评级()光伏新技术·深度2:详拆TOPCon组件溢价及成本

发布时间: 2022年03月31日    作者: xn2oyhja    栏目:行业研报

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报告名称 :光伏新技术·深度2:详拆TOPCon组件溢价及成本
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01

光伏新技术·深度2:详拆TOPCon组

件溢价及成本

邓永康/叶天琳

证券研究报告2022年3月30日* 请务必阅读最后一页免责声明
投资聚焦

1、TOPCon溢价怎么看:刚性溢价约0.04-0.05元/W (对应面积相关BOS摊薄)+半刚性溢价约0.04元/W(对应可测量的低衰减)+弹性溢 (首年发电3%、1%分别对应溢价0.23-0.24元/W、0.13元/W,其中包含半刚性0.04元/W溢价)

  1. 刚性溢价:组件效率升→单位面积瓦数升→面积相关BOS成本(土建、支架等)摊薄, 因此,刚性溢价易量化且下游客户可直接接受 。由于 TOPCon组件效率(依案例计算约21.83%)较PERC(21.05%)更高,预计TOPCon相对PERC可实现溢价约0.04元 /W。
  2. 半刚性溢价: 低衰减率对应溢价,因衰减率可定量测得,下游溢价接受度较高。以25年生命周期(年均利用时长1250h)测算,假设首年发电 量持平,全生命周期内发电量增益约0.6%,假设电站端IRR持平,对应组件溢价约0.04元/W。
  3. 弹性溢价:高双面率+低温度系数,使TOPCon较PERC首年发电量可提升约3%;该部分溢价较软性。i) 高双面率:TOPCon双面率可达80%+,较PERC提升10Pcts;ii) 低温度系数:可保障升温时发电量。目前,地面电站TOPCon组件较PERC首年发电量增益可达3%,对应溢价约0.23-0.24元/W(含半刚性溢价0.04元/W)。因无刚性量化标准+后续运维权责较难明确,首年发电量增益对应溢价较软性。以终端电站认可首年发电 1%增益测算,溢价约0.13元/W(含半刚性溢价0.04元/W)

2022年初至今,中核汇能、国电投项目中TOPCon与PERC组件价差均在0.14元/W以上。表明终端电站已认可TOPCon为业主带来的部分发电量 增益(软性溢价),看好新技术带来的产品差异化为企业带来的超额收益。

2、TOPCon成本怎么看:现有技术下,预计TOPCon组件全成本(一体化)约为1.56元/W,较PERC高0.04-0.05元/W

TOPCon成本提升原因:工艺流程复杂+高银耗。流程较PERC多2-3步+高银浆耗量,使TOPCon电池设备CAPEX及非硅成本高于PERC。此外,N型硅片对纯度要求更高,现在技术下硅片良率仍不及PERC,拉低成本。

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a) 硅片:N型薄片化+瓦数增摊薄成本,成本基本打平。成本增:硅料价格提升(约4%) + 硅片端效率&良率下降(预计非硅提升30%);成本降薄片化(可降至150um,PERC为160um) + 瓦数提升摊薄辅材成本(摊薄约6%)。测算得硅片环节TOPCon成本约0.64元/W(PERC为0.63元 /W)。

b) 电池:非硅成本TOPCon高0.046元/W,成本增加缘于新设备CAPEX(约0.5-0.6分/W)、能耗(约0.5分/W)和高银耗(增0.034元/W,是主因)i) 新设备CAPEX与能耗:TOPCon因增加硼扩&CVD设备,capex提升(从1.3亿元/GW提至1.9亿元/GW),对应折旧0.5-0.6分/W;能耗预 计较PERC高10%,对应成本增0.5分/瓦。

高银耗:TOPCon双面采用银浆(PERC单面),单片银浆耗量约120mg(PERC为70mg),对应成本提升0.034元/W。ii)
预计TOPCon一体化电池成本总计约0.91元/W,较PERC高0.05-0.06元/W。

c) 组件:瓦数升摊薄面积相关非硅成本约6%。组件封装时,胶膜、玻璃、边框等均属面积相关成本。PERC该类成本约0.47元/W(胶膜0.1+玻璃 0.15+组件边框、接线盒、焊带等辅材0.22),预计TOPCon可降约2分/W。

TOPCon组件端全一体化成本约为1.556元/W,较PERC的1.51元/W提升约0.046元/W。未来随良率提升+薄片化+效率提升,预计后续TOPCon一体 化组件成本有望和PERC打平。

投资建议:TOPCon的产业化推进正揭开光伏电池技术变革大幕,相关产商有望享受技术溢价,重点推荐:晶科能源;建议关注钧达股份、中来股份、天合光能、晶澳科技、通威股份等。

风险提示:TOPCon溢价不及预期,受制于产业链博弈,TOPCon溢价或因市场供求关系变化而未能得到充分体现;TOPCon降本进程不及预期,若规 模效应/高银耗等无法改善,则存在较大的降本难度;TOPCon市场需求和降本增效、或受疫情等外因致进展不及预期,则将显著影响相关公司盈利能力;报告中包含研究员测算,仅供参考。

3证券研究报告* 请务必阅读最后一页免责声明
01溢价:弹性溢价上限可达0.24元
/W
02成本:TOPCon成本增0.04-0.05
元/W
03看好布局TOPCon先发企业的技
术阿尔法
04风险提示* 请务必阅读最后一页免责声明
4
证券研究报告

