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光伏设备| 重要点评:HJT未来已来,技术革命设备商最为受益

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来源:东吴研究所

事件1

    12月4日,迈为股份在江苏苏州召开HJT2.0设备发布会,公布了多款新设备,HJT2.0的清洗制绒,PECVD,PVD,丝网印刷机;组件环节的多主栅印刷设备;浆料环节的新技术银包铜组件均亮相。

事件2

    12月9日,国家电投、福州钜能电力与莆田市政府签订战略合作框架协议,钧石作为项目合作方同时签订了5GW异质结框架协议。

事件3

    12月10日,珠海市国资委与广东高景太阳能科技有限公司签署了光伏新能源项目投资落地合作协议,50GW光伏大硅片项目及销售中心将落地珠海,技术路线预计为N型(TOPCON或者HJT用)+210硅片,总投资约170亿元。

投资要点

 1  作为单结时代的终结者和多结时代的开启者,HJT是未来10年电池环节的平台型技术

    HJT具备高转换效率,双面发电,温度系数低(更适应于高温环境),高稳定性(低衰减率)等电池性能,使得其较容易获得24%以上的转换效率。目前是电池厂和设备商共同努力让其电池效率进一步提升到25%以上的阶段。让HJT电池效率提升至25%的核心——多层膜技术已是业界共识,未来大的发展趋势一定是多结时代。HJT作为单结时代的终结者和多结时代的开启者,是未来10年电池环节的平台型技术,新技术都在现有的HJT产线上做设备增加,起到电池效率提升的作用,预计5年后钙钛矿和HJT做的双结叠层电池的效率可提高到30%+,是未来太阳能电池效率大幅提升的重要技术路线,该技术也会使设备商处于长期高速发展期。

 2 HJT中试线量产效率得到验证,降本增效推动扩产预期提升

    目前各条中试线的量产效率已经在24%以上。HJT电池于2020Q3开始在国内多条中试线上实现约24.0-24.3%的平均转换效率(晋能、通威合肥、通威成都),其中备受市场关注的合肥通威线的最新电池效率稳定在24.5%左右。目前,在9大龙头电池企业中,绝大多数已开始逐渐布局HJT,我们预计随着HJT降本路线逐步实践,后续扩产规划会超市场预期,我们预计2021年会有15-20GW左右扩产,对应设备投资额60-80亿元,迈为作为整线设备龙头,有望占50%以上份额;此外,捷佳伟创和金辰股份在核心设备PECVD环节也有布局。

 3  HJT行业生态培养过程中,全产业链降本加速

    HJT产业生态化进程加速进行中。其中迈为建立HJT整线实验室供供应商做试验,帮助产业链加速研发进度,目前其在苏州吴江的实验室已投入2亿元以上,每年维护费用约3000万元,业内异质结方面人才集聚吴江加快设备降本+设备零部件国产化。实验室已吸引了国内外辅料辅材的供应商——银浆,靶材,特种气体,零部件(泵,阀,传感器等)等在实验室做试验,加快各个环节设备的磨合时间和新供应商的验证时间,整个产业链的产业化进程大幅度提速。

    虽然目前PERC在生产成本上具备优势,但HJT相对PERC已具备修正成本优势,且2022年HJT优势将持续扩大。HJT电池修正成本优势=HJT电池生产成本差异+组件非硅成本差异+BOS成本差异+发电量增益价值,目前HJT已对PERC形成修正成本优势。到2022年,HJT在生产成本上也有望和PERC打平,将实现转换效率、生产成本的全面胜出。

 4 设备商环节各家加紧布局核心设备PECVD,获得整线能力的头部设备商将有先发优势

    截止到2020年底,迈为和钧石是国内仅有的两家具备HJT电池全产业链装备生产能力的设备公司(有客户反馈的整线的中试数据)。此外,最核心设备占比50%的PECVD方面,具备中试数据支撑的公司有钧石,迈为,理想三家;捷佳伟创样机已经完成,已发货客户处调试,预计中试数据最快会在2021Q1获得;金辰股份的重点研发方向包括PECVD,预计样机2021Q1完成;科创板拟上市公司微导股份也在储备PECVD项目的研发。

