背接触BC光伏电池行业报告：xBC电池行业

S1130512080001 yaoygjzq.com.cn xBC 背接触（BackContact，BC）概念于1975年提出，后经过不断演化、改进，现已成为行业公认的高效光伏电池技术路线之一。从转换效率的角度来说，由于BC结构正面无栅线遮挡，受光面积增大，入射光利用率得到提高，因此在被提出至今近50年的时间里，在转换效率上始终保持绝对优势；从观赏性的角度来说，BC结构组件正面无栅线遮 挡，外观上可以兼顾高颜值，更加符合多元化建筑场景的应用，因此深受分布式市场的喜爱；从工艺兼容性的角度来说，BC工艺为兼收并蓄的富有延展性的工艺，可以与TOPCon、HJT工艺相结合，在正面充分利用的前提下进一步优化钝化结构，持续做到电池转换效率的提升。 xBC工艺壁垒高，耗材/设备变化较大，技术优势红利期长：①BC电池的生产工序较长，尤以背电极制作较为繁琐， 需要经历2~3道激光开槽工艺，对设备稳定性/工艺成熟水平要求较高，而激光开槽过程中造成的漏电问题是制约电池片生产良率的重要瓶颈；②由于背电极相互交叉，在焊带设计/焊接工艺和封装工艺也需要做相应调整。焊带方面，扁平化、变薄变宽趋势；串焊机方面，焊接精度要求大幅提高，焊接过程中需要避免发生翘曲问题，需要BC结构专用串焊机。因此综合评估看来，一般厂商并非拥有TOPCon或HJT技术、产能即可随时转产BC结构电池，在BC领域研发投入积累多、成果丰富的企业，将能在量产阶段保持相对较长时间的技术优势红利期。 得益于头部企业的积极引领和产业内上下游多方面的技术进步，2023年开始xBC工艺发展速度较快：①激光在光伏 中的应用逐步普及，现有厂商多采用激光图形化取代光刻工艺，目前激光技术在xBC电池上的应用主要为刻蚀掩膜、制备PN区交叉指结构、PN区隔离及钝化膜开槽等核心工艺步骤，经济性大幅提升；②xBC电池产业链上下游的快速协同配套，尽管国内的BC电池于2023年刚刚进入量产阶段，但产业链配套已形成很好的配合，从辅材、耗材、设备等方面均给予了BC电池产业化强有力的支持，各环节龙头公司基本均实现向头部BC厂商的量产供货；③龙头电池及组件企业扩产的带动作用，尽管目前仅有少数头部企业押注了xBC工艺技术路线，但龙头企业的技术路线选型具备较大的影响力及示范作用，带动行业内其它头部企业内部研发同样对xBC工艺保持了一定关注，对于xBC工艺量产所遇到的难点和痛点予以克服，因此共同带动了xBC工艺的快速进步。 投资建议与估值 针对xBC工艺产业化所带来的投资机会，我们认为目前主要集中在2个方向：一是xBC生产工艺中较此前PERC、TOPCon应用更为广泛、价值量更高的电池激光设备厂商及出现较大变化的组件端相关设备厂商，重点推荐奥特维、帝尔激光、英诺激光；二是在xBC工艺产能布局领先、产业化进展较快的头部组件、电池厂商，重点推荐隆基绿能、爱旭股份。 风险提示 BC工艺产业化进展不及预期，竞争加剧风险，行业需求不及预期，产业链价格下行过快风险。 内容目录 1、光伏终端需求旺盛，多元化应用场景催生BC路线新机遇4 1.1海内外分布式装机规模持续高增，差异化组件应用场景顺势扩张4 1.2xBC结构研究历史悠久，多种方案路线效率均处于行业领先6 2、复盘Maxeon——全球第一个实现IBC技术商业化的企业8 3、xBC结构技术上可兼收并蓄，效率提升空间大11 4、xBC工艺流程较长，产业化壁垒高14 4.1工艺流程环节增多，制程精度要求提高14 4.2电池端增加多道激光工序，激光设备重要性显著提升15 4.3组件端：全新的互联方式，串焊环节变化较大18 5、推荐标的19 5.1奥特维：光伏设备平台化龙头企业，充分受益于电池、组件技术迭代19 5.2帝尔激光：激光方案覆盖光伏多条技术路线，与龙头企业保持紧密合作20 5.3英诺激光：深耕激光核心技术，有望扩大在光伏领域的应用20 5.4隆基绿能：一体化组件龙头，xBC产能规划行业领先21 