电力设备及新能源行业深度报告：电镀铜助力电池无银化，促进XBC与HJT产业化提速

行业深度报告 电力设备及新能源 2023年09月27日 电镀铜助力电池无银化，促进XBC与HJT产业化提速 强于大市（维持） 行情走势图 证券分析师 皮秀投资咨询资格编号 S1060517070004 PIXIU809@pingan.com.cn 研究助理 苏可一般证券从业资格编号 S1060122050042 suke904@pingan.com.cn 平安观点： 铜电镀助力光伏电池金属化环节降本增效。金属化环节主要制作光伏电池 电极栅线，目前银浆丝网印刷是主流量产路线。随着N型电池迅速放量，银浆耗量较PERC有显著增加。银浆成本高企是制约N型电池产业化提速的痛点之一，铜电镀作为完全无银化的革命性技术发展优势显著。光伏铜电镀是在基体表面通过电解方法沉积金属铜制作电池铜栅线，较传统银浆丝印具备更低的银浆成本、更优的导电性能、更好的塑性和高宽比，有望替代高银耗的丝印技术，助力HJT、XBC等电池降本增效和规模化放量。 光伏铜电镀工艺重点为图形化与电镀环节，技术路线尚未定型。电镀铜主要工序包括种子层沉积、图形化、电镀及后处理四大环节，目前各环节技术路线不一，多种组合工艺方案并行。图形化包含掩膜、曝光、显影等步 骤，主要技术有LDI激光直写光刻、常规掩膜光刻、激光开槽、喷墨打印等，其中无需掩膜的激光直写光刻技术应用潜力较大，激光开槽在BC类电池上已有量产应用。电镀工艺主要包括垂直电镀、水平电镀、插片式电镀、柔性接触电镀等路线，东威科技、捷得宝、罗博特科、太阳井等不同技术方案均在推进客户端验证。伴随综合性能提升、成本工艺优化，光伏电镀铜有望于2024年逐步明确技术路线与工艺组合方案。 铜电镀有望加快中试并逐步导入量产，市场空间将进一步打开。当前，HJT降本增效与下游招标进展提速，XBC电池获得更多企业储备和量产布局，无银化电镀铜技术渗透率有望提升。相较于银包铜+0BB/NBB工艺，电镀 铜量产化进度较慢，优势在于可助力电池提效0.3-0.5%+（绝对量），进而提高高端组件功率。预计银包铜+0BB/NBB将是短期内HJT电池量产化的主要降本路径，电镀铜有望于2023-2024年加快中试，并于2024年逐步导入量产。随着工艺经济性持续优化，电镀铜发展优势有望强化，预计到2025-2026年，光伏电镀铜设备市场空间有望达到34-72亿元。 投资建议。铜电镀发展潜力显著，有望助力HJT和XBC电池规模化发展。投资布局建议关注三条主线：（1）设备市场空间有望打开，建议关注电镀 铜图形化设备厂商如芯碁微装、苏大维格、帝尔激光等，和电镀设备厂商罗博特科、迈为股份、东威科技等。（2）电镀铜经济性优化需上游材料企业协同降本，建议关注湿膜及光刻胶企业广信材料。（3）无银化技术助力电池组件企业降本增效，建议关注布局和储备电镀铜工艺的头部XBC及HJT电池组件企业隆基绿能、爱旭股份、通威股份、东方日升等。 风险提示。1、市场需求不及预期的风险，若下游需求放缓，或影响新型电池扩产与电镀铜设备出货进度。2、电镀铜技术成熟度不及预期的风险，若技术优化不及预期，或影响电池组件厂商规模化导入进度。3、银包铜 及0BB/NBB的量产应用使电镀铜导入迫切性下降。4、电镀铜技术竞争格局恶化的风险，激烈的竞争环境或使电镀铜设备材料企业盈利中枢下行。 行业报 告 行业深度报 告 证券研究报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 股票名称 股票代码 股票价格 EPS P/E 评级 2023-09-262022 2023E 2024E2025E 20222023E 2024E 2025E 通威股份 600438.SH 31.005.71 4.38 2.783.47 5.47.1 11.2 8.9推荐 隆基绿能 601012.SH 26.141.95 2.40 2.963.54 13.410.9 