    我们预计伴随着2021年全行业约有10-20GW的HJT项目扩产落地,已经具备中试数据的公司会参与2021年的订单,其中已经具备整线能力的公司——迈为和钧石,将会获得最高订单份额。

投资建议

    重点看好国内硅片设备龙头晶盛机电,公司Q3末在手订单59亿,同比+130%,前三季度新签光伏订单45亿元,未来2年业绩高增确定。重点看好【某丝网印刷机龙头,异质结具备整线能力】【捷佳伟创】产品线广、协同性强的电池设备龙头;【奥特维】组件设备龙头。

风险提示

    HJT产业化进程不及预期风险、光伏行业装机量不及预期。

 1  作为单结时代的终结者和多结时代的开启者,HJT是未来10年电池环节的平台型技术

    HJT具备高转换效率,双面发电,温度系数低(更适应于高温环境),高稳定性(低衰减率)等电池性能,使得其较容易获得24%以上的转换效率。目前是电池厂和设备商共同努力让其电池效率进一步提升到25%以上的阶段。让HJT电池效率提升至25%的核心——多层膜技术已是业界共识,未来大的发展趋势一定是多结时代。HJT作为单结时代的终结者和多结时代的开启者,是未来10年电池环节的平台型技术,新技术都在现有的HJT产线上做设备增加,起到电池效率提升的作用,预计5年后钙钛矿和HJT做的双结叠层电池的效率可提高到30%+,是未来太阳能电池效率大幅提升的重要技术路线,该技术也会使设备商处于长期高速发展期。

图1:24%的转换效率往25%的转换效率进步,需要引入多层膜技术

 2 HJT中试线量产效率得到验证,降本增效推动扩产预期提升

目前各条中试线的量产效率已经在24%以上。HJT电池于2020Q3开始在国内多条中试线上实现约24.0-24.3%的平均转换效率(晋能、通威合肥、通威成都),其中备受市场关注的合肥通威线的最新电池效率稳定在24.5%左右。目前,在9大龙头电池企业中,绝大多数已开始逐渐布局HJT,我们预计随着HJT降本路线逐步实践,后续扩产规划会超市场预期,我们预计2021年会有15-20GW左右扩产,对应设备投资额60-80亿元,迈为作为整线设备龙头,有望占50%以上份额;此外,捷佳伟创和金辰股份在核心设备PECVD环节也有布局。

图2:目前布局HJT技术的电池厂商,包括了中试线和量产线和远期规划

图3:9大龙头电池片企业,绝大多数已开始布局HJT

 3  HJT行业生态培养过程中,全产业链降本加速

    HJT产业生态化进程加速进行中。其中迈为建立HJT整线实验室供供应商做试验,帮助产业链加速研发进度,目前其在苏州吴江的实验室已投入2亿元以上,每年维护费用约3000万元,业内异质结方面人才集聚吴江加快设备降本+设备零部件国产化。实验室已吸引了国内外辅料辅材的供应商——银浆,靶材,特种气体,零部件(泵,阀,传感器等)等在实验室做试验,加快各个环节设备的磨合时间和新供应商的验证时间,整个产业链的产业化进程大幅度提速。

    在硅片环节,预计N型硅片也将迎扩产。现有的产能大多数是PERC电池用的P型硅片,而HJT用的N型硅片较少,我们判断未来随时HJT渗透率提高,现有的硅片厂的最核心固定资产——单晶炉可能会迎来一波更换热场(P新热场换N型热场)或者直接更换新的大尺寸+N型炉子的更新需求。12月10日,高景太阳能的50GW光伏大硅片项目就明确技术路线预计为N型(TOPCON或者HJT用)+210硅片,总投资约170亿元。由于TOPCON是3年左右的过渡技术路线,我们预计未来高景扩产的大概率是HJT用的N型电池片。

