国产设备快速进步，HIT产业化瓶颈即将打开

近年来，异质结电池的产能扩张与投资提速引发市场热议，国内外诸多企业开始密切关注并竞相布局，以期在平价时代的光伏市场竞争中取得领先优势。相较于PERC电池，异质结电池不仅具有高效率、高可靠性、双面发电的优势，还具有相对简单的低温工艺制程、薄硅片应用、温度特性好、无LID和PID效应、更易兼容大尺寸硅片等优点。目前，主流企业异质结电池量产效率已突破24%，最高效率已达26.63%，有望成为最具竞争力的下一代超高效电池技术。

国内早期布局异质结电池的企业主要有钧石能源、汉能集团、中智电力、晋能科技等，在光伏高效技术快速更迭与平价上网的趋势下，越来越多的光伏企业加入到异质结的研发和布局中，通威股份、国家电投、晋锐能源、山煤国际、爱康科技、东方日升、腾晖光伏、比太科技等企业相继开始规划和导入，累计规划产能超40GW，预计今年将有一批标杆项目投运。此外，隆基股份、爱旭科技、晶科能源、天合光能、晶澳科技、阿特斯等也在研发上对异质结技术进行跟踪准备布局。随着各方在异质结量产和推广道路上的不断迈进，2020年有望成为国内异质结量产元年。

摘要

◾国产设备酝酿突破，产业化瓶颈打开。高昂的设备投资是制约HIT产业化的核心因素，大通量PECVD一直是难点所在。近几年国内设备商在PECVD上倾注了大量研发资源，取得了很多进展，国内1GW的设备价格已经下降到5亿左右，随着节拍提升和零部件国产化，设备价格有望继续下降到4亿，打开HIT产业化的瓶颈。

◾产业资源向HIT聚集，提效降本有望加速。中国早期主要是汉能、钧石、晋能、中智等少数几家企业在研发HIT电池，当前已经有20多家企业在布局HIT，通威、爱康、日升、普莱特、Ecosolifer、3sun、Hevel等企业建设了中试线，山煤正在推动建设GW级量产线，此外部分能源类央企和地方国企也在积极布局HIT，一旦产业化开启，资源会加速聚集，提效降本也将加速。

◾电池盈利空间打开，设备迎来崭新市场。HIT电池具有高效率、低衰减、低温度系数、高双面率等优点，电池价格较PERC有一定溢价，大规模量产后盈利能力有望超越PERC，重新打开电池环节的盈利空间。设备端HIT需要重新进行资本开支，HIT设备商将迎来存量市场和增量市场双重红利，未来五年HIT设备市场有望达到数百亿，设备环节有望出现1-2家300亿市值的大公司。

◾结论与投资建议：硅片环节推荐N型硅片龙头隆基股份，电池环节推荐积极布局HIT的通威股份、山煤国际、东方日升，设备环节推荐捷佳伟创、迈为股份、金辰股份。

◾风险提示：疫情得不到有效控制；HIT产业化进展低于预期。

1.国产设备酝酿突破，产业化瓶颈打开

1.1HIT制造工序及对应设备概览

HIT电池结构:N型硅片+正反面各 3 层膜。HIT电池以 N 型单晶硅片作衬底，正反面依次沉积本征非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜、金属氧化物导电层TCO，再通过丝网印刷制作正负电极，呈双面对称结构。

核心生产工艺仅四步，分别对应4种专用设备：

清洗制绒：去除硅片表面杂质，制作金字塔绒面，减少阳光反射。HIT制绒难度高于PERC，对应设备为清洗制绒机，与PERC的清洗制绒机不通用。

非晶硅沉积：在清洗好的硅片两侧沉积本征和掺杂非晶硅薄膜，两侧共4层膜（i、n、i、p），在一台机器内完成，对应设备是PECVD，和PERC的PECVD不通用。

TCO沉积：在非晶硅薄膜两侧再沉积金属氧化物导电层TCO，用于导出电流，对应设备为PVD或者RPD，两种设备产业里都有应用，PERC不需要沉积TCO。

制作电极：在TCO两侧印刷银浆制备电极，对应设备为丝网印刷机，和PERC通用。

1.2量变到质变，国产设备不断突破

海外设备较为成熟，但核心设备价格较高不具备量产经济性。

清洗制绒机：日本YAC、德国RENA和Singulus、韩国Exataq均有成熟的清洗制绒机在售，当前全球已经建成的HIT产线中，60%以上选用日本YAC的设备。

