电力设备及新能源行业深度报告：光伏辅材系列专题报告_中游篇，市场指引，技术驱动
证券研究报告 电力设备及新能源/行业深度报告 领先大市（维持） 市场指引，技术驱动 光伏辅材系列专题报告——中游篇 分析师：张文臣S0910523020004 顾华昊S0910523020002 联系人：申文雯S0910123030032 乔春绒S09101210700272023年5月24日 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 1.0光伏电池发电原理与分类 图：光伏电池技术分类 AI-BSF PERT IBC PERC TOPcon HBC HJT/钙钛矿叠 层 IBC/钙钛矿叠 层 钙钛矿 HJT 非晶硅电池 N型电池 多晶PERC 黑硅 AsGa CdTe CIGS 化合物电池 单晶硅 多晶硅 薄膜电池 晶硅电池 光伏电池 TBC P型电池 光伏发电的基本原理是利用半导体的光生伏特效应 （PhotovoltaicEffect，PV），在太阳能电池内部PN结上形成电位差，从而将太阳能转换为电能，因此光伏电池是决定光伏发电效率的核心器件。 电池片技术分类：单晶硅电池因为硅片原材料和电池制备技术的不同又分为N型电池和P型电池。P型电池原材料是在硅材料上掺杂硼元素的P型硅片，主要的制备技术包括Al-BSF(铝背场)和现在主流的PERC技术。N型电池原材料是在硅材料上掺杂磷元素的N型硅片，主要的制备技术包括PERT、TOPCon、HJT和IBC。IBC作为平台型电池技术可以分别与TOPCon和HJT结合形成TBC以及HBC技术。此外，钙钛矿也可以同HJT和IBC叠加组成叠层电池。 1.1电池片制备的核心辅材——光伏银浆 浆料是电池制备中使用的核心辅材。其作用在于印刷在电池片表面，用于收集和传导电池片表面的电流。浆料可以影响光伏电池的光电转换效率与光伏组件的输出功率。约占光伏电池片成本的10%。 正面银浆要求高，背面银浆只起粘连作用。按银浆在电池片的位置分为：正面银浆以及背面银浆。正面银浆主要起到汇集、导出光生载流子的作用，常用在P型电池的受光面以及N型电池的双面；背面银浆主要起到粘连作用，对导电性能的要求相对较低。 按照银浆烧结形成在基板导电的温度，分为高温银浆（烧结温度500℃以上）和低温银浆（烧结温度250℃以下），其中高温银浆是现在的主流，用在PERC、TOPCon上，低温主要是用于HJT上。 表：光伏银浆按所用位置分类表：光伏银浆按制造温度分类 分类标准 分类 作用及要求 含银量 分类标准 分类 适用范围 制作工艺 按所用位置分类 正面银浆（用于光伏面板正面） 主要起到汇集、导出光生载流子的作用，常在P型电池的受光面以及N型电池的双面。要求严格，印刷性能好高宽比高，还要能同时与硅晶片形成良好的欧姆电阻，降低接触。 85% 按制造温度分类 高温银浆 PERCBSF TOPConIBC 通过烧结工艺（500℃及以上）将银粉、玻璃氧化物、其它溶剂按照一定比例混合而成 低温银浆 HJT 在250℃的条件下采用银粉、树脂和其它溶剂按一定比例进行混合而成 背面银浆（用于光伏面板背面） 单耗与焊接 70%以下 1.1光伏银浆——上下游关系 上游产业由银粉、玻璃氧化物、有机载体构成，银粉为绝对核心。银粉直接影响电极材料电阻进而影响光电效率。玻璃氧化物作为银浆中的传输媒介，含量太高影响导电性能，含量太低影响欧姆接触，需要反复试验找到最佳含量。银粉作为载银粉和玻璃氧化物的核心组成，技术门槛比较高。 下游产业主要为光伏电站和各大电池厂，但银浆厂商需进行一定调试从而适配下游产品。 图：光伏银浆产业链中的位置 上游 中游 下游 应用 银粉 玻璃氧化物 有机载体 其他材料 光伏银浆 光伏电池 片及组件 硅片 光伏电站 1.1光伏银浆——生产流程 图：光伏银浆生产流程图 N N N 来料来料来料 检查检查检测 Y Y N 半成品 检测 Y 成品检测 N Y N Y成品检测 称重包装 返工处理 过滤 研磨 混合搅拌 有机相制备 配料 有机原料 银粉 玻璃原料 入库 光伏银浆的主要生产流程包括：配料、混合搅拌、研磨、过滤、检测等。 