2025年度光伏与锂电设备行业投资策略:周期底部确立,关注新技术突破机会

  • 来源:国联证券
  • 发布时间:2025/01/09
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光伏&锂电设备行业2025年度投资策略:周期底部确立,关注新技术突破机会。2024Q3锂电国内重启扩产,海外产能加速落地,由于本轮扩产呈现头部集中趋势,我们看好龙头设备商订单率先修复,此外建议关注锂电新技术如复合铜箔、4680大圆柱、固态电池等带来的新设备需求。光伏设备方面,供给侧改革有望加速行业出清,2025年供需有望底部反转,建议关注新技术带来的突破机会,如电池端的BC+HJT技术,组件端的叠栅+0BB降银增效技术,硅片端的低氧单晶炉+钨丝金刚线技术。锂电设备:国内重启扩产,设备迎新机遇(1)国内扩产底部反转:2023-2024H1国内锂电主链产能过剩,电池厂短期内扩产意愿较低;但...

1. 锂电设备:国内重启扩产,设备迎新机遇

1.1国内需求恢复向好,海外扩产加速落地

国内头部企业重启扩产,行业出清接近尾声。2023 年以来国内锂电主链产能过 剩,锂电池价格走低后企业开工率不足,基本无意愿扩产。自 2024Q3 以来,宁德时 代、比亚迪为首的龙头企业扩产积极,据盖世汽车统计,2024 年三季度电池企业在 国内外新投建项目共计 25 个,总投资金额超 991 亿元,规划动力电池产能超 281GWh。 (1)宁德时代:公司扩产最为积极,7 月宁德时代+长安汽车+深蓝汽车的合资 公司“时代长安”与川渝高竹新区正式签约,计划投资 50 亿元新建 25GWh 动力电池 生产基地。9 月宁德新能源湖西四期“聚合物锂电池生产线”扩建项目签约,计划投 资 15.2 亿元新建 9 条新生产线,年新增产能 977MWh。 (2)比亚迪:今年 7 月“深汕比亚迪汽车工业园”三期项目签约,计划投资 65 亿元建设电池 pack 线及新能源汽车核心零部件工厂。 (3)其他厂商:赣锋锂业与中创新航在 2024Q3 也有新项目签约。

锂电出海新增赛道,本土厂商纷纷海外扩产。为推动制造业回流,近两年欧美针 对锂电产业链出台了多项本土化限制法规,相继刺激海外本土化生产;欧美本土化政 策也迫使国内锂电龙头在海外建厂。 (1)海外本土化扩产:2024 年法国 ACC 获得 44 亿欧元融资,计划建设三座电 池工厂,2030 年产能达到 120GWh;2024 年 5 月瑞典 Northvolt 宣布投资 49 亿美元 在德国建立一座新电池厂,计划 2026 年投产,年产能可配套 100 万辆车。 (2)国内锂电产能出海:根据高工锂电,截至 2024 年 10 月,宁德时代、亿纬 锂能等 15 家企业在美国、欧洲、中东、东南亚等地投产、拟建、在建的产能达 638GWh。 12 月宁德时代宣布与 Stellantis 合作,在西班牙布局锂电生产基地,预计总投资规 模 40.38 亿欧元,年产动力电池 50GWh。 2026-2027 或将迎来锂电设备更新替换高峰。2020-2021 年为上一轮国内锂电扩 产高峰期,锂电设备寿命一般为 5-10 年,但是由于锂电池新技术层出不穷,带动锂 电设备技术不断更新,叠加车企客户对于动力电池产品一致性、安全性要求,传统液 态电池设备更新周期通常为 5 年左右,因此我们预计 2026-2027 年将迎来国内锂电 设备更新替换小高峰。 我们认为国内锂电扩产底部确立+海外扩产助推+设备更新周期将至,有望带动 新一轮设备资本开支;需要关注的新技术包括复合铜箔、4680 大圆柱、固态电池等。

1.2复合铜箔车试启动,有望迎来产业化量产

复合铜箔显著降低铜材用量。铜箔是锂电池负极材料集流体的主要材料,其作用 是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以便输出较大电流。从成本上来看,铜箔占 锂电池的总成本约 8%,仅次于正极、负极和隔膜;铜金属成本在传统电解铜箔中占 比高达 83%,而复合铜箔中的铜金属成本仅占约 44%,显著降低了铜材用量。

复合铜箔类似“三明治”的结构,是一种全新工艺,逐步开始产业化。复合铜箔 以 PET、PP 等高分子材料为基材,通过真空蒸镀或磁控溅射在上下两面沉淀金属铜, 制成类似“三明治”的结构,其相较传统 6μm 锂电铜箔的用铜量减少 1/3,减重幅 度超 50%。此外,复合铜箔利用了高分子基材材料 PET 或 PP 来节约金属铜,能够提 升电池能量密度、增加电池安全性、降低生产成本,目前渗透率正在逐步提升。

