HJT行业近期进展
主要系（1）TOPCon是在PERC路线上的延伸，产业链配套更加成熟。TOPCon与之前的PERC是在一条主赛道上，TOPCon是在PERC工序的基础上，增加了隧穿氧化层和多晶硅层制备环节，只需对原有扩散炉和PECVD进行改造，或者购置LPCVD，即可完成产线升级，且相关人才储备充分；而HJT是革命性技术从0到1，前期推广及上下游配套肯定要比TOPCon难。在行业变革初期阶段，迈为以及华晟等电池片新玩家的推动力不如晶科等一线厂强，整个HJT行业的进步需要硅片端&电池片端&组件端的共同努力。（2）电池片先进产能不足，电池片厂扩产动力强。由于2021年硅料价格上涨，电池片厂盈利能力承压，2021年扩产动力相对不足（2021年PERC扩产71GW，TOPCon扩产17GW，HJT扩产8GW，合计扩产96GW，较2020年的160GW下滑40%），叠加2022年海外需求爆发+大尺寸硅片产能释放，三重因素导致2022年大尺寸PERC电池片产能及N型电池片产能严重不足，因此TOPCon电池片厂商盈利能力于2022年大幅修复，扩产动力充足。核心设备方面，捷佳伟创PECVD、拉普拉斯的LPCVD还有微导纳米的AEP设备2022年实现技术突破，并获得批量量产订单。2、我们预计电池片头部大厂将于2023年开启HJT技术路线的GW级扩产。11月19日，隆基绿能自主研发的硅异质结电池转换效率达到26.81%，隆基对该记录的定义是——是通过可量产设备、可量产技术和全硅片大面积创造的。因此我们判断，随着HJT降本增效进展持续推进，2023年将成为越来越多存量电池片厂商关注的晶硅电池的解决方案，且各家头部主流电池片厂将于2023年开启HJT的GW级扩产。3、2022年HJT降本增效进展符合预期，预计2022年底基本实现166电池片和PERC单W制造成本打平，2023年初实现210电池片和PERC单W制造成本打平：目前华晟的非硅成本为0.33元/W，预计2022年年底可以降到0.28元/W，在同等条件下，PERC技术的166电池为0.16元/W，即在非硅端两者相差0.28-0.16=0.12元/W。叠加HJT的薄片化优势，2022年底基本实现166电池片和PERC单W制造成本打平，2023年初实现210电池片和PERC单W制造成本打平。（1）银浆方面，HJT银耗现在主流玩家基本都做到了18mg/w，其中主栅8mg，副栅10mg，0BB后银耗目标下降至12mg/w，银浆耗量节约三分之一，0BB设备预计2022年年底可完成可靠性测试，2023Q1去客户端中试。（2）硅片减薄方面，华晟作为HJT电池片龙头企业在2022年6月自建1.8GW的210尺寸的120μm半棒半片切片产能；2022年11月开始，华晟开始与高测开展切片代工业务合作，我们预计2022年底，华晟将充分享受薄片化降本加速，而切片代工模式也有望在HJT电池片厂客户中加速渗透。（3）去铟化方面，AZO靶材助力HJT降本，铟储量充足不会制约行业发展。迈为股份通过单面AZO对双面ITO的替代，将对应的靶材成本从0.325W/片（即0.0478元/W）降低到0.1426/片（即为 0.021元/W），HJT 靶材降本幅度达到50%以上。（4）规模化降本，规模效应下生产成本不断降低，非硅BOM成本中浆料、化学品、网板、靶材成本均显著下降。根据华晟实证数据显示，2022年1月与7月非硅BOM成本对比来看，银浆单耗由0.25元/W降低至0.13元/W，降低49%；化学品由0.03元/W降低至0.009元/W，降低72%；网板由0.02元/W降低至0.005元/W，降低76%；靶材由0.05元/W降低至0.04元/W，降低25%。4、HJT扩产及迈为市占率超预期：2022年HJT扩产情况超预期，年初预计全年新增扩产20-30GW，迈为股份市占率70%；实际上迈为2022全年订单有望达28GW，市占率进一步提升至85%以上，超过此前预期的70%市占率。我们预计迈为2022年HJT设备+丝印设备+半导体/OLED设备新签订单合计超140亿，位列光伏设备行业增速最快。5、拉长时间周期看，HJT符合是正面效率最高，成本最低，双面率最高的电池。