配料是指该批次生产的产品配方，正面银浆为配方型产品，配方中任何参数变化都可能影响产品性能，因此精确配料是后续各环节的基础。 混合搅拌是指将检测合格的玻璃氧化物、银粉、有机原料根据配方中的比例进行混合。 研磨工序为核心工序，是利用三辊研磨机，将搅拌完成后的浆料进行研磨。产品质量的好坏与其息息相关。不同产品在设备上呈现的状态不同，相应地，不同产品的研磨过程参数设置也不尽相同。研磨过程的辊筒间隙、辊筒速度、研磨时间通常为本工序的关键参数设定。 过滤工序主要是通过公司自主研发的负压过滤系统对研磨后的物料按照工艺要求进行过筛，以将粒径大于标准要求的物料拦截在外，保证产品的细度一致，以确保成品浆料在客户端印刷使用时的性能要求。 1.1光伏银浆——正面银浆的下游应用 P型单晶PERC电池： N型TOPCon电池： N型HJT电池： 1.1光伏银浆——性能对比 N型电池对银浆特性提出了新的要求，一般的P型电池银浆在N型电池上不适用。TOPCon电池中，正面细栅需要使用银铝浆，需要95%银粉和5%铝粉混合，由于背面有高掺杂多晶硅薄层，需开发用于多晶硅层接触并最大程度降低金属诱导复合速率的浆料，难度较大。HJT电池由于非晶硅薄膜含氢量高，因此非晶硅层对温度非常敏感，生产环节需要低温银浆，其烧结温度在250℃以下。 N型电池转换效率提升空间更大，未来逐步替代PERC成为主流。根据CPIA数据，2021年单晶PERC电池平均量产转换效率突破23%，已经十分逼近其效率极限24.5%，同时成本下降速度趋缓，新型电池技术正快速发展，CPIA预计2025年TOPCon、HJT和IBC电池转换效率突破25%，实际效率提升或更快，进一步拉大与PERC电池的差距，未来N型电池有望接替P型电池成为下一代主流技术。 表：不同电池技术对银浆的要求图：TOPCon技术大规模产业化后效率提升预测 电池技术 银浆要求 银浆国产化程度 PERC 可用常规银浆,对温度稍作优化即可;接触面积的下降,对导电性要求有提高 国产化 双面PERC 需要流动性好,适合印刷细栅线的银浆 国产化 TOPCon 背面有高掺杂多晶硅薄层,需开发用于多晶硅层接触并最大程度降低金属诱导复合速率的浆料,难度较大,需根据多晶硅厚度参数调整 有限国产化 HJT 非晶硅层对温度敏感,电池片制造温度需低于200℃,搭配特制低温固化银浆 国产化率极低,日本京都电子掌握核心技术 0.27 26.0% 25.2%25.6% 0.25 0.23 0.21 0.19 0.17 0.15 24.3%24.8% PERC单晶BSF单晶TOPCon单晶 1.1光伏银浆——银浆消耗量 目前电池银浆分为高温银浆和低温银浆两种。P型电池和TOPCon电池使用高温银浆，异质结电池使用低温银浆。银浆在电池片成本中占比较高，目前主要通过多主栅技术以及减小栅线宽度来减少正银消耗量。 2022年，P型电池片主栅数量从9BB改为11BB及16BB，正银消耗量降低至约65mg/片，背银消耗量约26mg/片；N型TOPCon 电池双面银浆（铝）5（95%银）平均消耗量约115mg/片；异质结电池双面低温银浆消耗量约127mg/片。 图：2022-2030年P型电池片正/背面银浆消 耗量变化趋势（单位：mg/片） 60 57.5 54.5 51 47 7065 60 50 40 26 24 22 21 19 18 30 20 120 110 100 90 80 图：2022-2030年N型TOPCon电池片双面银 浆（铝）消耗量变化趋势（单位：mg/片） 115 140 105 98 92 89 81 130 120 110 100 90 80 70 图：2022-2030年异质结电池双面低温银浆 消耗量变化趋势（单位：mg/片） 127 104 92 84 78 66 10 202220232024202520272030 70 202220232024202520272030 60 20222023202420252027 P型背面银浆耗量p型正面银浆耗量 1.1光伏银浆——成本构成 成本方面：N型电池片成本主要包括硅片（占79%）、人工成本 （占11.6%）和银浆成本（占6.5%）。