复合铜箔制备方案包括一步法、两步法、三步法,短期看好两步法,长期看好一 步法。一步法分为干法和湿法(干法为主流),其中干法为“磁控溅射”或“真空蒸 镀”,一次性出箔的均匀性好,但生产效率较低,且设备成本高昂;两步法为“真空 磁控溅射+水电镀”,效率提高、成本适中,但均匀性降低;三步法即“真空磁控溅射 +真空蒸镀+水电镀”,生产效率最高,但真空蒸镀存在基底穿孔问题。一步法的设备 商主要是洪田股份;两步法前道磁控溅射设备厂商主要包括腾胜科技、汇成真空等,后道水电镀设备厂商为东威科技。 以复合集流体替代传统的铜箔和铝箔,锂电池在前段工序将多出一道采用超声 波高速滚焊技术的极耳转印焊工序;骄成超声的超声波焊接设备可以解决复合集流 体和箔材之间焊接难度大、焊接效率低下的痛点问题。

复合铜箔车试启动,2025 年有望进入量产节点。2024 年铜价连续大涨,从 1 月 份的约 8340 美元/吨涨到 5 月份约 10140 美元/吨,涨幅超过 20%,6-11 月铜价平均 价格约 9300 美元/吨(11 月价格约 9076 美元/吨)。在此背景下,复合铜箔与传统铜 箔价差缩小,产业化进程逐步提速。9 月开始,头部电池厂测试复合铜箔进度加快, 进入车试环节;部分车企计划 25Q1 完成路试,25Q2 开始使用复合铜箔量产上车。

1.3特斯拉 4680 量产突破,焊接设备需求增加

4680 大圆柱具有高容量、高倍率、低成本优势。2020 年特斯拉推出一种新型的 锂离子电池——4680 圆柱电池,其中“46”表示电池直径为 46 ㎜,而“80”则表示 电池高度为 80 ㎜。4680 相比特斯拉原先使用的 2170(在 2017 年推出)直径增大两 倍以上,容量提升了 5 倍,续航提升 16%,功率提升 6 倍,是一款高能量密度且降低 成本的电池。以特斯拉 Model 3 为例,采用 2170 电芯需要 4400 个,换算成 4680 后, 预计需要 950 个,能减少电池单元使用数量,实现整车轻量化。 特斯拉 4680 量产再获突破,2025 年或将是量产元年。目前 4680 圆柱电池行业 已经初具规模,全球已有超过 50 家企业布局大圆柱电池产品并进行了产能规划,其 中达 GWh 级别产能规划的企业超 15 家,特斯拉和亿纬锂能的规划产能分别达到 210GWh 和 130GWh,宁德时代和 LG 规划产能也具备 10GWh 量级。特斯拉是最先提出 4680 大圆柱的企业,此后也数次引领技术发展。2024Q2 特斯拉官宣了双干法 4680 大 圆柱量产,并将率先应用在 Cybertruck 车型上;9 月中旬特斯拉宣布第 1 亿颗 4680 电池正式下线,距离 6 月官宣的 5000 万颗下线仅过去 3 个多月,产量实现翻番。特 斯拉的 4680 除了自制,主要供应商为韩国 LG;LG 在韩国 Ochang 工厂的 4680 电池 生产线已经准备就绪,计划于 2024Q3 或 Q4 开始大规模生产。随着各企业工艺改进& 产线跑通,4680 大圆柱的良率有望提升,成本下降,2025 年或将是量产元年。

相比于以前的圆柱电池,4680 电池最大的结构创新为全极耳,需要新型焊接设 备。传统电池只有两个极耳,分别连接正极铝箔与负极铜箔,而 4680 电池把整个集 流体都变成极耳。焊接也从传统的点焊(两个极耳)到面焊(4680 电池全极耳),工 序和焊接量都变多,激光强度和焦距不容易控制,容易焊穿烧到电芯内部或者没有焊 牢,导致电池良率较低。联赢激光推出了高速转塔焊接台,搭载自主研发的飞行焊接 技术+环形光斑激光器,解决焊接及自动化难题。 除了焊接工艺,4680 对切割和卷绕等工艺的要求也进一步提高。目前先导智能 具备整线设备供应能力,4680 技术储备丰富;杭可科技是后道化成分容环节的龙头, 绑定 LG 等日韩大厂;海目星是高速激光制片机龙头,已进入特斯拉供应链;赢合科 技推出卷绕机等样品,与 LG 等大厂进行合作。

1.4固态电池远期空间大,新增核心设备需求

全固态电池不含液态,能量密度高,安全性强,是目前锂电行业重要发展方向。 全固态锂电池,是一种使用固体电极材料和固体电解质材料,不含有任何液体的锂电 池。相较于传统液态电池,全固态电池具有以下优势:(1)能量密度上限高,最大程 度解决电车超长续航问题;(2)电化学反应速度更快,在高电流快充时能保持低温运 行且不影响电池寿命,充电速度更快;(3)使用固态电解质没有液体泄露风险,且材 料本身更稳定,因此安全性更高且使用寿命更长。全固态电池在新能源车领域具有极 大应用潜力。

