的项目,明年预计会有数个GW投放,效率、良率、成本、稼动率等参数会得到初步验证,一旦效率能做到24%+,良率能做到96%+,完全成本能控制在0.9元/瓦以下,HIT产业化会加速推进。


HIT为电池厂恢复融资能力,明年或有不少融资项目募投HIT。近期爱康科技宣布定增融资16亿,其中9.5亿投资1GW的HIT产线,明年很可能会有企业跟进。爱康12亿元再建1GW 异质结电池及组件项目



风险提示

1)成本降低不及预期:目前异质结电池的生产成本仍相对较高,未来有望通过硅片薄片化、浆料用量减少、设备国产化等降低成本,如果成本降低不及预期,将对异质结电池产业化带来一定影响。


2)量产效率提升不及预期:目前异质结电池的量产效率在23.5%以上,效率优势是异质结电池的最大优势。未来如果异质结效率提升不及预期,将会减弱其与其他技术路线的竞争优势。






PERC电池:资本入局,格局重塑


PERC电池工艺高度集成在设备中,技术扩散导致产能大幅扩张。2019年PERC技术完全扩散,单晶PERC产能从年初的57GW增加到年底的116GW,增加1倍以上。无序扩张导致产能过剩,2019年Q3电池价格大跌,中小电池厂扩张停滞,但大厂扩张步伐在Q4重新启动,按照各家扩产计划,2020年底单晶PERC产能将达到166GW,超过需求量,因此即使没有新技术引入,2020年落后PERC也将退出。



技术变革带来格局重塑

传统PERC大厂:资金允许的前提下不断迭代,多晶>常规单晶>单晶PERC>HIT;


传统PERC小厂:PERC产线盈利甚微,如果没有资金投入HIT,可能逐渐边缘化;


传统多晶电池厂:多晶退出,如果资金允许,在PERC上追赶不如直接上HIT;


产业外资本:山煤等产业外资本依托主业充沛现金流强势入局,规模和节奏可能超预期;


PERC和HIT工艺差别较大,PERC技术优势较难迁移到HIT。HIT电池制造工序和PERC差别较大,尤其是核心的非晶硅镀膜和TCO沉积,工艺已经是半导体级,目前国内从事HIT的技术人员很多都是从半导体行业转行而来,HIT电池的Know-How和PERC电池差别较大,因此PERC时代技术领先的厂商其优势难以迁移到HIT。对于准备布局HIT的企业,需要尽早募集和培养高级技术人员。


PERC近年扩产统计

业界基本在2017 年达成共识,PERC工艺是光伏电池未来几年发展的主流技术,传统主流大厂 从2017年就开始大规模布局PERC技术,购置设备,提升产能。与此同时, 行业内前期投入的部分PERC化产线也可以通过优化升级继续提升产能,各大 主流电池商布局PERC产线意愿积极。另外,2018年“531”事件使得光伏产业 链快速进入产能出清的周期,高效及低成本PERC电池片竞争性进一步凸显。 


PERC大规模扩产潮集中于18到20年,三年复合增长率超100%。2019年行业内高效电池片需求跃升,行业三年内出现了高效PERC电池扩产潮,未来随着各厂家产能建设完成及逐渐释放,PERC电池市占比迅速增长,2019年超越BSF成为市场占有率最高的技术路线,PERC电池产能3年复合增长高达到108.7%。



PERC化浪潮蛋糕更大,此轮受益设备商体量均有明显升级。PERC电池从15-17年年开始逐步渗透,18-20年行业迎来爆发,其中不乏优秀的PERC电池设备供应商。与金刚线不同,PERC化进程中因单GW设备投资较重,同时技术壁垒更高,所以诞生出了多个在PERC电池细分设备环节的龙头供应商, 其中包括捷佳伟创、迈为股份、罗博特科、帝尔激光等,且此轮技术迭代相较于上轮金刚线国产化时代,设备行业可获利润的量级进一步拔高。

来源: 电新产业研究、国信证券;光伏测试网整理

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