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光伏新技术系列(一):平台技术产业化加速,龙头引领开启新篇章

电气设备2025-04-14华创证券七***
光伏新技术系列(一):平台技术产业化加速,龙头引领开启新篇章

BC电池是一种平台型技术,高效优势驱动产业化发展。 (1)BC电池背接触结构正面无遮挡。BC电池的核心特点是将电池的正负两电极均集成在电池片的背面,而电池正面无任何栅线遮挡,能够最大限度地吸收太阳光,从而提高光电转换效率。BC电池可以与PERC、TOPCon、HJT等电池技术叠加,通过优化设计和制造工艺,进一步提升光伏电池的性能和效率。 (2)BC技术具备美观性好、转换效率高、衰减系数低、温度系数低等优势。 BC电池理论效率极限达29.1%,几乎接近单晶硅电池的理论极限29.4%。2025年BC电池的量产效率已达到27%左右,未来转换效率仍有较大提升空间。凭借高发电效率、低温度系数、低衰减的优势,BC组件综合输出功率更高,助力单瓦BOS成本和度电成本下降,提高终端收益。应用场景方面,BC组件正面外观更加整洁美观,高度适配高端分布式场景;随着BC组件双面率提升,正在向集中式地面电站场景不断拓展。 BC电池生产工艺更复杂,激光和镀膜设备增量较大。 (1)制造工艺更为复杂,生产流程环节增多。BC电池生产工艺复杂的原因主要源于其独特的结构设计和工艺精度要求。一方面,BC电池背面结构复杂,电极全部置于电池背面,需要在背面形成复杂的分区结构;另一方面,背面功能层增加,增加了工艺控制的复杂性。此外,激光开槽是BC电池生产中的关键工序之一,用于在背面形成精确的图形化结构,需要激光设备具有极高的稳定性和精度,此外,背面扩散层的掺杂浓度、深度和分布也需要精确控制。 (2)单GW设备投资额仍然较高,激光、镀膜等设备价值量明显提升。据爱旭股份公告,单GWABC电池产能的设备投资额约3.82亿元;其中镀膜、激光设备占比分别为25%、15%。据CPIA,2024年xBC电池单GW设备投资额约3亿元,随着工艺成熟以及规模效应显现,未来投资成本有望逐步降低。 BC电池产业化发展加速,2025年有望规模化放量。 (1)隆基绿能HPBC产能规模领先,HPBC 2.0产品2025年迎来有望放量。 据公司2024年中的规划,2025年底前公司BC产能将达到70GW,其中HPBC 2.0产能约50GW,2026年底国内电池基地计划全部迁移至BC产品,2027年公司BC产能有望达100GW。随着西咸新区一期年产12.5GW电池和铜川12GW电池等BC二代项目建设和产能改造项目推进2024年底公司HPBC 2.0产品将规模化进入市场,2025年有望迎来更大规模放量。 (2)爱旭股份ABC产能建设顺利,2025年出货规划20GW以上。公司珠海基地10GW ABC产能已投产;义乌基地产能规划15GW,其中8GW已满产,剩余7GW在陆续安装中;济南基地产能规划10GW,预计2025年上半年电池产能投产。据公司预计,中远期ABC产能空间可达100GW以上,为BC技术的广阔市场蓄能。 投资建议:BC电池技术具有高发电效率、低温度系数、低衰减、美观性的优势。随着工艺成熟度提升以及产业配套完善,BC电池技术经济性逐步显现,产业化进程明显提速,2025年有望迎来1-10阶段。(1)设备环节:工艺升级驱动量价齐升。BC核心设备需求集中在激光、镀膜、扩散等环节,价值量提升较大;建议关注帝尔激光、海目星、拉普拉斯、捷佳伟创等。(2)主材环节:领先布局享受溢价红利。头部BC电池组件企业凭借领先布局有望充分享受溢价红利,建议关注爱旭股份、隆基绿能。(3)辅材环节:配套迭代获取超额利润。BC技术对焊带、金属化、胶膜等环节性能要求升级,具备定制化能力的优势辅材企业有望受益,建议关注宇邦新材、聚和材料、帝科股份、福斯特。 风险提示:行业竞争加剧、产业化推进不及预期、光伏行业需求不及预期、贸易摩擦风险。 