国内固态电池产业化进程加速。初创公司以卫蓝新能源、清陶能源、恩能动力为 代表,传统锂电巨头以宁德时代、赣锋锂业、孚能科技为代表均加快固态电池研发进 度。其中孚能科技、卫蓝新能源、赣锋锂业半固态电池产品已实现装车发布,众多厂 商半固态电池产品具备量产能力;亿纬锂能、恩力动力在全固态电池进度领先。 国外整体布局领先,力争 2030 年实现全固态电池商业化。国外抢先押注全固态 电池技术,部分企业已交付 A 样。日本选择了硫化物路线,研发布局最早,技术和专 利全球领先,力争 2030 年实现全固态电池商业化;韩国选择氧化物和硫化物路线并 行,目标 2025-2028 年开发出能量密度为 400Wh/kg 的商用技术,并于 2030 年完成 装车;美国全路线布局,目标在 2030 年能量密度达到 500Wh/kg。

半固态电池依旧保留液态溶剂,因此设备工艺与液态电池基本相同,但涂布、辊 压、注液、化成分容等环节工艺有所变化:例如涂布增加了固态电解质的涂布步骤、 辊压机变大以提高压实密度、电解液用量减少后注液机变为浸润机、化成分容需要预 锂化等。 全固态电池设备无液态溶剂,设备工艺与液态电池相差较大,带来新设备需求: 主要包括前道的干法电极设备、中道的叠片机、后道的等静压设备和化成分容。 (1)前道设备:喷涂机、辊压机。与湿法电极不同,干法电极不涉及到涂布、 烘烤、溶剂回收等设备;干法制备工艺通常是将活性物质、粘结剂、导电剂组成的粉 末干混后,直接喷涂到集流体上,或者通过辊压/热压制成极片。①喷涂方式需要喷 涂机,将混合好的粉料雾化喷附在金属集流体的表面,高温烘烤熔化聚合物粘结剂, 最后对电极进行压延制片。②辊压方式需要辊压机,先把活性材料、导电剂和粘合剂 混在一起,高速混合分散后,粘合剂粉末会被拉伸为纤维状,接着通过辊压制成电极薄片。 目前纳科诺尔在辊压设备方面优势突出,重要指标最高稳定生产速度、辊面温度 均匀性领先于市场,已为宁德时代、比亚迪、中创新航等国内知名新能源企业以及松 下、日立、有量科技等海外知名新能源企业提供锂电辊压设备。

(2)中道设备:固态电解质硬度较高,无法做卷绕,需采用叠片方式。 固态电解质相比液态电解质柔韧性较差,叠片软包设计可以更好地解决柔韧性 问题,防止电池在使用过程中因内部压力或变形导致的破裂;其次固态电池制造过程 不需要电解液注入等工序,软包封装的叠片工艺简化了生产流程,减少了对传统液态 电池工艺的依赖。 叠片机头部企业包括赢合科技、科瑞技术、海目星、利元亨、先导智能等。其中 赢合科技掌握全球领先高速叠片工艺技术,2019 年推出国内首台激光切叠一体机, 2021 年推出的高速三工位切叠一体机,助力锂电池加速进入“叠片时代”。利元亨推 出高速热复合切叠一体机,并引入了高精度 CCD 检测系统,能够以毫秒级的速度进 行外观与尺寸不良检测,并实时调整裁切位置,提高良率。

(3)后道设备:固态电解质硬度较高,等静压设备和化成分容设备。 等静压设备目前仅少数公司成功应用,其中三星为典型代表。固态电池组装需 新增压实环节,确保固-固界面良好接触,抑制锂枝晶;因此堆叠时需要新增加压设 备,通过施加超过 100MPa 压力确保固-固界面良好接触,实现材料的致密堆积。传统热压、辊压方案提供压力有限且施加压力不均匀,难以保证致密堆积的一致性要求, 因此等静压技术应运而生。等静压设备的压强可以等值地传递到粉体各个方向,从而 实现高致密度、高均匀性坯体的成型。但是由于该技术利用液体或气体均匀施压,面 临温度、压力控制及生产效率等挑战,目前仅少数公司如三星(SDI)成功应用。 杭可科技是行业领先的锂电池化成分容设备商,在充放电设备、电压/内阻测试 设备等后段核心设备方面拥有核心技术。固态电池密度较高,电芯首次充放电后会损 失很多能量密度,因此会对电池做预锂化,相较其他电池多一道工艺。 目前具备固态电池整线设备(前道+中道+后道)的头部厂商主要为先导智能、海 目星、利元亨等。其中先导智能已经获得多家国际知名企业固态电池关键设备订单; 海目星与欣界能源签署了固态电池量产订单,签约金额达 4 亿元;利元亨具备固态 电池整线装备的研发与制造能力,与清陶能源、国轩高科、广汽埃安等电池厂商和车 企都有密切合作。