PECVD：在面板行业应用较多，美国应材、瑞士梅耶博格是海外核心供应商。

PVD/RPD：PVD海外核心供应商有德国的冯·阿登纳和Singulus，RPD核心专利在日本住友，台湾精耀、SNTEC有生产授权。

丝网印刷机：意大利Baccini，2016年被美国应材以3.3亿美元收购。

四大设备中，清洗制绒机约1000万元/台（250MW），丝网印刷机约1200万元/套（200MW），和国产设备价格基本一致，且性能基本相当，不构成产业化的障碍。PVD约3000万/台（250MW），国产设备在快速跟进，本身壁垒不高，也不是产业化的障碍。HIT量产最大的痛点在于PECVD，当前海外应材和梅耶博格的PECVD价格接近5亿元/GW，设备虽然成熟但价格太高，整线的设备投资达到7-8亿元/人民币。

高设备成本对HIT产业化的制约体现在两个方面：

第一，PERC设备投资已经可以控制在2亿以内，5-6亿的差价意味着5-6分/W的财务报表折旧成本差异，而光伏企业决策时普遍按照3年折旧，因此在管理会计报表上体现出来是15-18分/W的差距，性价比被大幅拉低。

第二，设备国产化和降本是大势所趋，且进展迅速，如果采购高成本进口设备建成量产线，很可能在运行1-2年后就面临低成本国产线的竞争，在成本上处于劣势。

国产设备商快速崛起，核心设备不断突破。

清洗制绒机：捷佳伟创已经形成供货能力，YAC也在推动设备中国本土制造。清洗制绒环节的化学反应过程较为复杂，但近年来国内已经基本摸索出来，设备制造本身壁垒并不高，核心的制绒添加剂也已经实现国产。

PECVD：钧石、理想有设备供应，迈为研发进展较快，样机在通威合肥基地已经运行半年，下半年大概率会形成供货能力，捷佳伟创、金辰股份、常州比太也在积极布局，下半年有望推送样机到电池厂做测试。PECVD是HIT设备最难的环节，也是价值量和盈利能力最强的环节，设备厂必须突破PECVD才能形成核心竞争力。

PVD：钧石、湖南宏大、红太阳已经形成供货能力，捷佳、比太等企业在积极研发。

RPD：捷佳获得日本住友授权，具备成熟供货能力。

丝网印刷机：迈为股份是全球龙头，设备十分成熟，捷佳、金辰也在布局。

PECVD的突破是关键。PECVD并不是新兴技术装备，平板显示领域早已得到成熟应用，并且已经迭代到第11代了。2019年中国光伏企业购买的应材PECVD主要是6代线，对应单机产能只有100MW左右，今年已经升级到8.7代（应材专门针对光伏产业的改动版），对应单机产能250-270MW，8.7代的推出意味着大通量的PECVD不管在理论上还是工艺上都是可行的，此前产业中存在PECVD能否做大的争论。

国内设备企业的技术攻关主要就是集中在PECVD上，主要解决成本问题。目前国内节拍最高的PECVD节拍是3600片/小时，对应单机产能170MW，仍需要进步。迈为、捷佳、金辰、比太都在按照5500-6000片的节拍进行研发，对应单机产能250-300MW，已经有很大进展。一旦彻底突破，PECVD的GW投资将从5亿下降到2.5亿。

PECVD突破将带动设备投资快速下降。当前清洗制绒机、PVD/RPD、丝网印刷机制造工艺都已经成熟，价格偏高主要是由于需求没有放量，一旦PECVD突破将1GW的PECVD投资额降低到2.5亿，GW级的HIT产线将会迅速放量，进而带动其他设备降本，2年内大概率可以看到4亿元/GW左右的整线设备价格，突破产业化的瓶颈。

清洗制绒机：当前1000万元/台，产业化放量之后预计到600万/台以下，当前PERC的清洗制绒机价格约200-300万/台，设备80%以上成本为材料，降本空间较大。当前1GW产线需要4台清洗制绒机，未来可能只需3台，1GW的价值量预计在1500万。