图4:迈为的HJT项目历程

    虽然目前PERC在生产成本上具备优势,但HJT相对PERC已具备修正成本优势,且2022年HJT优势将持续扩大。HJT电池修正成本优势=HJT电池生产成本差异+组件非硅成本差异+BOS成本差异+发电量增益价值。目前对于3.5元/W的光伏系统而言,虽然PERC相对HJT有0.18元的生产成本优势,但HJT相比PERC大约提升7%的全生命周期每瓦发电量,等价于0.26元/W的销售溢价(考虑增值税),因此目前HJT已对PERC形成修正成本优势。到2022年,HJT在生产成本上也有望和PERC打平,将实现转换效率、生产成本的全面胜出。

图5:HJT相对PERC目前已具备修正成本优势,2022年电池生产成本也有望打平

    根据光储亿家Solarzoom的详细测算,到2022年HJT电池片的生产成本将降低到和PERC同一水平,均为0.52元左右。要完成这一降本目标,现有的HJT技术将主要聚焦在银浆使用量降本,和硅片大尺寸+薄片化上面。具体来看,浆料可以降低0.15元/W(多主栅/无主栅,银包铜);硅片可以降低0.21元/W(薄片+大尺寸)。

图6:2022年,HJT电池片单位成本将降低到与PERC同一水平的0.52元

    具体展开来看浆料和硅片两种降本路径:

    (1)浆料降本逻辑:第一步,2020年1月出现MBB替代5BB,由于主栅变细、变短,副栅变少,因此银浆耗量从350mg/片降至180mg/片;第二步,预计2022年,方式A:高精度串焊技术将银耗从180mg/片降至120mg/片,方式B:无主栅使银耗从180mg/片降至100mg/片(但无主栅需要加一层膜);第三步,浆料环节叠加银包铜技术,细栅银浆耗量有望再降30%,从120mg/片降至90mg/片。(备注:银包铜高温一烧就会坏,所以只能低温银包铜,因此银包铜只适合HJT而不适合PERC)。

    (2)硅片降本逻辑:HJT将半片、薄片、大片结合在一起,做预切半片支持下的薄片化和大片化。由于形变量和短边相关,而不是和长边相关,所以半片的形变小,是做薄片化和大片化的基础。HJT可以从160-170μm降至120-130μm,而PERC为170μm。

    我们和市场普遍认知的区别在于:实际靶材和设备折旧都不是降本的大头,靶材只有0.01元的影响;如果设备从现在的4.5亿元降低到2.5亿元(降低了50%),对于成本的降低只有0.02元的影响。设备降价的重要性是会影响首次项目扩产的固定资产投资额,如果设备降本加速,会加快更大的下游扩产速度,长期有利于整个HJT产业化的进程。

 4 设备商环节各家加紧布局核心设备PECVD,获得整线能力的头部设备商将有先发优势

    2020年6月欧洲老牌光伏设备龙头梅耶博格退出HJT时代竞争,直接利好国内设备商。设备商在行业发展中的定位是降本增效,国外设备商缺乏强大的零部件供应链体系和大量的组装工人,在行业发展中退出竞争的案例,在锂电设备,光伏硅片和电池片设备均出现。行业发展从0到1过程中,依靠国外设备;从1到N过程中,设备降本主要需要依靠国内设备商。

    具备整线能力的设备商最受益。截止到2020年底,迈为和钧石是国内仅有的两家具备HJT电池全产业链装备生产能力的设备公司(有客户反馈的整线的中试数据)。此外,最核心设备占比50%的PECVD方面,具备中试数据支撑的公司有钧石,迈为,理想三家;捷佳伟创样机已经完成,已发货客户处调试,预计中试数据最快会在2021Q1获得;金辰股份的重点研发方向包括PECVD,预计样机2021Q1完成;科创板拟上市公司微导股份也在储备PECVD项目的研发。

    我们预计伴随着2021年全行业约有10-20GW的HJT项目扩产落地,已经具备中试数据的公司会参与2021年的订单,其中已经具备整线能力的公司——迈为和钧石,将会获得最高订单份额。