2. 光伏设备:政策加速产能出清,供需有望底部 反转

2.1行业进入磨底阶段,供给侧改革利好新技术投入

国内光伏竞争力强,中长期景气度确定性较强,但 2023-2024 年光伏设备板块 短期景气度筑底,主要系原材料(例如:硅料)及设备产能过剩;我们认为在政策加 持下,2025 年行业供需格局有望迎来底部反转。2023 年硅料产能大规模释放,市场 从“供不应求”转向“供过于求”,硅料价格大幅下降,从 2022 年 10 月最高价格约 33 万元/吨下降到 2023 年 6 月约 10 万元/吨。硅料价格的下行趋势一直延续至 2024 年,2024 年 12 月硅料价格稳定在约 3.5 万元/吨。基于产业链各环节价格已处于历 史低位,且光伏政策不断加码,我们认为 2025 年行业供需格局有望迎来底部反转。 (1)产业链各环节价格已处于历史低位,当前行业在出清进程中:当前硅料价 格以及硅片-电池-组件各环节价格指数已经处于近 10 年最低水平,甚至已经跌破下 游企业成本线,行业出清加速进行中。 (2)光伏政策逐渐加码,引导光伏行业高质量发展:2024 年 5 月 21 日中国光 伏行业协会发文,打击低价恶性竞争,鼓励兼并重组,完善退出机制,有望引导行业 加快底部出清速度。5 月 29 日国务院印发《2024-2025 年节能降碳行动方案》,旨在 加大非化石能源开发力度,加快建设大型风电光伏基地外送通道,有望逐渐消除国内 光伏消纳瓶颈,提升下游装机需求。10 月 18 日 CPIA 测算当前组件最低现金成本 0.68 元/W(含税),若低于该成本投标中标,则涉嫌违法,行业低价恶性竞争态势有望早 于预期结束。11 月 20 日工信部发布《光伏制造行业规范条件》,相比征求意见稿, 正式稿进一步提高了光伏制造环节的能耗标准,要求 TOPCon、BC 等技术加大水资源 的回收利用力度,以避免低效产能的无序扩张。因此我们认为光伏政策正在从供给 端、需求端双向发力,2025 年行业有望迎来供需改善。

海外设备商基本退出光伏市场,硅料-硅片-电池-组件各环节的主要设备已经全 面国产化,新一轮资本开支利好各环节布局新技术的设备商。复盘光伏行业的每一 轮周期,其核心驱动力都是新技术迭代:2015 年单晶硅逐渐替代多晶硅,2016 年金 刚线逐渐取代砂浆切割,2018 年 PERC 电池逐步取代 BSF 电池,2020 年大尺寸硅片 替代小尺寸,2022 年 TOPCon/HJT/BC 逐渐替代 PERC 电池。当行业出现产能过剩&盈 利能力下降,行业会进入产能出清阶段,倒逼新技术突破,实现降本增效,从而打开 新的一轮周期。随着落后产能的出清,主链公司一方面盈利有望逐渐修复,有能力也 有意愿加大新技术资本开支;另一方面追求先进产能获得差异化竞争优势。 从各环节来看,硅片环节的新技术方向为低氧单晶炉+钨丝金刚线,增加超导磁 场或超大泵来解决 N 型硅片的同心圆和黑心片问题,基于钨丝母线进一步细线化提 高硅棒出片率。电池片环节的新技术方向为 HJT+BC,HJT 具有双面对称结构,BC 正面无栅线遮挡,提高光转化效率。组件环节新技术方向为 0BB+叠栅降银增效技术, 0BB 是 SMBB 技术的升级,取消主栅只保留副栅;叠栅可理解为更极致的 0BB,用“种 子层+导电丝”完全取代“主栅+副栅”,进一步降低银浆耗量。

2.2硅片端:低氧单晶炉增效,钨丝线替换碳钢线

2.2.1 低氧单晶炉:超导磁场&超大泵双方案

光伏硅片加工环节包括长晶、截断、开方、磨倒和切片等工序,其中拉晶和切片 环节设备价值量最高,拉晶环节的核心设备单晶炉价值量约 1 亿元/GW,切片环节的 核心设备切片机约 2500 万元/GW。 单晶炉“低氧”可以有效解决 TOPCon 的同心圆和黑心片问题。硅棒结晶过程中, 高温的硅溶液在坩埚里进行高速的对流,不停冲刷石英坩埚,导致石英坩埚中的氧融 入硅溶液。TOPCon 为高温工艺,氧容易沉淀形成同心圆,影响效率和良率,对硅片 氧含量很敏感(HJT 为低温工艺,出现同心圆概率不高,可以选择高氧含量硅片)。 超导磁场方案“治本”但成本较高,超大泵方案“治标”但成本较低。低氧单晶 炉有超导磁场和超大泵两种主流方案,其中(1)晶盛机电:通过超导磁场减少高温 硅料的对流,减少晶体材料里面的氧含量,可以将氧含量降低至 7PPM 以下,提效 0.1%-0.5%;(2)连城数控:采用 MCCz 技术,通过外加磁场的引入可有效抑制硅熔体热对流,降低氧的形成和传输,同时结合氩气吹扫方案、匹配大抽速真空干泵最大程 度带走氧杂质。(3)奥特维:主要通过超大泵和热场设计来降低氧含量,其中 36 寸 热场拉 N10 硅棒氧含量最新降低至 6PPM、提效 0.1%,36 寸热场 N12 最新降低至 7PPM、 提效 0.2%。我们认为短期内超大泵方案是降本的高性价比选择,有望占据较大市场 份额;随着超导磁场规模量产后单价降低,超导磁场或将是降本增效的终局选择。