证券研究报告01.溢价:弹性溢价上限可* 请务必阅读最后一页免责声明
达0.24元/W
5

01TOPCon:隧穿氧化层钝化接触技术
TOPCon:隧穿氧化层钝化接触技术。TOPCon电池是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)太阳能电池技术,其
电池结构为N型硅衬底电池,在电池背面结构为:超薄氧化硅+掺杂硅薄层,形成了钝化接触结构,有效降低表面复合和金属接触复合。电池背表面为H型栅线电极,

可双面发电。
此外,TONCon选用的N型衬底也有诸多优势。 N型衬底相较PERC所使用的P型,半导体少子寿命高,基本无硼氧复合,且对金属污染宽容度更高。上述技术原理为TOPCon电池片带来了诸多优势:高转换效率、高双面率、低衰减率、低温度系数。
图1:PERC电池结构示意图图2:双面TOPCon电池结构示意图

证券研究报告资料来源:Research Gate,民生证券研究院6资料来源:TOPCon 型 N-PERT 双面太阳电池工艺技术的研究》,民生证券研究院* 请务必阅读最后一页免责声明

02TOPCon主要优势1:电池片转换效率较PERC高
PERC电池金属电极与硅片直接接触,两种材料功函数不匹配,导致接触界面能带弯曲,并产生大量的少子复合,对电池片的转化效率产生负面影响。目前产线效率约
23.2%、最高可达23.56%,接近其理论极限24.5%(德国哈梅林太阳能研究所测算)。
特殊表面钝化层为TOPCon带来效率优势。TOPCon电池采用极薄的SiO2钝化层,外侧使用100nm的N型Poly-Si背场,增大内建电场,促进载流子分离,提高转化效
率。但仍使用了SiNx等导电性差的反射层,电极需要高温烧穿该层与Poly-Si接触,依旧会有较高的界面复合,对电池效率形成一定限制。目前产线效率约24.6%,预
期提升至25%左右。单面钝化理论极限效率为24.9%,双面钝化理论极限效率为28.7%,但前钝化层生产工艺复杂,未能得到有效突破。

图3:TOPCon电池片理论极限可达28.7%,高于PERC 24.5%

资料来源:PV magazine,民生证券研究院

证券研究报告7* 请务必阅读最后一页免责声明

03TOPCon主要优势2:低衰减率、高双面率、低温度系数
TOPCon具备更低衰减率。N型衬底相较P型,半导体少子寿命高,基本无硼氧复合,且对金属污染宽容度更高,使TOPCon组件衰减率天生相对PERC具有优势。此外,
PERC电池由于背部AL2O3/SiNx均为介质绝缘膜,为实现电学接触,需对介质膜进行局域激光开孔。而TOPCon由于其技术原理,因其特殊的能带结构,超薄氧化层可
允许多子隧穿而阻挡少子透过,在其上沉积一层金属作为电极就实现了无需开孔的钝化接触结构。无需激光开孔,故无光致衰减、弱光效应好。
此外,TOPCon电池还具备高双面率、低温度系数的特点。根据晶科能源发布的产品白皮书,P型组件的温度系数为-0.35%/℃,N型TOPCon组件优化温度系数至-
0.30%/℃,在高温环境下发电量尤为突出。TOPCon电池片也普遍比Perc电池双面率高10%+,有效增加了发电量。* 请务必阅读最后一页免责声明
图4:TOPCon电池片具备高双面率优势图5:TOPCon电池的低温度系数带来高发电量增益
(%)(℃)(W)
资料来源:晶科产品白皮书,民生证券研究院资料来源:晶科产品白皮书,民生证券研究院
证券研究报告8

04 溢价拆解:刚性溢价0.04元/W+非刚性溢价0.13-0.24元/W

TOPCon合理溢价:刚性溢价(对应面积相关BOS摊薄)约0.04元/W+非刚性成本(首年发电3%、1%分别对应溢价0.23元/W、0.13元/W)。

刚性溢价(量化最准、最能接受的):组件效率提升单位面积对应瓦数提升→单瓦对应面积相关BOS成本(如土地、支架等)得到摊薄。

BOS (Balance of System)成本,是指除了光伏组件以外的系统成本,主要由逆变器、支架、电缆等主要设备成本,以及土建、安装工程、项目设计、工程验收和前 期相关费用等部分构成。

BOS单瓦成本=(支架+电缆+升压站+送出电路+建设+其他费用)/(组件效率*组件总面积)+逆变器及箱变成本。逆变器及箱变本身价格是按元/瓦计价,无需除以组
件功率。提高组件效率是降低BOS单瓦成本的主要途径.

