2022光伏设备行业-TOPCon继往开来22年扩产有望加速.docx

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1、深度分析I专用设备目录索引一、TOPCON继往开来，技术路线多样化5二、TOPCON技术方案多点开花，设备厂商争奇斗艳14三、硅料产能释放，电池片盈利同升，资本开支望上行16四、推荐标的：技术路线多点开花，设备厂商各有千秋18（一）捷佳伟创：多路线布局，有望受益于行业扩产进程18（二）迈为股份：国际HJT设备领先企业，率先受益于HJT扩产进程19（三）帝尔激光：光伏激光设备龙头，技术持续突破20五、风险提不22（一）电池技术提效降本不及预期的风险22（二）行业竞争加剧的风险22（三）技术迭代对不同设备影响的风险22（四）下游需求波动的风险22（五）贸易摩擦的风险22一、TOPCon继往开来，技

2、术路线多样化TOPCon技术是德国Fraunhofer太阳能研究所2013年在第28届欧洲PVSEC光伏大会上首次提出的一种新型钝化接触太阳能电池。TOPCon电池在结构上与PERC电池的区别在于背面增加了超薄隧穿氧化层和多晶硅层，二者形成钝化接触结构，为硅片背面提供了良好的界面钝化。图1:N型TOPCon电池结构FrontmetalSrNxA12O3Si02BoronemitterSelective emitter-Rn-typeSiwaferSiO2ntype Poly SiRear metal数据来源：TOPCon电池效益可行性分析（王军），广发证券发展研究中心随着TOPCon技术的持续

3、推进，其竞争力逐步显现，主要表现在以下三个方面:第一，转换效率较高，潜力较大。PERC目前的量产转换效率在23%左右，转换效率的提升空间已然有限，TOPCon目前的量产转换效率在24.0-24.5%左右，理论最高转换效率在28.7%,与HJT（异质结）电池28.5%的转换效率较为接近，而HJT电池的量产转换效率目前也在24.0-24.5%左右，两者较为接近。表1:主要技术路线理论转换效率nmax%Se&h电子选择接触P-diffusedn*a-Si:H(i)/a-SI:H(n)th-SiO/poly-Si(n*)PECVDth-SiO/poly-Si(n*)LPCVDchem-SiOx/pol

4、y-Si(n*)LPCVDSiOx/TIOxA24.5(PERC)26.827.127.126.324.911.712.812.91312.511.9a-Si:H(i/p)24.728.5(HJT)27.72826.825.111.813.213.313.512.812SiOx/poly-空穴选择接触HSi(p*)24.928.128.328.7(TOPCon)27.325.411.913.613.814.213.112.1SiOx/SiC(p*)24.92828.228.527.225.311.913.513.7141312.1a-24.426.526.626.82624.7电池主要技术方案

5、123456PERC彳业主要产能可升级为TOPConLPCVD,/产LPCVD研发，中试，科/产PECVD研发，中试，抬主产PVD研发，中试，主产离子注入掺杂磷犷散接杂原仅掺杂原位掺杂原位掺杂数据来源：普乐新能源，广发证券发展研究中心隧穿氧化层的制备，热氧化法较为成熟，而PECVD法和ALD法也是目前研究的重点方向。对于隧穿氧化层的制备主要有热氧化法、PECVD、原子层沉积、湿化学法等，目前TOPCon氧化层制备主要采用热氧化法，其钝化效果最好，但反应速度较慢，热氧法所用设备为热氧化管式炉，其可以与非晶硅沉积环节设备集成；PECVD法的优势在于生长速率较快，但是钝化效果和均匀性稍差；ALD钝化

6、效果和均匀性优于PECVD法，但是生长速率较差；湿化学法和准分子源干氢法应用较少。表3:隧穿氧化层制备方法生长设热氧化管式炉备管式/板式PECVDALD槽式湿法设备槽式湿法设备1 .目前钝化效果最好优缺点2 .反应速度较慢1.化效果一般2.反应过程中化学组成1.钝化效果较热氧差1.钝化效果次之不变可长时间使用1.钝化效果较差2.生长速率快2.氧化层均匀性较好3.生长厚度具有自限制2.稳定性较差工艺较难3.均匀性较差3.效率验证较低性，工艺控制简单4.废水处理较难控制方法热氧化法PECVD原子层沉积湿化学法准分子源干氢生长原理热氧高温下与硅基反应Plasma电离与硅基反应用三甲基硅烷原子层沉积方

7、式生长沸腾的HNO3/H2O(68%wt)HNO3强氧化性生长准分子发射172nm紫外光分解02,所得自由基生成03氧化深度分析I专用设备掺杂多晶硅层的制备，LPCVD法为现有主流且较为成熟：PECVD法、PEALD法、PVD法也是目前研究的重点方向。对于掺杂多晶硅层，主要有4中制备方法，其中LPCVD、PECVD和PEALD属于化学沉积方式，而溅射法是属于物理气相沉积(PVD)方法。LPCVD是目前工艺较成熟的设备，具有产量高、可直接制备n型多晶硅层的优点,但会损伤石英件，石英件需要定期更换，且存在绕镀问题；PECVD法沉积速度要高于LPCVD,但其设备要求高，同时产生的膜层不致密，烧结后开