PECVD：进口设备价格接近5亿/GW，国产化后降低到2.5亿/GW，随着节拍的提升和原材料零部件的国产化，价格还有进一步下降空间。按6000片算1GW产线需要4台PECVD，未来8000片以上机型推出后有潜力下降到3台，1GW的价值量预计在2.4亿左右，如果供应链国产化能够大部分实现，有可能下降到2亿。

PVD：进口设备价格接近3000万元/台，国产约2200万/台，PVD技术壁垒低于PECVD。当前主流PVD节拍6000片，已经有企业推出8000片，未来1GW产线预计只需要3台PVD，价值量预计不超过6000万。

RPD：当前价格约2400万元/台，由于RPD正反面不能在一台机器内完成，因此单线需要配置两台RPD，1GW要10台，2.4亿元，成本较高。因此国内有头部企业在开发大通量的RPD和正面RPD+背面PVD的一体机，兼顾效率和成本。

印刷机固化炉等：按最先进四道印刷技术，印刷机双轨4头，当前价格约2000万元/套，1GW需要5套，对应价值量1亿元。丝网印刷机也在往大通量去做，需要银浆的可印刷性配套提升，未来1GW的配置有望下降到4套，价值量不超过8000万。

2.资源向HIT聚集，提效降本有望加速

2.1研发投入加大，效率提升有望加快

光伏电池量产效率提升空间依旧较大。当前全球光伏电池研发最高效率已经达到47%，但量产的PERC电池平均效率只有22.6%，量产效率和研发效率之间有巨大的差距，随着技术进步和成本下降，量产效率继续提升是大趋势。就单结晶硅电池来看，效率极限预计在27%左右，技术类型为HBC（HIT+IBC），如果升级到双结电池，效率极限预计在35%，技术类型大概率是Tandem（HIT+钙钛矿）。无论是单结还是双结，冲击效率极限都需要先做好HIT电池。

研发资源的导入对效率提升至关重要。当前占据绝对主流地位的PERC电池在1989年就已经诞生，发明人为澳大利亚著名光伏技术专家马丁·格林，但是PERC真正开始规模化量产是在2015年，当时金刚线革命带动单晶硅片成本大幅下降，单晶路线在性价比上开始超越多晶路线，PERC强化了这一优势。当时PERC电池效率仅20%出头，通过5年的探索，今年量产效率已经接近23%，平均每年提升0.6%。PERC电池的规模也从0增长到2019年底的123GW，到今年底预计将达到190GW，彻底完成对多晶的替代。

在效率提升的过程中，研发资源的导入至关重要，和PERC形成鲜明对比的是，由于多晶路线盈利较差，多晶路线上的研发资源越来越少，这导致多晶电池的效率提升陷入停滞，当前常规多晶电池的效率仅19%出头，落后PERC电池3PCT以上。当前HIT尚未大规模量产，研发资源远不如PERC，随着规模增加，研发资源的导入有望加速HIT电池效率的提升，效率潜力在25.5%-26.0%。

HIT研发效率已经站上25%，量产效率站上24%。当前全球HIT电池的研发效率世界纪录是汉能去年创造的25.11%。叠加IBC之后，当前全球研发效率世界纪录是日本Kaneka创造的26.6%，叠加钙钛矿做双结电池之后，当前全球研发效率最高的是英国牛津光伏的28%。量产方面，海内外主流厂商在24.0%-24.5%，工艺较为成熟，未来有望每年提升0.5%以上，潜力极限预计在26%。

提效手段包括：

▷银浆、靶材等耗材品质的提升

▷制绒的改善

▷非晶硅薄膜的优化

▷窗口层的优化，碳硅氧合晶技术的成熟

2.2 HIT队伍壮大，配套产业链降本即将启动

布局HIT的企业越来越多，产业化酝酿开启。当前全球最大HIT量产线规模仅600MW，近两年新建产线以100-200MW的中试线为主。相较于去年，布局HIT的企业越来越多，已经超过20家，宣布了GW扩产规划的企业包括山煤国际、钧石能源、东方日升、爱康科技、中利腾辉、比太科技等，国产大通量低成本PECVD的突破将成为HIT产业化的发令枪。