2024-2025年的HJT能力展望（基于66版型）：量产效率超过26%；210组件功率超过740W；电池片双面使用银包铜，银占比低至30%；硅片厚度约为100μm；TCO透明导电膜中的铟与非铟叠层技术路线的比例：铟的叠层小于15%，非铟占85-90%。在这种条件下，HJT电池片的单W成本要比PERC便宜一毛钱甚至更多。最终HJT的天花板会高于TOPCon，在单W成本上会有至少7-8分钱的优势，这样的差异足以实现产业颠覆并吸引大厂扩产。一、增效（双面微晶、光转膜提高HJT组件输出功率、电镀铜增效）1、双面微晶实验室已获成功，预计2022年12月效率达25.9%，2023年初导入量产针对华晟72片166电池片的组件版型，基于相同的组件封装结构，单面微晶电池片平均效率档位比非晶高0.9%，双面微晶电池片平均效率档位比单面微晶高0.2%。2022年4月效率达到25.2%；2022年8月底效率达到最佳批次平均25.4%，最高25.6%。9-10月份研发线已经完成了大概0.3pct的提效，11、12月华晟将再次送检，估计可以做到25.9%。双面微晶量产机型基本定型，第一家交付是迈为供货金刚光伏的酒泉的项目，预计2022年11月发货；华晟双面微晶预计会在2023年3-4月导入量产。我们预计2023年上半年HJT量产转换效率将达25.5%，通过工艺改善，2023年下半年市场上会出现26%的量产线。2、光转膜提高组件功率1.5%，对应组件输出功率7-10W的提升，超产业预期异质结电池组件随着紫外光暴晒衰减最大，主要系HJT电池为多层结构，其中一层使用非晶或微晶硅，表面因Si-H基团更容易受到紫外线破坏，导致组件效率衰减。以往采用截止性胶膜过滤紫外线，但是实际紫外线是有用能量，截止型胶膜使得初始功率衰减。赛伍创新性地采用UV光转膜方案可将380nm以下紫外光转换成蓝光（可见光），转换效率≥95%，充分利用光照资源，每块组件增益1.5%左右。同时胶膜中光转剂的衰减速度更慢，暴晒情况下，光转剂衰减75%后，仍有90%+的转光效率，赛伍转光膜能够实现＞50年以上的高可靠性。2022年11月11日，赛伍与安徽华晟签订10GW订单。目前光转膜良率波动较大（40-70%），未来有很大的提升空间，预计提升至70-80%。原材料方面，转光助剂的原材料完全进口，且国内没有替代的材料供应商，因此价格可能会随日本供应商产能限制而波动。与市场理解有差异的是，不用银作为接触导电金属，电镀铜可提高电池片光电转换效率。目前的细栅线宽42μm，攻克铜电镀的技术难点后，比如把线宽做到20μm，大概有0.5pct的提效。线宽做到10μm，还能有0.4-0.5pct的提效，也就是26.3-26.4pct。电镀铜两个核心工艺为图形化和电镀，（1）图形化环节光刻or激光需要验证。迈为股份、苏大维格布局类光刻技术，芯綦微装、天准科技布局激光直写工艺，帝尔激光布局激光开槽技术；（2）电镀环节环保问题和产能问题需要克服。东威科技、太阳井（未上市）、启威星（未上市）等布局电镀环节。但电镀铜工艺复杂，产线投资额较高（电镀铜设备单GW 1亿元以上，而丝网印刷机3000-4000万/GW），同时还需要解决电镀铜污染环境的问题，我们判断未来电镀铜or银包铜胜出需观察银包铜量产和降本的速度。4、异质结的组件功率有望持续提高：我们预计66片210的HJT组件输出功率可实现715W，较TOPCon高30W以72片166电池片的组件版型为例，目前PERC的组件功率约为560-565W，TOPCon为570-575W，而HJT为585W。未来在叠加光转膜&双面微晶&钢网印刷的情况下，HJT组件功率可达600W。在转光膜产能有限情况下，现在主要应用于166电池片，如果2023年光转膜用在210电池片上的话，组件功率能超700W；再加上双面微晶的话预计可突破715W。二、降本：耗材端降本进展符合预期，预计2022年底实现166电池片和PERC单W制造成本打平，2023年初实现210电池片和PERC单W制造成本打平1、硅片降本——是HJT特有的&正在快速进步的降本项HJT更适合薄片化：不同电池片技术路线可兼容的薄片化程度不同，主要系薄片化到临界点，电池片的光电转换效率会明显下滑，PERC电池片的临界点为160μm，TOPCon电池片临界点为130μm，HJT临界点为100μm，因此HJT天然更适合薄片。