非刚性溢价:低衰减+高双面率+低温度系数。前者带来全生命周期下的发电增益(假设首年发电量不变);后两者带来实际使用过程中TOPCon较PERC的首年发电量 增益,但由于后者部分增益无刚性量化标准+后续运维权责较难明确,该部分溢价较为软性。

图6:2022年BOS成本结构,面积相关成本约占45%

升压站
0.15元/W,7%
集中式逆变器一
体化设备
0.2元/W,9%

其他

0.82元/W,
39%
面积相关成本

0.94/W45%

图7:低衰减率能为TOPCon组件带来更多全生命周期发电溢价

证券研究报告资料来源:光伏盒子,民生证券研究院测算9资料来源:晶科能源产品白皮书,民生证券研究院* 请务必阅读最后一页免责声明

05刚性溢价测算:约0.04元/W,源自更高组件效率

表1:BOS摊薄维度可为TOPCon带来0.04元/W的溢价

刚性溢价:组件效率提升→单位面积对应瓦数提升→单瓦对应面积相关

BOS成本(如土地、支架等)得到摊薄。
对地面电站用户,组件效率提升最直观的反馈是【BOS面积相关成本摊

薄】,也为量化最准、最能接受的【TOPCon组件所带来系统成本降

低】。因此只要TOPCon相对PERC溢价<单瓦面积相关成本下降,在终

端用户眼里即是合理的。
BOS面积相关成本主要包括土建、支架等设备及安装费用。参考华东勘

测设计院在青海某地面电站比选结论, 由于TOPCon组件效率(依案例

计算约21.83%)较PERC(21.05%)更高,因此同容量项目所需

TOPCon组件块数小于PERC。 项目总体来看,使用TOPCon组件可使电

站建设过程中的BOS相关成本下降约0.04元/W。也即从BOS摊薄维度看,

TOPCon至少可较PERC组件拥有4分/W的溢价。

地面电站BOS成本摊薄对应溢价测算
项目核心参数PERC 182 540Wp 双面组件TOPCon 182 560Wp 双面组件
项目所需组件总块数(万块)185179
组件转换效率21.05%21.83%
总容量(GW)1.00151.0015
项目单瓦费用拆分计算
元/W设备费安装费设备费安装费
光伏电池组件——0.10——0.09
IP平单轴支架0.480.060.470.06
混凝土基础——0.03——0.03
灌注桩钻孔250mm——0.02——0.02
1500V 直流汇流箱0.030.000.030.00
集中式箱变逆变器一体化设备0.190.000.190.00
1.5kV电力电缆——0.09——0.09
交流铝合金电缆——0.05——0.05
35kV高压电力电缆 3*70mm^2——0.00——0.00
35kV高压电力电缆 3*185mm^2——0.01——0.00
35kV高压电力电缆 3*220mm^2——0.06——0.05
升压站0.140.010.140.01
其他——0.82——0.82
面积相关成本0.9440.909
总计2.1122.077
TOPCon较PERC成本优势0.035

资料来源:光伏盒子,民生证券研究院测算

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06 半刚性溢价测算:约0.04元/W,下游接受度高
低衰减率:由于该部分可以实验定量测得,下游对该溢价接受度高。
低衰减原因:N型电池硅片基底掺磷,无硼-氧对形成复合中心对电子捕获的损失,几无光致衰减。TOPCon组件首年衰减率约1%(PERC约2%),首年
后年均衰减率约0.4%(PERC约0.45%)。
以25年生命周期+年均发电小时1250h测算,TOPCon的低衰减(假设首年发电量与PERC持平)可使全生命周期发电量提升0.6%,IRR提升0.15%,对应
组件溢价约0.04元/W。

表2:低衰减率可为TOPCon带来0.04元/W的溢价

第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年第9年
PERCWh122512191214120912031197119111861180
TOPCon(仅考虑衰减)Wh122512201215121012051200119511901185
第10年第11年第12年第13年第14年第15年第16年第17年第18年
PERCWh117411691163115811521146114111351129
TOPCon(仅考虑衰减)Wh118011751170116511601155115011451140
第19年第20年第21年第22年第23年第24年第25年总计IRR
PERCWh1124111811131107110110961090289387.37%
TOPCon(仅考虑衰减)Wh1135113011251120111511101105291257.52%

资料来源:民生证券研究院测算

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07非刚性溢价:首年发电增益带来0.13-0.24元/W溢价
非刚性溢价:高双面率+低温度系数,带来实际使用过程中,TOPCon较PERC的首年发电量增益;但由于增益无刚性量化标准+权责较难明确,该部分溢价较为软性。
高双面率:TOPCon双面率可达80%+,较PERC提升10 Pcts;
低温度系数:电站中午后日照强、温度上行,组件发电量可能受到影响;低温度系数可保障发电量。TOPCon的温度系数约-0.3%/℃,较PERC提升0.05%/℃。目前看来,地面电站端TOPCon组件首年发电量较PERC增益可达3%,后续每年衰减率约0.4%(PERC约0.45%)。以25年全生命周期计算(年均利用小时数

1250h),考虑到低衰减,预计TOPCon组件可较PERC发电量提升4.8%。
理想情况下发电量增益溢价:若以PERC投资额4元/W测算,达到相同IRR(7.4%)对应TOPCon溢价可达0.23-0.24元/W(包含低衰减的0.04元/W溢价)但实际评估中,由于PERC标定需对照组+发电量增益与运维等因素相关性大,最终权责难评定,该部分溢价涉及上下游博弈,较为软性。以终端电站认可TOPCon组件
首年发电1%增益,对应TOPCon较PERC溢价约0.13元/W(包含低衰减带来的0.04元/W溢价)。

表3:TOPCon组件首年发电量增益带来发电量提升4.8%

技术类型发电量第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年第9年
PERCWh122512191214120912031197119111861180
TOPConWh127512691264125912541249124412391233
第10年第11年第12年第13年第14年第15年第16年第17年第18年
PERCWh117411691163115811521146114111351129
TOPConWh122812231218121312081203119711921187
第19年第20年第21年第22年第23年第24年第25年总计提升
PERCWh112411181113110711011096109028938——
TOPConWh1182117711721166116111561151303214.8%