我们预测 2025 年单晶炉市场空间约 240 亿元,关键假设如下: (1)光伏全球装机规模:根据标普全球(S&P Global Commodity Insights),预 计 2024 年中国光伏新增装机将达到 226GW,全球新增装机量或将超过 500GW。按照 光伏装机的稳步增长态势,我们预测 2025-2026 年全球新增装机量约 650GW/800GW, 同比增长约 30%/23%。 (2)硅片新增&存量产能:由于行业去库,假设 2024-2026 年硅片出货系数约 1.1/1.0/1.0,产能利用率约 68%/78%/80%。由于硅片投产周期的滞后性,上一年的 设备订单反映在下一年的新增投产产能上。 (3)新增扩产:2023 年后新增单晶炉类型可分为“配超导磁场”和“不配超导 磁场”。①“配超导磁场”假设 2024-2026 年超导磁场渗透率为 8%/15%/30%,低氧单 晶炉单价为 140/135/130 万元/台,超导磁场单价为 120/100/80 万元/台,由于超导 磁场可以有效提高单产,每 GW 只需要配备约 60/55/55 台。②“不配超导磁场”假设 2024-2026 年低氧单晶炉单价为 140/135/130 万元/台,每 GW 需要配备 75/75/70 台。 (4)存量更新:①假设 2020-2022 年的存量产能主要是大尺寸替代小尺寸,大尺寸更新比例为 10%/30%/60%。②2023-2026 年的存量产能主要是低氧型替代传统型, 低氧型更新比例为 5%/10%/15%/20%,其中超导磁场渗透率约 0%/5%/10%/15%。

2.2.2 钨丝线:下一代细线化母线基材

金刚线切割技术打破日本垄断,已完全替代砂浆切割成为技术主流。金刚线主 要由母线、金刚石微粉和镀镍层构成,它是光伏硅片切割的耗材。相较于传统的砂浆 切割,金刚线切割具有更高耐磨性、承受更大切削力且切削时间也大幅降低。2015 年 以前,金刚线的量产技术被日本厂商所垄断,80μm 金刚线价格曾高达 400 元/KM,“一 线难求”,因此金刚线大多应用于蓝宝石切割而非光伏硅片切割。随着高测股份、美 畅股份等厂商逐渐突破了技术瓶颈,金刚线开始国产化,以隆基为代表的光伏企业于2015 年开始大规模使用金刚线切片;2023 年高测股份外售金刚线平均单价约 30 元 /KM,线径约 30-40μm,金刚线实现物美价廉且自主可控。 当前主流为“碳钢”,未来细线化靠“钨丝”。根据母线材质的不同,金刚线可分 为“碳钢金刚线”和“钨丝金刚线”。2011 年金刚线母线平均线径为 120μm,2016 年 下降至 80μm,2023 年主流产品规格降至 30-40μm,2024H1 高测股份已经领先行业 推出 30μm 及 28μm 线型。但是随着碳钢母线细线化程度逐渐接近物理极限,钨丝 成为了下一代母线基材发展的主要方向;因为钨丝具备抗拉强度更高、更耐磨损、受 拉力不易变形、使用寿命更长的特性,可以进一步满足细线化要求。2024 年第三季 度,高测股份实现金刚线出货约 1800 万千米,其中钨丝金刚线出货占比约 48%,钨 丝金刚线的产品竞争力和市占率已修改有望持续提升。 耗材出清速度早于设备,未来行业产能利用率和产品价格有望持续修复,我们 认为对价格敏感性高的环节率先受益,如切片耗材将直接受益于硅片价格回升。

2.3电池端:HJT 双面对称结构,BC 背面交叉电极

短期看,TOPCon 凭借高性价比优势成为主流;长期看,HJT/BC 降本增效具有看 点。硅片根据衬底材料的不同可分为 P 型和 N 型,其中 P 型电池主要有 PERC,N 型 电池则主要有 TOPCon、HJT、BC 等。在电池结构上,TOPCon 与 PERC 结构类似,TOPCon 相当于在 PERC 电池的基础上增加两层结构——超薄隧穿氧化硅层和掺杂多晶硅层; 而 HJT、BC 则具有完全不同的结构。因此 TOPCon 与 PERC 电池产线具有兼容性,产 线升级成本约 5000 万/GW(整线设备约 1.7 亿元/GW),叠加核心设备已国产化&提效 路径清晰等因素,率先实现量产;2023 年以来,国内投产的 TOPCon 产能达到 433GW。 但长期来看,HJT 具有独特的双面对称结构,BC 具有正面无栅线结构(主栅和副栅都 在背面),降本增效空间可期。