山煤HIT项目有望落地，GW级产线有望出现。2019年山煤国际公告拟建设10GW的HIT电池生产线，受疫情和集团合并影响，进度晚于预期，当前山西煤炭进出口集团（山煤国际控股股东）和山西焦煤集团合并已经完成，山煤HIT项目作为山西能源革命重点工程有望加快推进，GW级别的设备招标有望出现，对推动设备国产化和降本有重要牵引作用，银浆、靶材等配套耗材的产业化降本也有望启动。

2.3 HIT降本展望

降本思路：单瓦成本=单片成本/单片功率，一方面做低单片成本，另一方面做高效率；

做低单片成本：

▷设备降本：同时降低折旧成本和财务成本，一举双得；

▷材料降本：硅片薄片化，清洗制绒试剂、靶材、银浆降本；

▷提高良率：HIT自动化难度较大，尤其是节拍做高和硅片做薄之后，良率需要尽可能控制在98%以上；

做高单片功率：24%——26%.

▷钝化膜和窗口层优化；

▷靶材和银浆提质；

未来3年降本展望：

硅片成本：N型硅片的硅料价格和加工成本都比N型略高，同等厚度下N型硅片价格比P型高约7.2%，薄片化之后（150微米左右）N型和P型硅片价格基本打平，考虑到HIT约1个点的效率优势后，HIT的硅料成本比PERC低约2分/瓦。HIT是低温工艺，理论上硅片可以薄到100微米左右，但硅片、电池、组件制造工艺上有难度，预计两年内N型硅片厚度在140-150微米，随着制造工艺的进步，或许会往120微米去走。

银浆成本：主要跟银浆单耗和银浆价格有关。HIT所用银浆为低温银浆，当前价格比PERC高温银浆贵约20%，主要是量小，未来放量之后，低温银浆和高温银浆的价差预计可以控制在数百元以内。单耗方面，如果使用MBB印刷，210毫克/片，如果使用SWCT智能串焊技术，可以控制在100毫克以内。预计SWCT会成为主流技术。按当前银浆价格计算，HIT的银浆成本0.18元/瓦，如果使用SWCT，银浆成本可以做到0.07-0.08元/瓦。

靶材成本：靶材在平板显示行业应用已经十分成熟，HIT的靶材和平板靶材类似，当前价格约3000元/千克，消耗量约120毫克/片，沉积到腔体中的靶材可以回收，考虑回收之后靶材价格在2200元/千克。靶材成本可以控制在5分/瓦以内，潜力在3分/瓦。

降本路径清晰，成本差逐渐缩小。按GW级产线和当前耗材价格计算，HIT电池的不含税完全成本达到0.84元/瓦，当前PERC（非硅按0.23计算）完全成本0.67元/瓦，HIT比PERC高0.17元/瓦，随着设备降本和产业链配套的成熟，成本差预计每年缩小4-5分/瓦，5年内缩小到4分/瓦，考虑到效率溢价、低温度系数溢价、低衰减溢价，HIT的性价比超过PERC有比较大的可行性。

3.电池盈利空间打开，设备迎来崭新市场

3.1电池盈利空间打开

HIT电池具备高效率、低温度系数、低衰减、高双面率等优势，单瓦发电量较传统PERC电池高10%-15%，因此具备更高的售价，较PERC电池溢价0.3-0.4元/W。

▷高效率：节省BOM和BOS成本，1%的效率差对应至少6分/W的溢价。

▷低衰减：发电量多5%，理论溢价0.1元/W+。

▷低温度系数：发电量多5%，理论溢价0.1元/W+。

▷高双面率：等效功率多10W，双面定价有待规范。

HIT溢价存在差异。不同应用场景下，HIT电池的溢价差异很大，整体来看，BOS成本越高、温度越高、电价越高、发电小时越高的地区，HIT的溢价越高，尤其对于欧美日等高BOS成本市场，中东印度巴西等热带高光照小时市场，HIT的优势非常显著。

电池盈利空间打开。此次电池跌价之前，PERC电池报价0.95元/W，对应HIT电池报价1.5元/瓦，当前PERC电池报价已经下跌到0.80元/W，跌幅相同的话HIT电池报价1.35元/W，溢价0.55元/W。当前HIT电池尚未放量，主要应用在高端市场，因此溢价较高，考虑HIT放量之后，溢价大概率会压缩到0.3-0.4元/W，对应电池价格在1.1-1.2元/瓦。相比0.8元/W的完全成本，电池的利润空间扩大到0.2元/W左右。