资料来源:民生证券研究院测算

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08
22年初至今,TOPCon在招投标中保有一定溢价
我们统计了22年初至今国内地面电站的Perc和Top-con电池组件招投标价格。根据广东能源、中核汇能、国家电投、中国华电等项目的公告显示,
TOPCon组件价格相较PERC在Q1体现出显著的溢价。
从价格端看,除华电1.5GW项目中,晶科为实现TOPCon初期推广,TOPCon溢价仅为0.04元/W外;广东能源项目TOPCon溢价为0.08元/W ,中核
汇能、国电投项目中TOPCon与PERC价差均在0.14元/W以上。表明终端电站已认可TOPCon为业主带来的部分发电量增益(软性溢价),看好新技
术带来的产品差异化为企业带来的超额收益。

表4:TOPCon组件在中核汇能、国电投项目中较PERC差价均在0.14元/W以上

序号公司名称招标规模时间组件类型组件均价(元/W组件规模组件占比投标公司数(家)平均溢价(元/W
1广东能源100MW3.18中标TOPCon1.92 100MW100%10.08
PERC1.84 0MW0%2
2中核汇能6~7.5GW3.19开标TOPCon1.97 700~1000MW13%100.13
PERC1.84 5300~6500MW87%25
3国家电投93MW3.8开标TOPCon2.02 50MW54%70.15
PERC1.87 25MW27%7
4中国华电15GW2.21开标 3.7中标TOPCon1.90 1.5GW10%10.04
PERC1.86 13.5GW90%6
5国家电投4.5GW1.26开标 2.11中标TOPCon2.08 200MW4%80.16
PERC1.92 4300MW96%27

资料来源:各公司公告,各公司官网,索比光伏,民生证券研究院

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证券研究报告02.成本:TOPCon成本增* 请务必阅读最后一页免责声明
0.04-0.05元/W
14

01新工艺设备与高耗银,是TOPCon成本提升主要因素

结论:TOPCon组件端全成本(一体化)约为1.556元/W(PERC为1.51元/W),单瓦成本较PERC高4-5分。
与PERC相比,导致TOPCon成本提升的因素:硅料价格提升+硅片端效率&良率下降+电池capex提升+银浆耗量提升。TOPCon电池工艺复杂,致低电池片良率并需额
外CAPEX。虽然可基于PERC改造,但TOPCon工艺仍较PERC增添2-3步,如:硼扩、非晶硅沉积及镀氧化层膜等,新增工艺环节需新添置设备(硼扩&CVD设备),并
且提升生产能耗。TOPCon电池也需要使用更多银浆。TOPCon 电池的高双面率+特殊隧穿氧化层,使其耗银浆量上升,非硅成本上升。此外,N型电池对硅片的纯度
提出更高的要求,降低硅片端的拉晶效率、切片良率。
导致TOPCon成本降低的因素:N型硅片厚度降低硅成本+瓦数提升摊薄辅材成本。未来随良率提升+薄片化+效率提升,预计后续TOPCon一体化组件成本有望和
PERC打平。

图8:TOPCon工艺较PERC更复杂

资料来源:中科院电工所,民生证券研究院

证券研究报告15* 请务必阅读最后一页免责声明

02 硅片端测算:薄片化+成本摊薄,N型硅片端成本基本打平

TOPCon所用的N型硅片较PERC的P型在参数上有诸多优势。包括:掺杂元素更均匀、更高少子寿命、碳氧含量更低、硅片薄片化。但N型硅片需更高的硅片端工艺,体现到现在的结果是:硅片端的良率下降与非硅成本提升。

N型硅片工艺成本劣势:a. 更难控制元素分布均匀性。P型掺硼、N型掺磷,硼在硅中的分散系数(约0.8)大于磷(约0.35),因此N型较P型更难控制元素分布均匀性,带来非硅成本摊薄;b. 增加单炉总投料量。单炉投量上升会增加炉内液面高度、介质内自然对流强度上升从而引发硅料缺陷、少子寿命降低,拉晶效率降低。c. 需要更 高纯度的硅料(电子II级以上)、石英坩埚、热场、更细金刚线。除了纯度,为防止加热过久导致涂层脱落使得硅料杂质上升,石英坩埚的耗量也更大;热场由于N型硅 片开炉次数更多、对热场氧化加深,单耗增加。此外,由于N型硅片普遍更薄,需要使用更细的金刚线。

N型硅片工艺潜在成本优势:薄片化。N型硅片由于其延展性+组件端变化使N型硅片厚度较P型有较大下降空间,从而降本。但根据现有文献,电池片转换效率会随着硅 片厚度的下降而降低,也会影响碎片率。因此,平衡成本与效率将是N型硅片降本的核心议题之一。

图9:硅片厚度与电池转换效率间的关系表5:硅片厚度与电池转换效率间的关系
标准/分类GB/T 12963-2014GB/T 25074-2017
电子1级电子2级电子3级太阳能特级
施主杂质浓度,10^-9(ppba)≤0.15≤0.25≤0.30≤0.68
受主杂质浓度,10^-9(ppba)≤0.05≤0.08≤0.10≤0.26
少子寿命,(μs)≥1000≥1000≥500≥300
碳浓度,(atoms/cm^3)≤4.0*10^15≤1.0*10^16 ≤1.5*10^16≤2.0*10^16
氧浓度,(atoms/cm^3)≤1.0*10^16————≤0.2*10^16
基体金属杂质浓度,10^-9(g)≤1.0≤1.5≤2.0≤15
表面金属杂质浓度,10^-9(g)≤5.5≤10.5≤15≤30
证券研究报告资料来源:TOPCon 型 N-PERT 双面太阳电池工艺技术的研究》,民生证券研究院资料来源:国家标准化管理委员会,民生证券研究院* 请务必阅读最后一页免责声明
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02 硅片端测算:薄片化+成本摊薄,N型硅片端成本基本打平

