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电力设备与新能源行业专题研究-光伏新技术系列之三:电镀铜

电气设备2023-03-18华泰证券喵***
电力设备与新能源行业专题研究-光伏新技术系列之三:电镀铜

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 1 证券研究报告 电力设备与新能源 光伏新技术系列之三:电镀铜 华泰研究 电力设备与新能源 增持 (维持) 研究员 申建国 SAC No. S0570522020002 shenjianguo@htsc.com +(86) 755 8249 2388 研究员 边文姣 SAC No. S0570518110004 SFC No. BSJ399 bianwenjiao@htsc.com +(86) 755 8277 6411 研究员 周敦伟 SAC No. S0570522120001 zhoudunwei@htsc.com +(86) 21 2897 2228 联系人 吴柯良 SAC No. S0570122070159 wukeliang@htsc.com +(86) 21 2897 2228 行业走势图 资料来源:Wind,华泰研究 2023年3月18日│中国内地 专题研究 异质结降本诉求迫切,电镀铜发展恰逢其时 成本高昂是制约HJT电池大规模产业化的关键因素之一,银浆成本占HJT非硅成本的40%以上,是HJT成本高昂的最主要因素,我们测算当下HJT电池银浆成本约为0.13元/W,较TOPCon/PERC银浆成本分别高出约0.07/0.09元/W。HJT产业化过程中,金属化降本是当前最迫切任务,电镀铜作为完全无银化的颠覆性降本技术应运而生,能够有力解决异质结电池银浆成本高的痛点,符合光伏发展第一性原理。当前电镀铜处于从0到1发展阶段,但产业趋势不断增强,头部设备厂已实现向下游送样测试,我们预计随着测试结果陆续出炉,电镀铜有望逐渐成为相对确定的技术方向。 电镀铜兼具“降本”与“提效”优势,有望成为HJT金属化终局技术 与传统的丝网印刷,以及银包铜、钢板印刷等金属化方案比,电镀铜不仅仅能降低成本,更具有提升发电效率的独特优势。提效:我们预计电镀铜较银浆可提效0.3%-0.5%,其原理是铜电镀可以减少光学损失(铜栅线线宽更细)和电学损失(铜栅线电阻率更低)。降本:同样耗量的情况下铜价只有银价的约百分之一,根据我们测算,在良率达标情况下,电镀铜中试线总成本约为0.13元/W,已低于当前全银浆方案成本;远期铜电镀大规模量产后,铜电镀总成本有望降至0.09元/W,基本可以追平0BB+银包铜方案,考虑到电镀铜还具有提效优势,我们认为电镀铜有望成为HJT金属化的终局技术。 图形化和金属化为电镀铜核心步骤,当前技术路径尚未定型 电镀铜包括种子层备制、图形化、金属化、后处理四大环节,其中图形化和金属化为核心工序。图形化:在掩膜上形成栅线图形,栅线形貌和宽度是核心指标,直接影响电池转换效率,当前油墨+LDI方案进展较快,领先玩家已实现出货。远期看,投影式掩模版曝光凭借更精细的成像与更好的国内供应链布局,更具发展空间。金属化:在裸露出的铜种子层上生长铜栅线,良率(栅线均匀性、碎片率)与生产效率是核心指标,当前垂直镀成熟度较高,但存在碎片率较高、自动化率较低等问题。远期看,水平镀在自动化、良品率、电镀液耗量等方面更具优势,有望成为未来主流。 设备进入送样测试关键阶段,产业趋势逐渐明朗,关注从0到1投资机会 当前电镀铜产业处于中试前设备测试阶段,领先设备商芯碁微装、东威科技、罗博特科等均已开始向下游送样机测验。随着今年设备验证结果落地,若良率、效率、成本等测试结果理想,我们预计23年行业将步入中试阶段,24-25年步入量产。电镀铜作为完全“无银化”突破性技术,产业化趋势明确,我们看好后续铜电镀放量空间。新技术投资设备先行,我们预计铜电镀行业将在23年实现从0到1的突破,设备市场空间在2025年有望达到100亿元以上,建议关注铜电镀设备厂商投资机会。 风险提示:铜电镀中试验证情况不及预期,铜电镀设备降本不及预期。 (25)(15)(4)717Mar-22Jul-22Nov-22Mar-23(%)电力设备与新能源沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 2 电力设备与新能源 正文目录 异质结降本诉求迫切,电镀铜发展恰逢其时 ................................................................................................................. 3 银浆在异质结非硅成本中占比高,降本诉求迫切 .................................................................................................. 3 电镀铜与HJT配适性更好,具备大规模上量HJT基因 ........................................................................................ 4 电镀铜兼具降本与提效优势,有望成为HJT金属化终局技术 ...................................................................................... 5 提效:栅线导电性更好+高宽比更优,电镀铜较银浆可提效0.3%-0.5% .............................................................. 5 降本:以“铜”代“银”,预计量产成本可基本追平0BB+银包铜方案 ................................................................ 