8.8 7.4推荐 迈为股份 300751.SZ 124.023.09 4.11 7.0810.55 40.130.2 17.5 11.8推荐 帝尔激光 300776.SZ 68.841.51 1.90 2.853.54 45.736.3 24.2 19.4推荐 芯碁微装 688630.SH 64.841.04 1.61 2.313.14 62.440.3 28.1 20.6未评级 罗博特科 300757.SZ 64.600.24 0.87 1.471.84 272.774.5 43.9 35.2未评级 东威科技 688700.SH 51.560.93 1.51 2.253.13 55.534.2 22.9 16.5未评级 广信材料 300537.SZ 20.42-0.17 0.21 0.440.74 -123.295.1 46.0 27.6未评级 资料来源：Wind，平安证券研究所，未评级公司参照Wind一致预测 正文目录 一、铜电镀助力光伏电池金属化环节降本增效6 1.1高成本银浆制约，光伏电池金属化工艺亟待创新6 1.2电镀铜助力光伏电池降本增效，发展优势显著7 二、工艺重点为图形化与电镀环节，技术路线尚未定型9 2.1铜电镀工艺流程：种子层沉积—图形化—电镀—后处理9 2.2种子层制备：主要涉及PVD设备10 2.3图形化环节：主要涉及曝光机、显影机、激光设备11 2.4电镀环节：主要设备电镀机13 三、电镀铜有望加快中试并逐步导入量产，市场空间将进一步打开15 3.1电镀铜有望加快中试并逐步导入量产，无银化技术将推进HJT和XBC电池产业化提速15 3.2预计到2025-2026年，光伏电镀铜设备市场空间有望达到34-72亿元。17 四、投资建议18 4.1建议关注电镀铜工艺相关设备、材料、电池组件端投资机会18 4.2罗博特科19 4.3东威科技20 4.4芯碁微装21 4.5广信材料22 五、风险提示23 图表目录 图表1光伏电池制备工艺流程6 图表2TOPCon电池银栅线示意图6 图表3HJT电池银栅线示意图6 图表4HJT电池金属电极市场占比趋势7 图表5N型电池银浆降本路线7 图表6HJT电池结构示意图7 图表7HJT电池电镀电极结构示意图7 图表8白银、正面银浆、电解铜价格走势8 图表9电镀电极和丝印电极与TCO的接触8 图表10常见金属与TCO的比接触电阻8 图表11丝网印刷银栅线（A）与电镀电极铜栅线（B）形貌对比9 图表12铜电镀产业化难点9 图表13HJT电池铜电镀工艺流程10 图表14种子层制备技术方案10 图表15铜电镀图形化工艺流程11 图表16图形化技术方案对比11 图表17泛半导体光刻技术分类12 图表18直写光刻、接近接触式光刻、投影式光刻工艺原理12 图表19芯碁微装采用DMD的直写光刻技术原理示意图13 图表20芯碁微装SDI-15H太阳能电池光刻设备13 图表21水平电镀示意图13 图表22垂直电镀示意图13 图表23插片式太阳能电池片铜电极电镀装置14 图表24多通道太阳能电池片铜电极电镀装置14 图表25主要电镀技术方案特点14 图表26PERC、TOPCon、HJT非硅成本情况15 图表27当前HJT电池不同金属化方案成本测算16 图表28近期电镀铜技术产业化进展16 图表29电镀铜设备市场空间测算18 图表30光伏电镀铜工艺相关厂商梳理18 图表31罗博特科营收和净利润及同比增速（亿元，%）19 图表32罗博特科近年毛利率与净利率情况（%）19 图表33罗博特科主营业务占比及相应毛利率情况（%）20 图表34罗博特科研发费用及研发费用率情况（亿元，%）20 图表35东威科技营收和净利润及同比增速（亿元，%）20 图表36东威科技近年毛利率与净利率情况（%）20 图表37东威科技主营业务占比及相应毛利率情况（%）21 图表38东威科技研发费用及研发费用率情况（万元，%）21 图表39芯碁微装营收和净利润及同比增速（亿元，%）21 