投资主题 报告亮点 本篇报告从BC电池性能特点、生产工艺以及量产进展等方面展开分析。 (1)介绍了BC电池核心的结构特点以及性能优势。(2)结合生产工艺流程,对BC电池的生产设备增量进行分析。(3)复盘了BC电池的发展历史,并梳理了龙头企业目前BC的产业化布局。 投资逻辑 BC电池技术具有高发电效率、低温度系数、低衰减、美观性的优势。随着工艺成熟度提升以及产业配套完善,BC电池技术经济性逐步显现,产能、成品、应用场景等方面持续突破,产业化进程明显提速,2025年有望迎来1-10的发展阶段。 (1)BC电池生产流程更长且工艺复杂,设备环节有望量价齐升。由于独特的结构设计和工艺精度要求,BC电池工艺流程更为复杂,核心设备需求集中在激光、镀膜、扩散等环节,价值量有望迎来较大提升。 (2)头部企业布局领先,有望享受溢价红利。随着BC电池技术产业化进程加速,头部电池组件企业具备领先的技术优势和产能规模,有望率先享受市场溢价红利。 (3)辅材环节配套进行迭代升级,有望获取超额利润。BC电池技术对焊带、金属化、胶膜等辅材环节的性能要求更高,具备定制化能力的优势辅材企业有望受益。 一、BC电池是一种平台型技术,性能优异驱动产业化发展 (一)BC电池结构复杂,栅线及PN结均位于电池背面 IBC电池(Interdigitated Back Contact,指交叉背接触)是一种高效光伏电池技术,其核心特点是将电池的正负两电极均集成在电池片的背面,而电池正面无任何栅线遮挡。这种独特的结构设计使得IBC电池能够最大限度地吸收太阳光,从而显著提高光电转换效率和发电功率。 xBC电池的核心基础是IBC电池。实际上xBC电池并不是指一种单独的电池片种类,而是一种结构优化的电池制作技术,可以与PERC、TOPCon、HJT等其他电池技术叠加。 xBC电池通过改进背面电极的设计、优化电池的钝化层、采用更先进的制造工艺等手段,可以进一步提升光伏电池的性能和效率。 图表1 IBC电池正面无栅线遮挡 图表2 xBC电池是一种结构化电池技术 BC电池中,光生载流子在电池内部产生向背面移动并收集。(1)传统晶硅光伏电池,如BSF、PERC电池等,正面有栅线电极用于收集电流,光生载流子在电池内部产生后,需要通过正面的栅线电极向外导出电流。(2)BC电池:以IBC为例,电池正面仅作为光线的入口,电池正面的电极栅线全部转移到电池背面,PN结和金属接触均处于电池背部,呈叉指状方式排列。光生载流子在电池内部产生后,直接向背面移动并被收集,避免了传统电池结构中正面电极栅线对入射光的遮挡,减少了光学损失。 图表3 TOPCon电池正背面均有电极 图表4 IBC电池正负金属电极呈叉指状排列在背面 以N型晶硅衬底的IBC电池结构为例,主要结构和作用如下。结构从上到下分别对应:SiN(减反射层)、SiO₂(钝化层)、nFSF(前表面场)、N型基区、P/N发射极、SiO₂(钝化层)、金属电极。 + + + x (1)SiN减反射层:降低受光面的反射损失,从而提高光的吸收效率,同时还具备一定的钝化作用,能够减少表面的少数载流子复合,进一步提升电池的性能。 x (2)SiO₂钝化层:位于电池结构的顶部和底部,能够有效钝化晶硅表面的悬挂键,降低少数载流子的表面复合速率,延长了载流子的寿命,提高电池的开路电压和整体效率。 + (3)nFSF前表面场:利用场钝化效应进一步降低少数载流子的表面复合几率。 + + (4)P发射极/N背场:通过硼扩散和磷扩散形成高浓度掺杂区,两区之间由未进行重掺杂的基区隔开。P与N型基区形成PN结,N与基区硅基底形成高低结,增强载流子的分离能力。 + + + + (5)金属电极:IBC金属电极呈叉指状排列,分别与P和N区对应接触。通过结构设计、优化材料和制备工艺,可以进一步降低串联电阻,提高电池填充因子和整体效率。 图表5 N型晶硅衬底的IBC太阳能电池结构示意图 (二)性能优异驱动产业化发展,应用场景可实现全覆盖 1、BC技术具备转换效率高、衰减系数低、温度系数低等优势 BC电池理论转换效率高,未来发展空间广阔。