3.2设备迎来崭新市场

HIT扩产节奏估算。参考PERC，2015年2GW，2016年13GW，2017年36GW，2018年58GW，2019年123GW，2020年预计到年底190GW。预计2020-2025年HIT新增产能分别为2/6/20/60/80/100GW，累计产能分别为4/10/30/90/170/270GW。

2020年：山煤项目大概率落地，年底形成GW级产能，此外数条中试线投产。

2021年：山煤项目验证国产设备可行性和HIT的性价比，一旦确认，山煤继续扩张，其他电池厂或者产业外资本开始按照1GW产线上产能，预计6GW左右。

2022年：产业链降本快速推进，设备降到4亿左右，数GW级别的单体工厂出现。

2025年：光伏的年度需求有望增长到250-300GW级别，HIT成为主流。

设备厂迎来产能更新盛宴。由于PERC无法升级到HIT，电池厂将开启新一轮的资本开支周期，设备价格预计从5亿先降到4亿，未来有潜力降到3.5亿，对应2020-2025年设备产值10/30/90/240/304/350亿元。按照20%的光伏设备正常销售净利率计算，对应净利空间分别为1.8、5.3、15.9、42.5、53.8、61.9亿元，假设HIT装备龙头企业拿下50%的市场份额，第二大企业拿下30%市场份额，高峰期的净利在有望在20亿以上，龙头市值空间可以看到300亿，老二可以看到200亿。迈为股份和捷佳伟创综合实力最强，有望成为设备双雄。金辰股份引入梅耶博格技术人员，并联合海外技术专家进行联合研发，也有望分享设备市场。

光伏设备是个具备长期成长性的优质赛道。根据BP世界能源统计数据，2018年全球光伏渗透率仅2.2%，如果全部使用光伏发电，需要22216GW光伏装机，是2018年底光伏装机的45倍。过去10年全球电力增速均值3%，如果增量市场都给光伏，光伏每年的新增市场还有600GW以上。当前光伏组件价格已经下降到1.55元/瓦，未来在新技术的推动下还将继续下降，光伏在全球大多数地区都已经成为最具竞争力的发电方式，当前年度新增装机仅100-120GW，未来有望增长到200-300GW，未来随着储能技术的进步，还有更大的上升空间。对应电池产能也会继续扩张，因此光伏设备是个具有长期成长性的优质赛道，这个赛道上大概率会孕育出1-2家顶尖企业。

4.结论与投资建议

HIT有望成为未来主流技术路线。从技术路线来看，未来3年内，PERC、TOPCon、HIT大概率会共存，TOPCon延续存量PERC产能的生命，HIT开辟新的利润点，没有包袱的新进入者会直接扩HIT。3年后HIT大概率胜出，逐步淘汰其他。5年后，HIT+钙钛矿做Tandem叠层电池，目前钙钛矿主要是材料的问题，学术界和产业界攻关较多，解决的可能性较大，一旦解决HIT的高电压叠加钙钛矿带来的高电流将推动电池效率站上28%，最终潜力在35%左右。

技术进步将推动光伏产业装机进一步增长，产业链整体受益，建议积极布局。

硅片环节：推荐N型硅片龙头隆基股份，公司竞争力强大且清晰，HIT也在布局。

电池环节：推荐通威股份，公司在HIT研发上走在行业前列；推荐山煤国际，公司凭借焦煤集团强大资源支撑大手笔转型HIT；推荐东方日升，公司积极布局HIT。

设备环节：推荐捷佳伟创、迈为股份（机械联合）、金辰股份，未上市公司建议关注常州比太科技。

银浆环节：建议关注苏州晶银和常州聚合。

如何通过异质结电池产业链的协同创新，并辅以智能制造生产链实现制造端效率与良率提升以及成本下降，一直是光伏行业关注的焦点。鉴于此，由上海市太阳能学会、光伏领跑者创新论坛主办的 “第五届异质结电池量产技术与智能制造论坛”将于6月18-19日在苏州召开。（点击下图了解详情）

来源：电新产业研究

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