图表40芯碁微装近年毛利率与净利率情况（%）21 图表41芯碁微装主营业务占比及相应毛利率情况（%）22 图表42芯碁微装研发费用及研发费用率情况（亿元，%）22 图表43广信材料营收和净利润及同比增速（亿元，%）22 图表44广信材料近年毛利率与净利率情况（%）22 图表45广信材料主营业务占比及相应毛利率情况（%）23 图表46广信材料研发费用及研发费用率情况（亿元，%）23 一、铜电镀助力光伏电池金属化环节降本增效 1.1高成本银浆制约，光伏电池金属化工艺亟待创新 光伏电池是光伏系统实现光电转换最为核心的器件，其制备流程主要分为清洗制绒、扩散制结、正背面镀膜、金属化印刷固化等几大工艺环节。其中，金属化环节主要用于制作光伏电池电极栅线，通过在电池两侧印刷银浆固化金属电极，使得电极与电池片紧密结合，形成高效的欧姆接触以实现电流输出。金属化环节主要有银浆丝网印刷、银包铜丝印、激光转印、电镀铜、喷墨打印等几类工艺，传统的丝网印刷成熟简单是目前主流量产技术路线，其他工艺尚未实现大规模产业化。 图表1光伏电池制备工艺流程 资料来源：迈为股份招股说明书，平安证券研究所 当前，电池金属化过程中的核心关键材料是银浆，其不仅直接决定着电池片的导电性能，也是电池成本中占比仅次于硅片的核心耗材。随着N型电池扩产落地加速，光伏电池用银需求将快速增长。根据中国光伏行业协会统计，2022年P型电池片正银及背银消耗量约91mg/片，N型TOPCon电池双面银浆（铝）（95%银）平均消耗量约115mg/片，HJT电池双面低温银浆消耗量约127mg/片，N型电池银浆耗量较PERC有显著增加。当前，TOPCon电池一般使用高温银浆或银铝浆，HJT电池由于非晶硅薄膜含氢量较高，生产环节温度控制在250℃以下，需采用价格更昂贵的低温导电银浆，浆料的优化与降本对N型电池经济性提升与产业化放量尤其重要。 图表2TOPCon电池银栅线示意图图表3HJT电池银栅线示意图 资料来源：聚和材料，平安证券研究所资料来源：聚和材料，平安证券研究所 银浆以价格昂贵的银粉为主要基材，目前银粉供给主要依赖国外进口，银浆成本会受银价及汇率波动扰动。银浆耗量大、成本高企是制约HJT等N型电池产业化提速的痛点之一，行业迫切需要创新金属化工艺实现降本增效。目前降银耗的工艺技术主要有两大方向：一是减少高价银浆用量，如应用SMBB或0BB、激光转印等技术；二是使用贱金属铜替代银粉，减少银粉的用量，如应用银包铜、电镀铜等技术。根据光伏行业协会梳理，目前异质结电池片的金属电极仍以银电极为主，2022年低温银浆电极市场占比达到98.2%，部分企业及研究机构正积极开发利用贱金属铜等替代银的电极技术，包括银包铜浆料结合丝印技术和电镀铜技术。近段时间，在电池金属化工艺持续创新的背景下，铜电镀工艺作为完全无银化的技术发展提速。 图表4HJT电池金属电极市场占比趋势图表5N型电池银浆降本路线 100% 75% 50% 25% 0% 其他电极电镀电极银包铜电极低温银浆电极 20222023E2024E2025E2027E2030E 资料来源：中国光伏行业协会，平安证券研究所资料来源：摩尔光伏，平安证券研究所 1.2电镀铜助力光伏电池降本增效，发展优势显著 铜电镀是一种非接触式的铜电极制备工艺，有望助力光伏电池实现完全无银化。铜电镀技术在印刷电路板PCB等行业应用成熟，亦可用于晶硅电池金属化环节，其原理是在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线，进而作为电极收集光伏效应产生的 载流子。铜电镀工艺发展优势显著，较银浆丝网印刷具备更低的银浆成本、更优的导电性能、更好的塑性和高宽比，有望替代高银耗的丝网印刷技术，进一步提高电池效率和降低银浆成本，助力HJT和XBC电池降本增效和规模化发展。 图表6HJT电池结构示意图图表7HJT电池电镀电极结构示意图 资料来源：隆基LONGiSolar，平安证券研究所资料来源：《硅异质结太阳电池接触