电力设备新能源行业：降本增效恒久追求，新电池技术变革来袭

01 02 03 05 04 2 投资建议 光伏产业发展的核心驱动力是度电成本不断下降，降本增效是产业的恒久追求，新一代电池技术有望快速崛起。看好积极布局TOPCon、HJT、IBC/HBC等新一代电池技术的电池厂商，有望获取先发优势，享受技术迭代过程中的超额收益。 推荐标的：隆基股份、通威股份、爱旭股份、晶科能源、钧达股份、晶澳科技、天合光能。 表：光伏投资标的估值一览 代码 公司名称 收盘价 EPS PE 评级 2023E 2024E 2025E 2023E 2024E 2025E 601012 隆基绿能 30.11 2.45 3.12 3.65 12.29 9.65 8.25 增持 600438 通威股份 35.04 5.04 4.56 5.09 6.95 7.68 6.88 增持 600732 爱旭股份 24.36 1.93 2.47 3.11 12.62 9.86 7.83 增持 688223 晶科能源 12.06 0.53 0.71 / 22.75 16.99 / 增持 002865 钧达股份 105.86 11.39 15.13 17.61 9.29 7.00 6.01 增持 002459 晶澳科技 30.43 2.73 3.54 4.39 11.15 8.60 6.93 增持 688599 天合光能 36.92 3.30 4.84 6.22 11.19 7.63 5.94 增持 数据来源：Wind、国泰君安证券研究(注：收盘价为2023年8月9日) 3 /CONTENTS 01 02 03 04 4/ 5/ 1.1 IRR和LCOE两大指标衡量电站收益 IRR：在光伏电站项目的投资成本现金流和运行期发电收益现金流 相等时的贴现率。 � 图、以美国市场为例，初始投资、电价、补贴和贷款利息对IRR影 �−贷款比例 ෍每年净现金流−系统造价× （�+𝑰𝑹𝑹）� =� � 正相关：内部收益率与倾斜面年总辐射量、光伏组件面积、光伏组件的转化效率、光伏电站系统总效率、电价及贷款比例等 负相关：运维费用、财务费用、系统造价等 影响程度：从高到低分别是，初始投资、电价、年光伏发电量、投 资补贴和年贷款利息。 响从高到低 数据来源：Theinternalrateofreturnofphotovoltaicgrid-connectedsystems:Acomprehensivesensitivityanalysis、国泰君安证券研究 6 1.1 IRR和LCOE两大指标衡量电站收益 LCOE：对光伏项目生命周期内的成本和发电量进行平准化得到的发电成本，即生命周期内的成本现值/生命周期内发电量现值。 𝑳𝑪𝑶� =初期投资−生命周期内因折旧导致的税费减免的现值+生命周期内因项目运营导致的成本的现值−固定资产残值的现值 生命周期内发电量 图、发电系统LCOE占总系统LCOE比例大图、低WACC情境下，硬件和技术安装成本是LCOE首要影响因素 数据来源：JRC、国泰君安证券研究 数据来源：JRC、国泰君安证券研究 7 1.2 电价下行倒逼降本增效，PERC面临成本和效率困境 装机成本下行： 光伏技术进步使得装机成本不断下行，全球平价市场正在逐步扩大。 平价项目快速增长： 全球各地区光伏最低中标价格连续下降，我国2021年起地面及工商业电站均无补贴。 电价下行倒逼上游降本增效 图、光伏最低中标电价连续下降 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 美分 /kWh 数据来源：CPIA、国泰君安证券研究 图、2019-2020各地区光伏最低中标价格屡创新低 12 10 8 6 4 2 0 美分 /kWh 葡萄牙阿联酋卡塔尔葡萄牙阿联酋巴西 埃塞尔比亚乌兹别克斯塔哈萨克斯坦 印度中国柬埔寨德国匈牙利日本孟加拉 数据来源：CPIA、国泰君安证券研究 8 1.2 电价下行倒逼降本增效，PERC面临成本和效率困境 效率瓶颈： 商业化尺寸PERC电池效率世界纪录已停留多年未有前进。2021年底，PERC量产效率有望提升到23.5%，理论上有 望提升到行业普遍认为的效率极限24%，但效率进一步提升的技术难度和成本挑战明显增加。 技术难题： 电阻率窗口窄、EL良率下降、双面PID现象、LeTID现象等。 24.50 24.00 23.50 23.00 22.50 22.00 21.50 21.00 20.50 20.00 效率/% 隆基23.26 晶科22.78 隆基22.71 隆基24.03 晶科23.95隆基23.60 晶科23.45 天合22.61 图、PERC效率趋近瓶颈 数据来源：国泰君安证券研究 图、PERC存在固有理论效率劣势 27% 26% 25% 24% 23% 22% 21% 20% 201920202021E2023E PERCP型多晶黑硅电池 PERCP型单晶电池异质结电池 2025E2027E2029E PERCP型铸锭黑硅电池 N-PERT/TOPCon电池 数据来源：CPIA、国泰君安证券研究 9 1.2 电价下行倒逼降本增效，PERC面临成本和效率困境 产能快速发展过程： ①单晶PERC电池效率不断提升，单多晶电池转换效率差拉大，产品溢价高于技改带来的非硅成本上升，刺激企业加 大PERC产能布局。②关键设备国产化降低PERC产线成本，带动投资成本快速下行。 降本空间： 2022年，PERC电池市占率达88%，产品溢价不再，单瓦盈利逐步下行，降本空间趋近极限。 PERC市占比 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2018 2019 2020 2021 2022 图、PERC产能已基本完成替代 数据来源：CPIA、国泰君安证券研究 图、PERC电池非硅成本降本空间已趋极限 0.40元/W 0.20 0.00 20182019 化学试剂 背银TMA 20202021 正银背铝电力 数据来源：Solarzoom、国泰君安证券研究 10 1.2 电价下行倒逼降本增效，PERC面临成本和效率困境 降本增效是恒久追求，效率提升是长期方向。 