5.5爱旭股份：国内xBC路线先行者，海外市场持续发力22 6、风险提示24 图表目录 图表1：2023年前三季度国内分布式装机占比约52%4 图表2：近年来，国内分布式装机占比较高4 图表3：2022年来美国分布式装机占比显著提升4 图表4：近两年英国家庭光伏装机占比50%以上4 图表5：现阶段同版型双面PERC组件较单面组件溢价0.02元/W左右5 图表6：目前xBC电池双面率显著低于其他路线6 图表7：不同场景下，地面反射率不同6 图表8：为保持同一发电量水平不同应用场景、不同电池双面率对于电池效率提升幅度的要求6 图表9：xBC电池效率提升路线主要分为三条路径7 图表10：TOPCon/HJT/xBC25%以上实验室效率统计7 图表11：2023年1-10月xBC组件效率较其他技术路线优势明显8 图表12：Maxeon拆分自Sunpower，至今发展近40年9 图表13：MaxeonIBC产品历经5次迭代9 图表14：MaxeonIBC组件年度出货约1GW10 图表15：MaxeonIBC组件较P系列溢价基本稳定在0.2美元/W左右10 图表16：IBC系统价格较市场HJT、PERC组件有明显溢价11 图表17：IBC电池N/P分隔结构（电池背面俯视图）11 图表18：IBC——xBC路线基础结构12 图表19：IBC+HJT=HBC12 图表20：四种有望实现产业化的TBC结构13 图表21：Al-p-TBC结构需关注漏电问题14 图表22：背面P区多层结构需关注复合问题14 图表23：P-Si基BC核心工艺流程较PERC复杂15 图表24：N-Si基BC核心工艺流程涉及多道激光工艺15 图表25：TBC常规路线包含三道激光环节16 图表26：脉冲持续时间越短，对材料的破坏越小16 图表27：各类激光工艺对比17 图表28：金属化开孔要求对准精度增加17 图表29：IBC电池铜电镀工艺18 图表30：绝缘胶隔离焊带和细栅18 图表31：特殊焊带实现局部绝缘化18 图表32：Maxeon背面使用了导电金属板19 图表33：刚性互联方案对局部区域有绝缘要求19 图表34：奥特维是光伏设备厂商中极少数的平台化厂商20 图表35：公司激光方案覆盖多条技术路线20 图表36：公司激光技术在光伏领域应用丰富21 图表37：隆基HPBC产品性能较PERC产品全方位领先21 图表38：隆基HPBC电池结构22 图表39：隆基Hi-MOX6艺术家系列随心选色22 图表40：隆基波兰40KW户用分布式屋顶发电项目22 图表41：爱旭ABC电池及组件产能规划86GW23 图表42：爱旭ABC组件海外订单持续落地23 1、光伏终端需求旺盛，多元化应用场景催生BC路线新机遇 1.1海内外分布式装机规模持续高增，差异化组件应用场景顺势扩张 2023年，在组件价格持续走低，光伏发电经济性进一步凸显的背景下，国内前期积压的地面电站项目显著放量，同时工商业及户用分布式项目的投资回报率保持较优水平，光伏终端需求旺盛。根据国家能源局统计，2023年Q3国内新增光伏装机50.52GW，同增133%、环增13%。集中式装机24.34GW，同增303%，占比48.2%；分布式装机26.18GW，同增67%；工商业/户用分布式14.73/11.46GW，占比29%/23%。前三季度集中式/工商业/户用分布式装机61.8/34.2/33GW，占比47.9%/26.5%/25.6%，装机结构中分布式占比连续三季度均超过50%。在当前全球平均低至个位数的光伏发电渗透率背景下，由于区域分布的广泛性和来源的多样性，潜在分布式需求对价格的弹性释放有很大概率会持续超预期。图表1：2023年前三季度国内分布式装机占比约52%图表2：近年来，国内分布式装机占比较高 来源：能源局，国金证券研究所来源：能源局，国金证券研究所 2023年美国光伏装机结构与国内趋势较为相似，虽然由于多重新因素导致地面电站项目放量，分布式装机比重略有下滑，但在整体装机需求高增的带动下，分布式项目绝对值显著增加。