8、压较低；PEALD则是较新的技术，采用原子层沉积原理，其沉积速率最高，但成本较高，也无法解决PECVD膜层不致密的问题；PVD的优点在于无污染，操作简单且安全，沉积速率也高于LPCVD,但缺点在于其硅靶材用量较大，成本较高，膜层均匀性相对较差，退火温度也较高。表4:掺杂硅层制备方法LPCVDPECVDPEALDPVD产能大大一般大工艺集成度高一般氧化层要单独增加工序ALD生长氧化层同钝化效果好一般一般一般沉积速率68nm/min16nm/min17nm/min10nm/min目前效率高低低低存在问题1 .石英件损伤2 .绕镀较难去除1 .存在掉粉问题2 .原为掺杂会导致陶谎环石英管导电3 .气

9、泡问题4 .膜层不致密，烧结后开压较低1 .ALD生长氧化层BOM成本较高2 .原位掺杂会导致陶瓷环导电3 .气泡问题4 .膜层不致密，烧结后开压较低1 .硅靶材用量较大，更换频繁成本较高2 .机台uptime偏低数据来源：拉普拉斯，广发证券发展研究中心除去常见的N型TOPCon电池之外，现在出现了一种基于P型硅片的TOPCon电池结构，根据中科院宁波材料所的公开资料，P型TOPCon电池正面和PERC结构一致,无需增加扩硼设备，只需增加氧化硅和多晶硅的相关设备(诸如“二合一PECVD设备)，只需有限的设备投入，非常适合现有PERC产线的升级。深度分析I专用设备P-TOPCon减反射层钝化膜N

10、+发射极P型硅衬底超薄隧穿氧化层硼掺杂硅层镀金属图4?P型TOPCon电池结构NTOPCon成反射层钝化膜P+发射极N型硅衬底超薄隧穿氧化层P掺杂硅层镀金属数据来源：中科院宁波材料所，广发证券发展研究中心从现有的转换效率纪录和厂商布局来看，由于LPCVD较为成熟，绝大部分厂商现有布局以LPCVD法为主，少部分为PECVD法；值得注意的是，宇波研究所的25.50%的转换效率是用PECVD法取得的。另外，PVD法主要是中来在布局，PEALD主要是通威、微导在主导。表5:近年TOPCon转换效率纪录情况序号公司多晶硅技术效率（）时间J电池面积(cm2)1宁波研究所PECVD25.50%2021242

11、.772晶科LPCVD25.40%2021242.773隆基LPCVD25.21%2021242.774隆基LPCVD25.09%2021242.775晶科LPCVD24.90%2021235.86晶科LPCVD24.79%2020267.77天合LPCVD24.58%2019244.68晶科LPCVD24.20%20192449天合LPCVD23.60%201924410MeyerBurgerPECVD23.28%2019244.311中来LPCVD23.20%2019246.212FraunhoferCT板式/PECVD22.50%244.513CEA-INESLPCVD23.00%244

12、.214ISEPECVD22.95%244.4数据来源:拉普拉斯，广发证券发展研究中心当前业内多家企业已布局TOPCon电池，推出大功率级TOPCon组件。根据2021年SNEC展会，多家厂商己推出TOPCon组件产品，量产转换效率多数已达到22%以上。表6:部分主流厂商TOPCon组件产品厂商TOPCon组件产品发布时间星产转换效率量产功率晶科TigerNeo202122.30%620w隆基Hi-MON202122.30%570W天合N型i-TOPCon双面双玻高效组件202122.30%700W通威叠瓦双玻TOPCon2021-695W中来NiwaMaxJW-HD120N202122.44

13、%635WNiwaMaxJW-HD132N202122.53%700W英利N型TOPCon熊猫组件2021-415W一道DAS-DH144NA202121.70%560W晶澳N-type78CellsMBBHalfCellModule202122.10%620W数据来源：SNEC,广发证券发展研究中心TOPCon有望率先放量，22年全年产能投入有望超过30GW。根据晶科能源公众号的披露，2022年1月安徽晶科能源一期8GW新型高效电池片实现贯通投产，主要生产高效N型TOPCon电池，目前晶科TOPCon电池平均量产效率在24.5%,最高效率已经达到25.4%,该项目的投产预示着TOPCon大规模投入的条件已经较为成熟；除去晶科之外，隆基、天合、中来、晶澳等电池片厂商以及比亚迪等新晋厂商均有不同规模的投入计划，根据集邦咨询和我们的统计，目前规划的TOPCon产能超过100GW,我们预计2022年TOPCon将迎来投产高峰期，有望超过30GW。表7:部分主流厂商TOPCon技术进展（截止2