光伏产业发展的核心驱动力是度电成本不断下行，带动投资收益率的不断提升，而降本增效是产业发展的恒久追求。在PERC转换效率和降本空间逼近极限的当下，具有更高转换效率的新型电池技术迎来发展窗口期，TOPCon、HJT、IBC/HBC等新一代电池技术有望快速崛起。 图、光伏电池技术路线转换效率预测 数据来源：NREL、国泰君安证券研究 11 2.1 N型电池投资提速，下一代技术变革来袭 图、单多晶及N型电池片产能预估（GW） P-typeMonoN-typeMonoxBC 2,000 1,500 1,000 690 886 978 1,079 500 94 474 490494 491 491 0 202120222023F2024F2025F2026F 380 降本提效驱动晶硅电池技术迭代： 多晶到单晶、第一代铝背场BSF电池到第二代RERC电池。在当前RERC电池呈现效率和成本优化疲态下，新技术道路的选择与部署对各大电池厂商及整个光伏市场来说尤为重要。 N型电池投资提速，产业化进程加速： TOPCon和异质结电池是现阶段N型电池片扩张的主流方向。 图、晶硅电池技术方向 HJT N型 HBC IBC TBC 单晶 PERT TOPCon 晶硅电池 多晶 P型 铸锭单晶 +PERC 常规多晶 PERC 黑硅 黑硅+PERC 数据来源：InfoLink、国泰君安证券研究 图、单多晶及N型电池片产出预估（GW） 12 P-typeMonoN-typeMonoxBC 800 600 400 130 200 0 341 473 568 1 154 2021 19 251 268 2022 2023F 125 2024F 52 2025F 14 2026F 数据来源：CPIA、国泰君安证券研究 数据来源：InfoLink、国泰君安证券研究 13/ 2.1 N型电池投资提速，下一代技术变革来袭 N型组件产品加速替代：2023SNEC厂商重点推广产品高效组件产品TOPCon、HJT和xBC组件。 1、高效组件产品中，绝大多数企业均有TOPCon产品展示，侧面印证TOPCon将成为继PERC后的下一代主流电池技术。 、xBC产品主要的展商仍然为隆基和爱旭，本次天合和正泰也展示了xBC组件的概念产品。 2、本次展会除了原有的HJT厂商展示HJT组件产品外，传统的头部企业如晶澳、天合，通威亦有HJT产品展示。 3 数据来源：InfoLink14 2.2 TOPCon：效率为王+产线兼容，PERC转型第一选择 TOPCon：隧穿氧化层钝化接触太阳能电池。N型衬底，背面制备一层超薄氧化硅，再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开路电压和短路电流，提高电池效率。 高极限效率：具有更高的效率极限（28.2%~28.7%），接近晶体硅太阳能电池理论极限效率（29.43%）。目前，隆基、晶科、天合分别以25.19%、25.25%和25.5%持续刷新N型TOPCon电池认证效率。 图、TOPCon电池结构 数据来源：中科院宁波材料所 图、双面钝化TOPCon效率达到28.7% 数据来源：Surfacepassivationofcrystallinesiliconsolarcells: Presentandfuture、国泰君安证券研究15 2.2 TOPCon：效率为王+产线兼容，PERC转型第一选择 产线兼容，现有PERC产能后续转型第一选择：与PERC电池工艺的主要增加硼扩、隧穿氧化层沉积等步骤，工艺可在PERC基础上进行改造，通过增加设备等方式进行更新，最大程度保留和利用了现有传统P型电池设备制程。 4种不同的工业化工艺流程：LPCVD工艺成熟且已实现量产，但绕镀、成膜速度慢等仍为主要问题；PECVD制备多晶硅层，工艺流程短，沉积速度快，但气体爆膜会降低整体良率；PVD目前技术还处于研发中。 图、TOPCon电池工艺流程可在PERC产能上叠加 数据来源：国泰君安证券研究 图、4种不同的TOPCon电池工艺流程 16 数据来源：中科院电工所、国泰君安证券研究 2.2 TOPCon：效率为王+产线兼容，PERC转型第一选择 图、TOPCon不同技术路线对比 LPCVD路线 PECVD路线 PVD 工作原理 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的薄膜。 借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体体，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。 在真空条件下，用物理的方法(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，冷壁成膜速率快 原位掺杂，无绕镀，冷壁成膜速率快 缺点 成膜速率慢，有绕度，需要高温 石英器件沉积严重 厚度均匀性偏差气泡问题，膜层致密度不高 设备成本高，靶材用量大Uptime低 成膜速度 5-8nm/min(intrinsic); 1-3nm/min(in-situdoping) >10nm/min(in-situdoping) >10nm/min(in-situdoping) 掺杂方式 二次掺杂磷扩散or离子注入结合退火 原位掺杂 原位掺杂 薄膜绕镀 绕镀，需增加额外刻蚀控制较为复杂 轻微绕镀易清洗 无绕度 工艺时间 本征多晶硅沉积(>120min)磷扩散or离子注入结合退火 掺杂非晶硅沉积(20-40min)晶化退火(30min) NA 产品良率 90%-98% 预期较LPCVD高，待验证 97%(中来) 设备需求 扩散炉or离子注入机/退火炉，刻蚀机 晶化处理需退