硅片端:N型薄片化+瓦数提升摊薄成本,预计N型硅片端成本基本打平

a. 成本增加的要素:
高硅料价格:N型硅料纯度高、供给较低,价格较P型高约4%。

良率下降:N型硅片对纯度质量要求更高,实际生产中边皮头尾废料比例提升。

非硅提升:N型纯度提升,拉晶端效率下降;P的扩散性能较Ga更差,切片环节良率下行;预计单瓦非硅提升至0.13元(较PERC提升30%)。

b. 成本摊薄的要素:
薄片化:N型硅片延展性更佳+TOPCon正背面均用银浆,对称性好,硅片厚度可下降至150um(PERC约160um)。瓦数提升:得益于效率自23.2%提升至24.6%,182电池片的TOPCon功率约8.15W(较PERC高6%),可实现硅成本摊薄。

表6:TOPCon成本增加与摊薄要素一览

影响因素具体解释影响估计
成本增加高硅料价格N型硅料纯度高、供给较低硅料价格较P型高约4%
良率下降N型硅片对纯度质量要求更高,边皮头尾废料比例提升同时影响硅耗和非硅成本
非硅提升N型纯度提升,拉晶端效率下降;P的扩散性能较Ga更差,切片环 节良率下行单瓦非硅提升至0.13元(较PERC 提升30%)
成本摊薄薄片化N型硅片延展性更佳+TOPCon正背面均用银浆,对称性好硅片厚度可下降至150um(PERC 约160um)
效率提升
(瓦数提升)
得益于效率自23.2%提升至24.6%、面积相关成本降低,可实现 硅成本摊薄182电池片的TOPCon功率约 8.15W(较PERC高6%)

资料来源:民生证券研究院测算

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02 硅片端测算:薄片化+成本摊薄,N型硅片端成本基本打平

整体而言,在硅片环节,考虑硅片端费用(各0.04元/W)TOPCon的硅片成本约为0.64元/W(PERC为0.63元/W),略高0.01元/W,大致持平。

中性条件下,182mm,假设TOPCon电池片效率为24.60%(PERC为23.20%)、硅片厚度为150um(PERC为160um)、良率为93%(PERC为97%),则TOPCon

单瓦硅耗约为2.15g(PERC为2.29),较PERC降6.11%。N型硅料价格高4%前提下,预计TOPCon硅成本约0.47元/W,较PERC单瓦成本降低2分。考量到非硅N型

较P型高约3分/W,预计N型硅片成本较P型高1分/W,二者基本打平。

表7:硅片环节TOPCon成本大致与PERC打平

单位PERCTOPCon(中性)
电池片尺寸mm182182
电池片效率23.20%24.60%
单片电池片功率W7.68 8.15
硅片环节成本
硅料价格(含税)元/kg240249.6
硅料价格(不含税)元/kg212.39 220.88
硅耗g/W2.29 2.15
硅片厚度um160150
钢线直径um4040
磨料损耗um2020
导轮槽距um220210
良率97.00%93.00%
硅成本元/W0.49 0.47
非硅成本元/W0.10 0.13
硅片成本元/W0.59 0.60
硅片端费用0.04 0.04
硅片全成本0.63 0.64

资料来源:民生证券研究院测算

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03 电池端测算:非硅成本TOPCon整体高0.046元/W

电池端:非硅成本TOPCon整体高0.046元/W,主要

由新设备CAPEX、能耗和高银浆耗量推升
a. 工艺变动-新设备CAPEX与能耗:预计增加0.011
元/W
TOPCon由于相对PERC新增硼扩+SiO2/Poly-Si沉积

工艺,需要增添硼扩&CVD设备,投资额每GW需增 加约6000万元,对应单瓦折旧提升0.005-0.006元 /W。同时能耗预计较PERC高提升10%,对应成本增 加0.005元/瓦;折旧+能耗成本提升总计约0.011元


/W。
b. 高银浆耗量:预计增加0.034元/W,是主因 PERC电池仅正面需要用银网电极,单片耗量约为

70mg;而TOPCon正面电极采用掺铝银浆,背面由 于需要与多晶硅接触并最大程度地降低金属诱导复合 速率,采用纯银浆料,单片银浆耗量约为120mg,以 银浆价格6000元/kg测算,对应银浆成本增加0.034 元/瓦。