2.3.1 HJT:双面对称增效&成本基本持平 TOPCon

HJT 具有优异的双面对称结构,增效空间可观。HJT 以 N 型硅片为基底,从内到 外依次沉积本征非晶硅薄膜、P 型/N 型非晶硅薄膜、TCO 透明导电膜,具有上下对称 结构,为天然的双面电池。HJT 独特的双面对称结构使得其制备步骤简化(仅需 4 道 工序,而 TOPCon 需要 10 道)、转换效率高(双面率高达 90%以上,电池理论效率可 达到 27.5%),且可采取低温工艺避免硅片翘曲、碎片等问题。HJT 作为平台型技术, 若搭载 IBC/钙钛矿叠层的转换效率有望超过 30%。 HJT 组件成本与 TOPCon 基本持平,但 TOPCon 集中扩产后企业新资本开支动力 不足。TOPCon 可以基于 PERC 电池产线升级,增加成本约 5000 万/GW,整线设备约 1.7 亿元/GW;而 HJT 无法基于 PERC 电池产线升级,整线设备投资额约 3.5-4 亿元 /GW,约是 TOPCon 的 2 倍。因此 2023 年 HJT 的扩产规模仅 50-60GW,远低于 TOPCon。 目前 HJT 组件成本与 TOPCon 基本持平,降本增效持续兑现。例如 2024 年 SNE 展会 上,东方日升的伏羲系列 HJT 组件最高功率达到 767.4W,高出天合光能至尊系列 TOPCon 组件最高功率 20W+(740.6W);华晟新能源也积极推动 HJT 技术效率提升与 成本下降,同步布局单面微晶、双面微晶、HBC、铜电镀、HJT-钙钛矿叠层电池研发, 2023 年 HJT 最高组件功率达到 735W,2024 年已达到 750W。由于 2023 年 TOPCon 集 中投产,叠加 2023-2024 年光伏原材料(例如:硅料)及设备产能过剩导致主链盈 利亏损,企业新扩产 HJT 新技术的动力不足;2025 年光伏行业供需格局有望迎来底 部反转,HJT 为代表的新技术有望迎来新一轮资本开支。

我们预测 2025 年 HJT 电池设备市场空间约 260 亿元,其中迈为股份市占率约 70%,对应的市场空间约 185 亿元。关键假设如下: (1)光伏全球装机规模:根据标普全球(S&P Global Commodity Insights),假 设 2024-2026 年全球新增装机量约 500GW/650GW/800GW,同比增长约 47%/30%/23%。 (2)产销率和产能利用率:考虑在途电池影响,假设 2024-2026 年产销率均为 75%/80%/80%;考虑部分存量产能难以满足未来组件需求,假设 2024-2026 年产能利 用率约 60%/60%/60%。(3)设备价值量:假设 2024-2026 年 HJT 技术路线在新增产能中的渗透率约 25%/35%/50%,产线设备投资额小幅下降为 3.3/3.1/3.0 亿元/GW。其中清洗制绒设备、 PECVD、PVD、丝网印刷、其他自动化设备价值量占比约 15%、50%、20%、10%、5%。

2.3.2 BC:电极背面化&新增多道激光图形化

BC 是电池背面图形化结构的改变,侧重电池制作技术;PERC/TOPCon/HJT 是电 池钝化层的改变,侧重钝化材料性质。BC 全称为叉指状背接触电池,与传统晶硅电 池路线最大不同在于:正负电极位于电池的背面,并交叉指式分布;电池正面无任何 栅线遮挡,最大限度地利用入射光,提高转换效率。严格意义上讲,BC 电池是在结 构上做优化的电池制作技术,不是一种单独的电池片种类,PERC/TOPCon/HJT 技术路 线则主要是通过改变电池钝化的膜层结构。 因此 P 型电池叠加 BC 技术的电池称为 PBC;TOPCon 叠加 BC 技术的电池称为 TBC;HJT 叠加 BC 技术的电池称为 HBC;HPBC 为隆基自命名的 P 型 BC 电池;ABC 是 爱旭自命名 N 型的 BC 电池。BC 理论效率极限可以达到 29.1%,比 HJT 和 TOPCon 更 高,是最接近于单晶硅理论极限的电池结构。2023 年爱旭 ABC 电池平均量产转换效 率已达 27%,2024 隆基 BC 电池转换效率达到 27.3%,取得 BC 最新世界纪录(TOPCon 最新记录约 26.6%,HJT 最新记录约 26.8%)。