6 图形化和金属化为电镀铜核心步骤,当前技术路径尚未定型 ....................................................................................... 7 种子层:制备金属电极的预备环节 ....................................................................................................................... 9 图形化:当前激光直写进展较快,投影式掩模版光刻更具发展空间..................................................................... 9 金属化:影响量产良率与生产效率的核心环节,水平电镀可能更具优势 ........................................................... 12 产业化趋势明确,头部设备商陆续送样验证,行业即将步入中试 .............................................................................. 15 电镀头部设备商已陆续实现设备出货,当前处于产业化导入阶段 ...................................................................... 15 芯碁微装:PCB光刻设备龙头,激光直写光刻设备已进入中试阶段 .......................................................... 16 苏大维格:微纳结构产品领先企业,掩膜版投影式曝光设备即将交付下游验证 ......................................... 16 罗博特科:电池片及硅片自动化设备供应商,新型铜电镀设备已完成首台交付 ......................................... 17 东威科技:PCB电镀龙头企业,开拓光伏铜电镀领域 ................................................................................ 17 多家电池组件企业布局铜电镀领域,23年行业有望步入中试阶段 ..................................................................... 17 铜电镀规模放量可期,预计2025年设备市场达到100亿元以上 ....................................................................... 18 风险提示 ............................................................................................................................................................. 19 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 3 电力设备与新能源 异质结降本诉求迫切,电镀铜发展恰逢其时 银浆在异质结非硅成本中占比高,降本诉求迫切 银浆成本占异质结电池非硅成本的40%以上,是降本空间最大的部分。HJT电池由N型硅片、非晶硅薄膜、透明导电层、金属电极构成,由于非晶硅薄膜只能在300摄氏度以下的低温环境中制备,因此高温烧结的金属化工艺不适合用于HJT电池,目前HJT行业均采用树脂固化的低温银浆制作电池电极,银浆用量和价格均大幅高于PERC和TOPCon,目前银浆成本占据HJT非硅成本绝大部分,占比40%以上。HJT银浆成本高昂由量价两方面影响。 1)量:低温银浆不经过高温烧结,低温工艺下电极残留的其他成分导致电阻率偏高、导电性能偏差,故须增大银浆用量进而降低电阻;同时,HJT为双面结构且双面都需要用纯银,不像PERC电池背面可用银铝浆,所以HJT电池银耗量较高。据PV-Tech数据,2022年HJT电池银耗量为在18-20mg/W左右,大幅高于PERC电池银耗量10mg/W和TOPCon电池银耗量13mg/W。 2)价:低温银浆技术目前为日本供应商垄断,国产化率较低,目前低温银浆较高温银浆售价高出近2000元/kg。 图表1: 2022年不同电池技术银浆耗量对比 图表2: 2022年HJT电池非硅成本构成 资料来源:PV-Tech官网,华泰研究 资料来源:CPIA,PV-Tech,华泰研究 银浆成本高昂是导致异质结成本高于PERC与TOPCon的最主要因素,异质结电池对于降低银浆成本的诉求迫切。根据我们测算,当下HJT电池金属化成本约为0.13元/W,较TOPCon/PERC银浆成本分别高出约0.07/0.09元/W,是HJT成本高于PERC与TOPCon的最主要原因,银浆降本是当前HJT产业化最迫切任务。 图表3: HJT电池与TOPCon电池非硅成本构成 资料来源:CPIA,华泰研究预测 10131902468101214161820PERCTOPConHJTmg/w靶材9%折旧24%电力6%人工6%其他化学试剂12%银浆43%HJTTOPConPERC单位非硅成本0.130.070.05元/W银浆0.030.000.00元/W靶材0.080.040.03元/W折旧0.020.030.02元/W电力0.020.020.02元/W人工0.030.030.03元/W其他化学试剂98%97%98%%良率0.310.190.15元/W非硅成本合计(考虑良率) 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。 4 电力设备与新能源 电镀铜应运而生,为终极去银化降本手段。当前

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