表8:TOPCon工艺决定其需较PERC更多的新设备CAPEX和高银耗

TOPCon电池制作流程
步骤工艺作用位置目的所需设备
1清洗制绒硅片清除硅片表面油污、金属杂质,去除机械损伤层,形成金字塔 绒面,陷光并减少表面反射清洗制绒设备
2前扩散硼硼发射极层形成发射极,实现钝化接触扩散炉
3去除PSG和背 硅片、硼发射 扩散过程中会形成扩散层,易造成电池上下级短路,同时形成 硼硅玻璃,影响前表面钝化
4氧化、沉积本 征多晶硅i-Poly-Si层场效应钝化:在近表面处创建电场,以及同极性排斥载流子化 学钝化:通过饱和悬空键弱化介面电子态LPCVD或PECVD设
5离子注入P背面Poly-Si层 使注入的杂质原子电离成带电离子后,用强电场注入本征层,完成掺杂
6退火Poly-Si层离子注入时对本征Poly-Si晶格损伤较大,退火可以恢复晶格原 有结构
7前表面镀
AIOx&SiNx
ALOx、SiNx层AL2O3带有大量负电荷,对P型表面有良好钝化效果,降低表 面复合速率,提高少子寿命。SiNx形成电池表面减反射层,增 加光的吸收,对AL2O3也具有保护作用ALD或PECVD设备
8背表面镀SiNxSiNx层PECVD设备
9丝印固化银电极制备金属电极并固化,收集光生载流子导出电池,形成正负极 丝网印刷、烧结设备
10光再生
11测试

资料来源:捷佳伟创招股说明书,中科院电工所,PV Infolink, 民生证券研究院

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03电池端测算:非硅成本TOPCon整体高0.046元/W
电池环节中,考虑TOPCon电池端费用约0.06元/W,预计一体化电池成本总计约0.91元/W,较PERC高约0.06元/W;其中电池端非硅提升0.045-0.05元/W,硅片
端成本提升约0.01元/W。

表9:电池环节TOPCon成本较PERC高约0.06元/W

单位PERCTOPCon(中性)
电池片尺寸mm182182
电池片效率23.20%24.60%
单片电池片功率W7.68 8.15
电池环节成本
电池片设备capex亿元/GW1.30 1.90
电池片基建亿元/GW1.00 1.00
电池片折旧元/W0.015 0.021
银浆耗量mg/片70 120
银浆单价元/kg6000 6000
银浆成本元/W0.05 0.09
人工成本元/W0.02 0.02
动力成本元/W0.03 0.03
试剂成本元/W0.03 0.03
其他成本元/W0.01 0.01
良率0.98 0.98
电池非硅合计元/W0.16 0.20
电池端费用0.06 0.06
电池成本总计(与硅片一体化)0.84 0.91

资料来源:民生证券研究院测算

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04组件端测算:瓦数提升摊薄面积相关非硅成本
组件封装过程中,胶膜、玻璃、边框等均属于面积相关成本,相同面积组件的瓦数提升,可实现辅材成本摊薄。以胶膜不含税均价12元/平米,2mm玻璃含
税价格19.2元/平米,PERC组件边框、接线盒、焊带等面积相关辅材成本共0.22元/W测算,预计TOPCon的胶膜、玻璃、其他面积相关辅材成本较PERC可
下降约2分/W。
综合来看,TOPCon的组件生产成本约为0.55元/W (PERC为0.57元/W)。考虑组件端费用,TOPCon组件端全一体化成本约为1.556元/W,较PERC的
1.51元/W提升约0.046元/W,即单瓦成本提升约4-5分。

表10:组件一体化全成本TOPCon成本较PERC提升约4-5分/W

单位PERCTOPCon(中性)
电池片尺寸mm182182
电池片效率23.20%24.60%
单片电池片功率W7.68 8.15
组件环节成本
组件价格元/W1.66 1.75
胶膜成本元/平米11.00 12.00
胶膜成本元/W 0.10 0.10
玻璃成本元/平米16.99 16.99
玻璃成本元/W 0.15 0.14
其他辅材成本元/W0.22 0.20
其他成本0.10 0.10
生产成本元/W0.57 0.55
组件端费用元/W0.10 0.10
组件端全成本(一体化)元/W1.510 1.556

资料来源:民生证券研究院测算

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05如何看后续TOPCon成本下行

未来随良率提升+薄片化+效率提升,预计后续TOPCon一体化组件成本有望和PERC打平。
敏感性分析:组件效率平均每提升约0.5%,成本可下降约1.6分/W。硅片端良率平均每提升2%,成本可下降约2.5分/W。当TOPCon硅片良率与PERC
持平时,一体化成本略低于PERC(0.4分/W)。硅片厚度平均每降低5um,成本可下降约1.1分/W。

表11:参数敏感性测算表

敏感参数参数值一体化组件单瓦成本(元/W)
电池片效率24.60%1.556
25.00%1.539
25.50%1.523
硅片端良率93%1.556
95%1.531
97%1.506
硅片厚度(um)1501.556
1451.544
1401.533

资料来源:民生证券研究院测算

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证券研究报告03.看好布局TOPCon先发* 请务必阅读最后一页免责声明
企业的技术阿尔法
23

01 先发企业有望把握技术红利

TOPCon存在多种技术路线,容易拉大企业差异。TOPCon主流技术路线有三种:LPCVD、PECVD和PVD。其中,LPCVD工艺成熟,厚度均匀性好,致密度高,但