BC 的关键在于钝化结构的选择,以及图形化结构的设计。其中,钝化结构决定 了电池表面复合速率和钝化效果,可采用 TOPCon 的隧穿氧化硅+多晶硅层、HJT 的本 征非晶硅+掺杂非晶硅层,或 PERC 的铝背场结构。图形化结构决定了 P 型和 N 型掺 杂区域,其中 P 区和 N 区的宽度大小、交错排列的密集程度可以自行设计。因此 BC 的核心设备为镀膜设备+激光图形化设备。 (1)镀膜设备:主要为 LPCVD(化学气相沉积法)和 PECVD(等离子体增强化学 气相沉积法),单 GW 设备价值量约 3000 万(LPCVD 略贵)。LPCVD 制膜致密性较好, 但生产效率相对低;PECVD 制膜致密性较差,但是生产效率相对高,因此镀膜设备的 选择是一种质量和效率的平衡。拉普拉斯在 LPCVD 领域具备技术优势,PECVD 领域则 由捷佳伟创占据主导地位。2023 年以来拉普拉斯的前五大客户主要为隆基、晶科、 钧达、爱旭、中来(包括镀膜、硼扩散设备等);而隆基和爱旭为 BC 电池的主力军, 因此有望为拉普拉斯带来显著的业务增量。

(2)图形化设备:BC 需要新增 2-3 道激光工艺,设备总值约 6000-7000 万元。 以 TBC 为例,常规 TBC 工艺流程包含三道激光环节,第一道实现图形化,第二道隔离 P/N 区,第三道硅基和电极金属化:第一道是在整层已经掺杂的 N(P)区划分出需要 掺杂的 P(N)区;第二道是将 P 区和 N 区的接触部分去除,防止短路;第三道是去除 绝缘的减反射层/钝化层,漏出硅基,保证金属与硅基直接接触。帝尔激光是 BC 激光 刻蚀设备的龙头,市占率最高;海目星的 BC 电池相关设备也取得重大突破,即将完 成量产;英诺激光凭借纳秒紫外激光器领先优势,新开发的“LACE 激光辅助化学腐 蚀设备”和“BC 激光图形化设备”已进入头部客户开展验证。

2.4组件端:0BB 是 SMBB 的升级,叠栅可理解为更极致的 0BB

2.4.1 0BB:无主栅有副栅,量产工艺成熟

0BB(无主栅)是 SMBB 技术的升级,无主栅有副栅。随着电池技术发展,栅线图 形由 4BB、5BB 发展到 MBB(Multiple-Busbar,9-15 主栅)再发展到 SMBB(SuperMultiple Busbar,16 主栅及以上)。0BB(无主栅)是 SMBB 技术的升级,一方面通过 取消主栅进一步降低银耗和遮光损失;另一方面,在组件端采用铜焊带替代主栅导电 功能,从而实现降本增效。 目前的 0BB 技术有 SmartWire、点胶-层压、焊接-检测-点胶三种方案,其中点 胶-层压最有望量产。(1)SmartWire:先将薄膜、胶粘剂层、铜丝合成铜丝复合膜, 再将铜丝复合膜层压在相邻的电池片表面形成串联,焊带不易脱栅但复合膜成本高。 (2)点胶-层压:先点胶,再布置多条焊带,最后通过层压机将焊带层压在电池片上, 设备简单但焊带易脱栅。(3)焊接-检测-点胶:相较于点胶-层压,该方法先将焊带 初步焊接在电池片表面,增加一次连接,检测通过后再进行点胶-层压。SmartWire、点胶-层压、焊接-检测-点胶三种方案的代表性厂商分别是宁夏小牛、奥特维、迈为 股份。其中点胶-层压的下游客户验证较为顺利,有望成为最快量产的技术路径,奥 特维作为全球串焊机龙头(市占率超 70%),有望充分受益。

在 0BB 与 SMBB 同一良率的前提下,我们对 0BB 技术的降本测算,结论如下: (1)小批量产阶段,假设丝网印刷设备 2000 万元/GW,串焊机设备 2000 万元 /GW;在组件提效 8W 的假设下,我们认为 0BB 相较于传统 SMBB 工艺可节约 1.9 分/W。 (2)大规模量产阶段,假设丝网印刷设备 1000 万元/GW,串焊机设备 2000 万元 /GW;在组件提效 15W 假设下,我们认为 0BB 相较于传统 SMBB 工艺可节约 3.5 分/W。

我们预测 2025 年全球串焊机设备市场空间约 120 亿元,其中奥特维的市场空间 约 90 亿元,占比约 75%。关键假设如下: (1)光伏全球装机规模:根据标普全球(S&P Global Commodity Insights),假 设 2024-2026 年全球装机量约 500GW/650GW/800GW,同比增长约 47%/30%/23%。 (2)产销率和产能利用率:假设 2024-2026 年产销率均为 75%/80%/80%,产能 利用率约 60%/60%/60%; (3)串焊机新增和更换产能:2020 年前的技术迭代主要为硅片大尺寸化,设备 更换周期约 3 年;2022 年后硅片端薄片化、电池端 N 型替代 P 型、组件端 SMBB 和 0BB,形成全产业链多条技术并行迭代的趋势,设备更换周期缩短至 2 年左右。 (4) 0BB 技术渗透率:2024-2026 年 0BB 在新增产能中的渗透率为 10%/60%/100%, 0BB 在更新产能中的渗透率为 10%/80%/100%;(5)串焊机设备价值量:设备单价和单 GW 投资额主要取决于每阶段的串焊机 类型。2020 年以前主要为小尺寸串焊机,2020-2022 年主要是大尺寸换小尺寸;2023 主要是 SMBB 换 MBB,2024 年是 SMBB/OBB 替换 MBB,2025-2026 年或是 0BB 替换 SMBB。 其中 SMBB 在 2024-2026 年的设备单价约 280/280/280 万元/台,单 GW 配备数量为 7/7/7 台,单 GW 投资额约 1960/1960/1960 万元。0BB 早期成本较高,量产后将与 SMBB 持平,假设 0BB 在 2024-2026 年的设备单价约 400/350/300 万元/台,单 GW 配 备数量为 7/7/7 台,单 GW 投资额约 2800/2450/2100 万元。