2021年HJT硅片减薄速度较慢，主要系上游硅片厂集中精力囤积资源紧张的硅料，由于下游HJT出货量较小，硅片厂技术降本减薄硅片的动力不足；2022年开始，薄片化进展最快的中环开始推出130μm的210硅片，但130μm相较150μm减薄了14%，售价仅降低了4%，因此电池片厂并没有充分享受到硅片薄片化带来的降本。在此背景下，华晟作为HJT电池片龙头企业在2022年6月自建1.8GW 210半棒半片切片产能；2022年11月开始，华晟开始与高测开展切片代工业务合作，我们预计2022年底，华晟将充分享受薄片化降本加速，而切片代工也有望在HJT电池片厂客户中加速渗透。目前高测在厚度为120μm的HJT电池片上已实现规模量产，同时还有具备中试条件的80μm HJT样片。在专业切片代工厂的加持下，我们预计2023年HJT行业的N型硅片有望减薄到100μm。
HJT硅棒利用率&良率更高：半棒半片工艺可为HJT带来4%的良率提升，且可使HJT的硅棒利用率比TOPCon高6%，此外TOPCon黑芯片问题放大了HJT硅棒利用率优势，最终HJT可以比TOPCon高出近10%的硅棒利用率。如果使用相同的硅棒，切同样的厚度，HJT的硅片收益比Topcon高出几分钱一瓦，主要原因如下：（1）HJT的硅棒利用率比Topcon高出6%，良率高4%。HJT的半棒半片切片方案可以带来：【其中：降低的0.3%电池端碎片率可以抵消0.4%的硅损，剩下的0.3%硅损还可以被电池端的效率增益部分抵消（即③+④可以基本抵消掉②）；剩下10%的切片机产能损失微乎其微（即①可忽略不计），最后算下来可以带来近4%的良率提升（即最后只剩下⑤）。】HJT除了可以利用半棒半片工艺带来4%良率上的收益之外，其优势还在于：⑦HJT对硅片的容忍度比TOPCon要高很多，可用TOPCon的头尾料进行生产，此优势又可以使HJT提升3%的硅棒利用率。因此，相较于TOPCon，HJT不仅良率提高了近4%，而且硅棒利用率还比TOPCon高6%（即⑥+⑦）。此外，TOPCon中边皮的效率损失至少有0.15-0.2%，而HJT只有0.05%，因此HJT还可以利用边皮，能够降低N型复投料的比例。如果未来可以为HJT专门做硅片的话，HJT在硅片端比TOPCon每W可以少几分钱的成本。现在没有HJT专用硅片的原因有两点，一是硅片行业还比较守旧，二是市场上HJT量少。（2）TOPCon黑芯片问题放大了HJT硅棒利用率优势：目前TOPCon存在黑芯片的问题，黑芯片是指硅片氧含量高且在高温下氧占位了硅，造成了电池片或组件在EL检测时中心发黑的现象。现行业对TOPCon的黑芯片有容忍度，但在HJT和PERC中是不允许这种不良的，这种不良在目前的TOPCon中占比4-5%。⑧随着未来TOPCon对良率的要求变高，黑芯片会使得TOPCon比HJT硅棒利用率低3%。再加上之前的6%，最终HJT可以比TOPCon高出近10%的硅棒利用率（即⑥+⑦+⑧）。2、银浆降本——银包铜&0BB推向银浆用量在当前基础上再降低40%+银包铜：银包铜技术更加适合HJT，主要系HJT是低温工艺，TOPCon为高温工艺，在高温下，银会从表面脱离，使得铜颗粒暴露在空气中，因为高温迅速氧化为氧化铜，氧化铜电阻比银高得多，容易造成电池片部分区域失效。2022年年底华晟166的电池片背面副栅部分将全部切换到使用银包铜技术，且转换效率不会受到影响。预计2023年一季度导入双面银包铜，公司正在做双面导入的优化，双面银包铜能够降低金属化成本5-6分钱/W（单面银包铜可降低2-3分钱/W）。0BB：HJT银耗现在主流玩家基本都做到了18mg/w，主栅8mg，副栅10mg，0BB后银耗目标下降至12mg/w，银浆耗量节约三分之一。0BB只是在电池片头上稍微有点主栅，因为焊接需要类似鱼叉样子的东西，中间就没有了主栅。SMBB166 组件的银耗量为130mg，很多能做到125mg。0BB主栅银耗为0，副栅100mg，如果用钢网的话85mg，钢网现在也进入了中试阶段。