存在成膜速率慢、绕镀等问题;PECVD成膜速率快,但厚度均匀性、纯度、致密度较弱,且存在气泡问题;PVD则无法解决隧穿氧化层制备问题,还需用到PECVD

设备。不同的方案选择,也会使得成膜速率、产品良率等参数出现明显差异。复杂的技术路径会让先发企业具备 Know-How 优势,加大技术领先护城河。

经验曲线助力TOPCon先手降本增效。根据光伏行业过去40年的经验曲线,随着出货量的提升、光伏组件的价格也随之下降。目前市场上TOPCon出货量还较小、量

产效率与理论极值还有较大差距,率先进行TOPCon大规模量产先手的企业将获得更大的成本和效率优势。

表12:TOPCon存在多种技术路线

LPCVD路线PECVD路线PVD
原理将一种或数种气态物质,在较低压 力下,用热能激活,使其发生热分 解或化学反应,沉积在衬底表面形 成所需薄膜借助微博或射频等使含有薄膜组成原 子的气体在局部形成等离子体,而等 离子体化学活性很强,很容易发生反 应,在基片上沉积出所期望的薄膜真空条件下,用物理方式(真空溅射 镀膜)使材料沉积在被镀工件上的薄 膜制备技术
图示
优点工艺成熟,控制简单容易;厚度均匀性好,致密度高。原位掺杂,轻微绕镀,冷壁成膜速率 原位掺杂,轻微绕镀,冷壁成膜速率
缺点成膜速率慢,有绕镀,需要高温;石英器件沉积严重厚度均匀性差,纯度低;气泡问题,膜层致密度不高设备成本高,靶材用量大;方阻均匀性偏高
设备需求 扩散炉/离子注入机/退火炉,刻蚀 晶化处理需退火炉,取决于技术方案 配套隧穿氧化层需PECVD;
晶化处理需退火炉,取决于技术方案 配套
成膜速度3-6nm/min (intrinsic);
1-3nm/min (in-situ doping)
>10nm.min(in-situ doping)NA
产品良率90%-95%预期较LPCVD更高,待验证97%(中来)

资料来源:PV Infolink,民生证券研究院

图10:光伏经验曲线表面,组件产量越多、组件价格越低

资料来源:PV Magazine,民生证券研究院

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01看好布局TOPCon企业的技术阿尔法
技术迭代一直以来是推动光伏行业发展的关键。过去数年是PERC电池应用快速扩张阶段,进入2022年,光伏电池片的技术迭代正式迎来了新的时代,TOPCon
等转换效率更高的电池技术将从实验室迈向产业链,在形成投产-规模化效应降本-持续扩产的良性循环过程中,享受技术红利的企业有望迎来市占率提升+享受
技术溢价的双重优势。
投资建议:TOPCon的产业化推进正揭开光伏电池技术变革大幕,相关产商有望享受技术溢价,重点推荐晶科能源;建议关注钧达股份、中来股份、天合光能、
晶澳科技、通威股份等。

表13:各公司TOPCon产能情况不完全统计

企业名称2021年(GW)2022年(GW)量产效率备注
晶科能源0.91624.50%2022.1.4投产8GW,2022年共规划16GW
中来股份3.69.624.50%1.5GW智能工厂2021年底投产,陕西6GW项目2022年底投产
天合光能0.5824.50%宿迁三期8GW项目
晶澳科技0.36.3约24%预计新增产能(除越南3.5GW)大概率为TOPCon
通威股份1.5————项目中有预留TOPCon新型高效电池技术升级空间
钧达股份——8 25——计划投资1.12亿建设16GW高效电池片项目,其中一期8GW为TOPCon

资料来源:各公司公告,PV Infolink,PV Tech,民生证券研究院

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02 晶科能源:一体化组件领先企业,N型引领行业技术变革

N型TOPCon电池片加速投产,具备先发优势。公司是国内最早对N型组件进行量产发布的一线组件制造商。2018年公司投资建立了N型电池的中试线,2019年 投资GW级别N型电池试验产线,2021年公司的实验室N型单晶电池效率达到25.4%,且目前已实现稳定量产效率24.5%,良率达99%。22年1月晶科安徽 TOPCon工厂开始投产,2月海宁工厂开始投产。预计22Q2可以完成产能爬坡,至年底TOPCon产能将达16GW,全年有效产能约10GW。

单瓦净利有望达0.05元,后续随成本下降有望提升至0.1元。目前公司TOPCon组件效率已达24.5%+,较PERC具备一定超额利润(以0.1元/W溢价及0.04-0.05 元/W成本提升测算,超额利润约0.05元/W);往后看,随技术推进,公司成本有望与PERC打平(组件效率提升 + 硅片端良率提升 + 薄片化),单瓦净利可较 PERC提升0.1元。

投资建议:我们预计公司 2022-2023 年实现营收 629.68/681.15亿元,归母净利润分别为 29.87/54.02 亿元,折合 EPS 分别为 0.30/0.54元,公司2022年3月 25日收盘价为11.56元,对应PE倍数 42x/23x。公司是一体化组件领先企业,N型引领行业技术变革。维持“推荐”评级。

风险提示:组件价格低于预期;全球光伏需求低于预期。

图表37:晶科能源盈利预测与财务指标

项目/年度2020A2021E2022E2023E
营业收入(百万元)33,660 40,480 62,968 68,115
增长率(%)14.1 20.3 55.6 8.2
归属母公司股东净利润(百万元)1,042 1,123 2,987 5,402
增长率(%)26-24.6 7.9 165.9 80.8
每股收益(元)0.18 0.11 0.30 0.54
PE69 110 42 23
PB9.2 4.0 3.7 3.2
证券研究报告资料来源:wind,民生证券研究院预测( 注:股价为2022年3月25日收盘价:11.56元)* 请务必阅读最后一页免责声明