2.4.2 叠栅:无主栅无副栅,良率突破阶段

叠栅是更极致的 0BB,主栅+副栅完全被取代。传统的光伏电池栅线呈“井”字 型分布,细的副栅和粗的主栅相互垂直;而“叠栅”为上下两层结构,下面一层为少 量银浆形成的导电种子层(薄层无高度要求因此用量少),上面一层为极细三角导电 丝(铜),从而形成“叠栅”。 (1)现有电流收集路径:电池表面→副栅→主栅→焊带,电流需要水平传导, 即平行于电池表面;而银导电性比铜好(但价格高),因此传统方式为了保证电阻不要过高而选择用银做主副栅收集电流。 (2)叠栅电流收集路径:电池表面→导电种子层→导电丝,电流通过种子层时 不需要水平传导,而是垂直于电池表面传输,因此电流传导的电阻率要求大大降低; 因此叠栅可以将银换成便宜的铜,且导电丝可以更细。同时种子层不需要以往主副栅 对高宽比的要求,仅需很薄种子层形成隧穿,从而大幅降低银浆耗量。 降本角度,时创能源通过“导电种子层+导电丝”替换“副栅+主栅”,原则上可 降低 75%的银浆用量,未来甚至可以完全不用银;此外,叠栅不需要焊带,导电丝负 责与另一片电池形成串联。①种子层:先通过种子层,利用银作为基底,使银与电池 形成交联,得到银硅合金,形成接触;由于银只起到隧穿作用,仅需要非常薄的厚度, 因此所需银量极小。②导电丝:利用三角焊带的高度,与银种子层结合,提高栅线的 电流(电阻率与高度成反比)。目前时创的导电丝是纯铜,但需要在铜表面做一些特 殊处理,例如要兼顾导电率、反射率、高温不形变等问题,属于公司的独家配方;而 种子层还需要部分银浆,是为了与电池表面更好地接触,未来种子层可以使用别的工 艺形成,从而彻底放弃银。

增效角度,叠栅三角导电丝利用侧面提供二次反射,遮光面积 1%以下。叠栅技 术采用了具有超高表面反射率的极细三角导电丝,对太阳光线的利用率很高,几乎可 以反射所有的垂直入射光和斜射光(扁焊带不能反射,圆焊带能反射部分)。因此叠 栅的遮光率可降低至1%以下,而SMBB光伏电池遮光率约3%,0BB技术遮光率约2.5%。 根据时创能源董事长(符黎明)披露,遮光率每下降 1%,光伏电池效率绝对值可提 升 0.25%左右;结合与叠栅技术相匹配的高效电池技术(双 POLO 钝化技术等),以2382*1134 组件版型为例,相较 TOPCon SMBB 技术,采用叠栅技术的单块组件功率可 提高 25-30W 以上。

叠栅难点来源于两方面,一方面是如何将导电丝与种子层对准,另一方面是如 何保证三角导电丝不倾斜或者翻转(保持直立)。前者考验精准配位问题,后者考验 导电丝的收丝、放丝、焊接。时创能源采取新型绕线焊接方式+导电丝焊锡提前加热, 可有效解决三角导电丝焊接倾斜问题。 相比于 SMBB 技术而言,我们认为:(1)设备上,叠栅因导电丝对准问题需要将 SMBB串焊机更换成叠栅串焊机,丝网印刷因种子层工艺改进使用台数减少,双面POLO 设备可根据客户需求选择。(2)材料上:叠栅增加了导电丝成本,但是减少了 75%的 银浆使用成本,以及取消了焊带。

在叠栅与 SMBB 同一良率的前提下,我们进行了叠栅技术的降本测算,结论如下: (1)当前小批量产阶段,设备和耗材导电丝的成本相对较高,我们认为叠栅串 焊机价值量约 1 亿元/GW,导电丝 5000 万元/GW;在组件提效 15W 的假设下,我们认 为叠栅相较于传统 SMBB 工艺可节约 6 分/W。 (2)未来大规模量产情况下,我们认为叠栅串焊机价值量有望下降至 4000 万元 /GW,导电丝 3000 万元/GW,银浆全部取消;在组件提效 25W 的假设下,我们认为叠 栅相较于传统 SMBB 工艺可节约 12 分/W。 2024 年 8 月通威-晶盛-时创达成战略合作,其中时创提供三角导电丝+叠栅专 利技术,晶盛提供叠栅串焊设备,通威负责量产,我们建议持续关注后续量产数据。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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