0BB设备预计2022年年底可完成可靠性测试，2023Q1去客户端中试。（1）M2 5BB电池，效率22.5%，单片耗量350mg，9BB电池，效率23%，单片耗量250mg；（2）M6 9BB电池，2020年效率23.5%，单片耗量220mg，2021年效率24%，单片耗量180mg；（3）M6 12BB电池，2022年3月效率24.5%，单片耗量＜150mg，每w耗量22.3mg；（4）2022Q3，SMBB+钢网+专用浆料，单片耗量降低至120mg，每w耗量17.6mg；（5）2022年H2，背面副栅使用银包铜浆料，单片银耗降至100mg，每w耗量14.6mg；（6）2023年全面应用银包铜浆料结合0BB技术，单片耗量降低至70mg，每w耗量10mg；（7）2024年+，电镀铜技术应用，全面取代含银浆料，每w降低为0mg。（1）AZO靶材帮助行业靶材环节降本50%。在HJT电池的第三个环节PVD环节，是用溅射工艺来生产双面完全一样的TCO透明导电膜，需要用的靶材ITO成分为氧化铟和氧化锡的合成物，目前主流技术是97%氧化铟3%氧化锡和90%氧化铟10%氧化锡，区别是2方面：1）铟贵锡便宜，9010可以降低铟使用量；2）但973比9010的电池转换效率略高。综合看,过去一片电池片需要的靶材是130mg，现在通过设备PVD的工艺改进和靶材回收，做到了降低到90mg。过去ITO用量130mg/片（166尺寸），按照ITO靶材价格2500元/kg估算，对应靶材成本为0.325元/片（130mg/片*2500元/kg），即0.0478元/W（按照166电池片对应功率为6.8W/片相互转换）而现在迈为的新工艺是正面还是传统的ITO，用量为45mg，背面改成新型的AZO（AZO是铝掺杂的氧化锌（ZnO）透明导电玻璃的简称），用量也是45mg，那么通过背面工艺的改善，用AZO替代ITO，那么总ITO靶材使用量直接减少了50%，即只有正面的45mg/片。正面：45mgITO靶材的成本为0.1125元/片（对应0.0165元/W）【每公斤ITO为2500元,其中包括了纯铟（33.6mg）是0.0504元/片即对应0.0074元/W】。背面：45mgAZO靶材的成本为对应0.045元/片（对应0.0066元/w）【每公斤AZO为1000元】。合计靶材总成本（45mgITO+45mgAZO）约0.1426元/片即为0.021元/W。靶材成本由0.0478元/W降低到了0.021元/W，降低了50%+。0.021元/W的靶材总成本在2022年底的电池片总成本0.9X元/W中的比重将非常小。（2）铟的储量充足，铟不会制约HJT行业发展。0.021元/W的靶材总成本中，纯铟为0.0074元/w,考虑现在ITO靶材主流技术路线是9010氧化铟vs氧化锡，真实的铟使用量是只有33.6mg/片（对应4.94mg/W）左右（因为纯铟占了氧化铟的83%，算法为45mg*90%*83%=33.6mg/片）。且33.6mg每片电池片的铟使用量对应1GW需要5吨铟对应750万元（4月最新铟价为150万元/吨)。根据靶材企业壹纳光电调研数据估算，按照当前全球铟储量为35.6万吨，可以在年电池片产能300GW的背景下使用接近400年；或在年电池片产能500GW的背景下使用接近150年。由此得出结论，全球铟的储量充足，不会成为制约HJT电池技术发展的掣肘。规模效应下生产成本不断降低，非硅BOM成本中浆料、化学品、网板、靶材成本均显著下降。根据华晟实证数据显示，2022年1月与7月非硅BOM成本对比来看，银浆单耗由0.25元/W降低至0.13元/W，降低49%；化学品由0.03元/W降低至0.009元/W，降低72%；网板由0.02元/W降低至0.005元/W，降低76%；靶材由0.05元/W降低至0.04元/W，降低25%。根据华晟实证数据，2022年1-7月非硅BOM成本持续下降，1月非硅BOM成本为0.38元/W，7月非硅BOM成本已下降至0.22元/W。
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