银浆成本中，银粉占比超过98%，玻璃氧化物占比为1.43%，有机载体占比为0.16%。银粉价格主要由银价加上一定的加工费构成。 性能方面：银粉性能直接关系到电极材料的电阻和光电转换效率。玻璃体在高温下作为黏结相，溶解并重排银粉，其品质对银粉烧 图：N型电池成本构成 硅片,79.00% 人工成本,11.60% 浆料,6.50% 其他,2.90% 结机和银-硅欧姆接触具有决定性作用。有机体则负责承载银粉和玻璃体，其中的有机溶剂使银粉和玻璃粉均匀混合，避免沉淀和过度黏稠，对印刷性能和产品质量具有重要影响。 价格方面：根据《中国光伏产业发展路线图（2022版）》的数据，2022年国内P型电池正面浆料的耗用量为65mg/片。计算基于正面银浆价格为5259元/kg和背面银浆价格为3101元/kg，得出每片P型电池所需银浆价值约为0.42元/片。对于N型TOPCon电池，双面银浆（铝）中含有5%铝（95%银），平均消耗量大约为115mg/片。每片N型TOPCon电池所需银浆价值约为0.60元/片。 图：银浆成本构成 硅片人工成本浆料其他 1.43% 0.16% 0.27% 银粉,98.20% 银粉玻璃氧化物有机载体其他 1.1光伏银浆——行业产能 行业格局相对集中，龙头企业产能扩张有望进一步提升市场集中度。聚和材料2021年拟IPO募集资金10.27亿元，其中2.73亿元用于建设年产3,000吨导电银浆建设项目（一期），建设完成后，公司将拥有年产1,700吨光伏银浆的生产能力，其中正面银浆1,200吨、背面银浆500吨。帝科股份于2020年IPO募集资金3.99亿元建设年产500吨正面银浆项目；2021年7月，帝科股份拟以12.47亿元收购江苏索特100%股权拟获取杜邦旗下Solamet事业部的浆料业务。2021年4月苏州晶银由苏州固锝增资2.12亿元，拟用于建设年产太阳能电子浆料500吨项目。随着龙头企业产能建设的加速和产能利用率的提升， 预计行业集中度还将进一步提升。 表：各公司产能情况汇总 公司 项目名称 投资额(亿元) 产能 平均投资额 (亿元/千吨) 建设期 聚和材料 年产3000吨导电银浆建设项目(一期) 2.73 1,200吨正银,500吨背银 1.61 12个月 帝科股份 年产1,000吨导电银浆研发和生产建设项目 1.82 1,000吨TOPCon银浆 1.82 24个月 苏州固锝 年产500吨太阳能电子装料一期项目 1.27 350吨原有产能搬迁,150吨新建 2.55 图：2021全球正面银浆出货量分布 聚合材料, 27.15% 其他,52.10% 帝科股份, 14.15% 苏州固锝, 6.59% 聚合材料帝科股份苏州固锝其他 单位 2021 2022 2023E 2024E 2025E 全球光伏新增装机规模 GW 170 230 360 455 550 容配比假设假设 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 全球新增太阳能电池需求 GW 204 276 432 546 660 TOPCon电池市占率假设 2.00% 8.30% 20.00% 45.00% 65.00% HJT电池市占率假设 1.00% 0.60% 3.00% 5.00% 8.00% 其他电池市占率假设 97.00% 91.10% 77.00% 50.00% 27.00% 全球TOPCon电池需求 GW 4.08 22.9