2023上半年，美国新增光伏装机11.6GW，其中新增分布式装机4.5GW，住宅/社区/商用在分布式中的占比分别为74.2%/12.3%/13.6%。对于欧洲地区来说，俄乌冲突导致欧洲居民电价大幅上涨，刺激了以户用为主的中小型光伏和储能系统的安装。即使经历了整整一年的高增长，光伏仍难以满足欧洲因俄气退出而导致的电力供应缺口，有望推动2023年及以后欧洲光伏需求继续高速增长。以英国为例，2023上半年，英国新增光伏装机0.6GW，其中家庭光伏装机0.4GW，占比64.2%，近2年来年英国家庭光伏装机占比超50%。 图表3：2022年来美国分布式装机占比显著提升图表4：近两年英国家庭光伏装机占比50%以上 来源：SEIA，国金证券研究所来源：GOV.UK，国金证券研究所 光伏装机结构持续变化叠加价格优势，单面组件市场具有较大潜力。无论集中式或者分布式，性价比一直是终端选择组件产品最为重要的因素。根据盖锡咨询统计，现阶段182版型双面组件价格较单面仍有0.02元/W的溢价，对于一些不追求双面发电的差异化地面电站应用场景和屋顶光伏而言，单面组件既满足发电需求又具备经济性。随着单面市场需求增长，近年来BC结构组件作为一种可实现更高效率的单面电池技术，被市场广泛关注。 图表5：现阶段同版型双面PERC组件较单面组件溢价0.02元/W左右 来源：盖锡咨询，国金证券研究所 打破固有印象，双面率高在一定条件下并非对发电量有很大增益。根据光伏组件安装的实际情况，组件正面太阳光直接照射，背面接收经地面反射后的太阳光，太阳光激发硅基体产生载流子，实现发电，因此发电量主要与四个参数相关：正/背面光照获取情况、正/背面电池效率。xBC结构组件虽正面无遮挡，但电池电极均位于背面，且栅线较宽，行业普遍认为xBC电池的高效率是牺牲双面率获得的（双面率=背面效率/正面效率）。然而根据我们测算，在地面反射率越小的场景中，发电量水平对正面效率（也就是我们常常提到的转化效率）的变化越敏感。在不考虑其他因素的情况下，根据公式：电池发电量=正面发电量+背面发电量=电池面积*标准光强*正面效率+电池面积*（标准光强*地面反射率）*（正面效率*双面率），假设182mm*182mm尺寸的电池片正面转换效率24.5%，标准光强为1000W/m2，在普通 地面材料（混凝土）的反射下，以90%双面率的电池发电量为基准，当双面率降至40%的时候，要想产生相同的电量，正面转换效率需要提高1.84%。根据实际情况，光伏装机常见的应用场景中，反射率普遍在15%-30%之间，因此理论上来讲双面率的损失是可以通过高效率（正面效率）去弥补的。 图表6：目前xBC电池双面率显著低于其他路线图表7：不同场景下，地面反射率不同 环境 反射率 环境 反射率 草地 0.18-0.32 沥青 0.15 旷野 0.26 水表面（入射角＞45°） 0.05 荒土 0.17 水表面（入射角＞30°） 0.08 沙砾 0.18-0.23 水表面（入射角＞20°） 0.12 混凝土 0.2-0.3 森林 0.05-0.18 水泥 0.55 雪地 0.45-0.9 沙漠 0.24-0.28 冰面 0.69 来源：光伏们，PV-Tech，国金证券研究所来源：坎德拉官网，国金证券研究所 图表8：为保持同一发电量水平不同应用场景、不同电池双面率对于电池效率提升幅度的要求 水表面（入射角＞45°） 混凝土 草地 沙地 冰面 电池双面率 地面反射率 5% 16% 23% 40% 69% 40% 0.60% 1.84% 2.58% 4.22% 6.63% 50% 0.48% 1.45% 2.02% 3.27% 5.03% 60% 0.36% 1.07% 1.49% 2.37% 3.59% 70% 0.24% 0.71% 0.97% 1.53% 2.28% 80% 0.12% 0.35% 0.48% 0.74