理论效率方面,BC电池理论效率极限达29.1%,几乎接近单晶硅电池的理论极限29.4%。量产效率方面,2025年BC电池的量产效率已达到27%左右,降本增效是光伏行业的主旋律,未来BC电池转换效率仍有较大提升空间,预计将是未来重要的发展方向之一。 图表6不同电池技术转换效率持续提升 目前已实现商业化量产出货的组件中,采用BC技术的组件效率排名靠前。据2025年3月TaiyangNews发布的《TOP SOLAR MODULES Listing》报告,前三名均采用BC技术路线,分别是爱旭的Comet 2U系列组件、隆基绿能的Hi-MO9组件、MAXEON的Maxeon 7组件,组件转换效率分别达24.2%、24.1%、24.1%。 图表7 2025年3月商业化量产效率排名前三分均采用BC技术 图表8 BC技术在商业化量产组件效率排名靠前 除发电效率高以外,BC电池还具备温度系数低、功率衰减少的优势,能够有效提升终端电站收益。BC组件温度系数较低,约为-0.26%/℃,低温度系数意味着电池在高温环境下的性能下降较少,这对于安装在炎热地区的光伏统尤为重要。衰减系数方面,BC组件首年1%,2-30年≤0.35%,低衰减系数意味着电池在长期使用过程中性能下降的速度较慢,发电量损失更小。凭借高发电效率、低温度系数、低衰减的优势,同版型情况下,BC组件综合输出功率更高,可以有效助力单瓦BOS成本和度电成本下降,提高终端收益。 图表9温度系数越低组件高温发电性能越好 图表10衰减系数越低组件长期性能下降速度越慢 2、美观性高度适配分布式场景,高效率优势拓展集中式市场 (1)外观适配高端分布式场景,具有较高溢价水平 BC组件正面外观更加整洁美观,在高端分布式场景溢价明显。传统电池正面的金属栅线会在一定程度上影响光伏组件的视觉效果,其表面有明显的线条纹路。而BC电池正面无栅线遮挡,BC组件正面在外观上更加整洁。一般情况下,BC组件除了边框、背板、电池片之间的缝隙以外,其他部分均为黑色。若这些部分改为黑色材料,可以使整个BC组件从外观上看呈现全黑效果,在对美观度有较高要求的高端户用场景以及建筑一体化(BIPV)场景中具有明显外观优势。据爱旭股份2024年11月投资者关系活动记录表,在海外市场公司BC产品溢价水平可达15%-40%;在国内户用、工商业、地面市场都可达10%以上的溢价。 图表11 BC组件正面外观更加整洁美观 图表12华为家庭绿电采用全黑BC组件方案 (2)国央企集采设置BC标段,集中式场景接受度提升 目前BC组件双面率提升至75%左右,与TOPCon、HJT等技术路线差距缩小。双面率是指光伏组件在相同光照条件下,背面发电效率与正面发电效率的比值,双面率组件背面的发电能力越强,综合发电效率越高。BC电池正面栅线转移至背面,导致组件背面遮挡面积增加,此前BC组件双面率较低,但随着技术不断创新迭代,目前BC组件双面率已经提升75%左右。 图表13 BC组件双面率已提升至75%左右 随着BC组件双面率提升,背面发电功率差距进一步缩小,有望向集中式地面电站场景不断拓展。组件的综合发电功率等于正面及背面发电功率之和,其中背面发电功率会受到双面率和地面反射率的影响。据光伏发电站设计规范数据,常见集中式光伏电站安装场景(如沙漠、草地等)地面反射率一般在10%-30%左右。以正面转换效率23%,双面率85%的组件为基准,测算75%双面率的BC组件正面转换效率差值超过0.6%时,即可实现综合发电功率的反超。随着BC电池组件的双面率背面工艺的不断优化,未来双面率还有提升的空间,BC双面组件的背面发电劣势有望进一步被弥补。 图表14常见的地面反射率一般在10%-30%左右 图表15 BC组件双面率差距可通过正面功率弥补 国央企组件集采逐渐将BC组件纳入招标范围,下游接受度逐渐提升。五大发电集团2024年下半年以来的组件集采中(国家能源集团暂未开展集采),均设置BC标段,中国华能和中国大唐均单独设立了1GW的BC标段;