图7:迈为和钧石是国内仅有的两家具备HJT电池全产业链装备生产能力的设备公司

    其中,迈为HJT 2.0整线方案&新一代PECVD推出,各项技术指标参数遥遥领先。迈为HJT 2.0整线自制率达到95%,高自制率推动设备端更高效地迭代和降本,换取更大的扩产市场,加速HJT产业化。目前,1GW迈为的整线=3条迈为的小线=3台清洗制绒*8000片+3台PECVD*8000片+3台PVD*8000片+5条丝网印刷线*5000片的组合。安徽华晟,通威金堂项目,阿特斯等,均采购了迈为的整线订单。

钧石能源近期也获得5GW的异质结框架订单。12月9日,国家电投、福州钜能电力与莆田市政府签订战略合作框架协议,钧石作为项目合作方同时签订了5GW异质结框架协议。

图8:迈为HJT 2.0电池整线解决方案

    新发布的迈为第6代多腔体准动态PECVD,产能为8000片/小时,是目前全市场最高水平。新产品结合了结合半导体的品质和光伏的基因:品质是半导体级别PECVD工艺(高纯度、高精度、高均匀性),同时具备光伏基因(大产能、大通量、低成本)。准动态镀膜包含4个预热腔,8个工艺腔和2个出料腔(简而言之:一个腔镀一种膜,省去大量抽换气时间),使得迈为腔体利用率达70%,而传统静态方法仅40%。基于高效率+低成本的优势,我们预计未来迈为PECVD的份额在全市场的50%以上。

    新一代PECVD镀膜方式也发生了变化:由2台CVD变为3台CVD,并增加一次翻片,使得电池转换效率增益0.15%,达到24.61%,技术指标领先市场。

图9:i-in-p PECVD增加了一台CVD,同时增加了一次翻片

 5  投资建议

    重点看好国内硅片设备龙头【晶盛机电】,公司Q3末在手订单59亿,同比+130%,前三季度新签光伏订单45亿元,同时具备P型+N型能力,未来2年业绩高增确定。重点看好【某丝网印刷机龙头,异质结具备整线能力】。

    看好【捷佳伟创】产品线广、协同性强的电池设备龙头。【奥特维】组件设备龙头。金博股份单晶炉热场龙头。

风险提示

    HJT产业化进程不及预期风险、光伏行业装机量不及预期。

感谢您支持东吴陈显帆团队

东吴机械研究团队荣誉

2019年 新财富最佳分析师 机械行业 第三名

2017年 新财富最佳分析师 机械行业 第二名

2017年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第二名

2017年 卖方分析师水晶球奖 机械行业 第五名

2017年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名

2016年 新财富最佳分析师 机械行业 第四名

2016年 金牛奖最佳分析师 高端装备行业 第四名

2016年 每市组合 机械行业 年度超额收益率 第一名

陈显帆  东吴研究所联席所长,董事总经理,大制造组组长,机械军工首席分析师(全行业覆盖)

机械行业2019年新财富第三名,2017年新财富第二名,2016年新财富第四名,2015年新财富第三名,2014年新财富第二名;所在团队2012-2013年获得新财富第一名。伦敦大学学院机械工程学士、金融学硕士。4年银行工作经验。2011-2015年曾任中国银河证券机械行业首席分析师。2015年加入东吴证券

周尔双  高级分析师(锂电设备,半导体设备,光伏设备,工程机械,智能制造,电梯)

英国约克大学财务管理学士、金融学硕士,六年机械研究经验,2013年加入东吴证券。

朱贝贝 分析师(工程机械,锂电设备,半导体设备,光伏设备,智能制造)

武汉大学学士、上海国家会计学院会计硕士。2018年加入东吴证券。

黄瑞连 分析师(激光设备,工程机械,口腔医疗设备,半导体设备,电梯)

上海交通大学动力工程专业硕士,2018-2020年曾就职方正证券从事机械行业卖方研究,2020年加入东吴证券。

罗悦 研究员(工程机械,检测设备,油服设备)

南京大学经济学学士、硕士。2020年加入东吴证券。

严佳 研究员(光伏设备,锂电设备,半导体设备,激光设备)

复旦大学保险学学士、金融硕士。2020年加入东吴证券。

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