03钧达股份:重组进军光伏电池片业务
并购捷泰将获得8.2GW + 8GW光伏电池产能。2021 年年底,公司并购的捷泰科技光傣族电池产能约 8.2GW,预计在2022 年一季度完成改造后, 全部产能
都升级 182-210mm 大尺寸 PERC 产线。2021 年 12 月公告了在安徽的滁州建设 16GW TOPCon 的生产线,预计第一期8GW产能将在今年6月投产。剥离汽车业务轻装上阵,TOPCon有望带来额外溢价。公司拟出售苏州钧达等汽车业务相关资产,剥离亏损业务(2021年1-10月交易前归母净利润-1.79亿元,
交易后备考归母净利润为0.74亿元),全力聚焦光伏业务,将为公司带来更多利润。公司TOPCon产品预计较PERC享有一定溢价,将在重组基础上进一步增
厚归母净利润。
风险提示:组件价格低于预期;全球光伏需求低于预期。

表15:各公司TOPCon产能情况不完全统计

时间事件
2021.6宏富光伏在江西产交所发布产权转让披露信息,公开挂牌转让其持有的捷泰科技 47.35%股权。
2021.7上市公司与宏富光伏签订《产权交易合同》等与购买捷泰科技资产相关的协议
2021.9捷泰科技股权 过户的工商登记手续办理完毕,上市公司持有捷泰科技 51%股权。
2022.3公司公告《重大资产出售暨关联交易报告书(草案)》,拟出售其汽车业务资产。

资料来源:公司公告,民生证券研究院

证券研究报告27* 请务必阅读最后一页免责声明

证券研究报告04.风险提示28* 请务必阅读最后一页免责声明

01风险提示
TOPCon溢价不及预期。受制于产业链博弈,TOPCon溢价或因市场供求关系变化而未能得到充分体现。
TOPCon降本进程不及预期。若规模效应/高银耗等无法改善,则存在较大的降本难度。
TOPCon市场需求和降本增效、或受疫情等外因致进展不及预期,则将显著影响相关公司盈利能力。
上述分析中包含研究员测算,仅供参考。
证券研究报告29* 请务必阅读最后一页免责声明

THANKS 致谢

民生电新研究团队:

研究助理李佳
分析师邓永康研究助理李京波研究助理叶天琳研究助理郭彦辰研究助理王一如
执业证号:S0100521100006执业证号:S0100121020004执业证号:S0100121120027执业证号:S0100121110013执业证号:S0100121110008执业证号:S0100121110050
电话:15601863256电话:13127673698电话:18321782583电话:19821223996电话:18217162699电话:15797736048
邮件:dengyongkang@mszq.com邮件:lijingbo@mszq.com邮件:yetianlin@mszq.com邮件:guoyanchen@mszq.com邮件:wangyiru@mszq.com邮件:lijia@mszq.com
民生证券研究院:上海:上海市浦东新区浦明路8号财富金融广场1幢5F; 200120

北京:北京市东城区建国门内大街28号民生金融中心A座19层; 100005

深圳:广东省深圳市深南东路5016号京基一百大厦A座6701-01单元; 518001

证券研究报告30* 请务必阅读最后一页免责声明

分析师声明:

本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师,基于认真审慎的工作态度、专业严谨的研究方法与分析逻辑得出研究结论,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。本报告清晰准确地反映了研 究人员的研究观点,结论不受任何第三方的授意、影响,研究人员不曾因、不因、也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。

评级说明:

投资建议评级标准评级说明
以报告发布日后的12个月内公司股价(或行业指数)相对同期基准指数的涨跌幅为基准。其中:A股以沪深300指数为 基准;新三板以三板成指或三板做市指数为基准;港股以恒生指数为基准;美股以纳斯达克综合指数或标普500指数 为基准。公司评级推荐相对基准指数涨幅15%以上
谨慎推荐相对基准指数涨幅5%~15%之间
中性相对基准指数涨幅-5%~5%之间
回避相对基准指数跌幅5%以上
行业评级推荐相对基准指数涨幅5%以上
中性相对基准指数涨幅-5%~5%之间
回避相对基准指数跌幅5%以上

免责声明:

民生证券股份有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。

本报告仅供本公司境内客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告仅为参考之用,并不构成对客户的投资建议,不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,客户应当充分考虑自身特定状况,不应单 纯依靠本报告所载的内容而取代个人的独立判断。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容而导致的任何可能的损失负任何责任。

本报告是基于已公开信息撰写,但本公司不保证该等信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、意见及预测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,且预测方法及结果存在一定程度局限性。在不同时期,本公司可发出与本报告所刊载的意见、预测不一致的报告,但本公司没有义务和责任及时更新本报告 所涉及的内容并通知客户。

在法律允许的情况下,本公司及其附属机构可能持有报告中提及的公司所发行证券的头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或正在争取提供投资银行、财务顾问、咨询服务等相关服务,本公司的员工可能担任本报告所提及的公司的董事。客户应充分考虑可能存在的利益冲突,勿将本报告作为投资决策的 唯一参考依据。

若本公司以外的金融机构发送本报告,则由该金融机构独自为此发送行为负责。该机构的客户应联系该机构以交易本报告提及的证券或要求获悉更详细的信息。本报告不构成本公司向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议。本公司不会因任何机构或个人从其他机构获得本报告而将其视为本公司客户。

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