电力设备与新能源行业研究：高效太阳能电池系列深度（六）：0BB工艺专题：从可选到必选，N型组件降本增效最优解

投资逻辑 多数环节重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间：光伏行业现阶段硅料、硅片、电池环节已基本完成技 术跳跃，基于对光伏行业所处的周期位置及技术现状的判断，我们认为短时间内主链环节很难再有颠覆性的技术变化及迭代，关于光伏行业新技术的关注点，更应放到“缝缝补补”的降本增效工艺方面，栅线工艺的演进便是其中主要的关注点，栅线越细越有利于减少银浆用量从而降低成本，同时减少对电池片的遮光、提升发电效率。为进一步去银降本，市场研发方向朝0BB（无主栅）技术推进，即采用铜丝焊带替代原有银主栅直接汇集细栅电流，并实现电池片之间的互连，串焊设备是实现0BB工艺的核心环节。 国内0BB技术研究蓬勃发展，工艺实践具体路径多样化：根据焊带与电池片的互连方式，无主栅组件的串焊方案可 以分为“SmartWire”、“覆膜”、“焊接+点胶”、“点胶”四大类。SmartWire技术是将嵌有铜网的聚合物薄膜（铜丝复合膜）覆盖在仅有细栅的电池片上；覆膜技术通过胶膜、焊带、无主栅电池片的一次性固定、层压，或者各部件多次组合固定的方式形成组件；焊接+点胶技术通过焊接和胶粘两种方式共同保证焊带对电池片及其细栅的拉力和可靠性；点胶技术仅使用胶粘的方法实现焊带与电池片的连接，有望进一步减少工序、降低成本。上述四类工艺均能实现0BB组件的串联，从电学性能、光电性能、机械性能等角度看各具优势。目前，国内光伏设备、组件主要制造商等在无主栅技术方面均进行了较为全面的工艺布局。 从“可选”到“必选”，我们预计2024-2026年0BB串焊设备市场空间有望达到194亿元：在行业尤其是组件企业盈 利较好的时代，栅线工艺的演进并不迫切，对于串焊设备的替换更新主要考虑因素落到产品端的差异化，而在行业下行周期，降本增效的栅线工艺变革受到了更大的重视，对于0BB这种降本增效的工艺需求也更为迫切。根据我们测算，TOPCon导入0BB后，总制造成本下降约0.012-0.019元/W；HJT导入0BB后，总制造成本下降约0.042-0.050元/W。假设新增的0BB串焊机单位价值量为0.21亿元/GW，存量改造的0BB串焊机单位价值量为0.15亿元/GW，则2024-2026年，0BB串焊机对应的市场空间分别为33/77/84亿元，2024-2026年市场空间有望达到194亿元，头部串焊设备厂商有望直接受益。 投资建议与估值 针对0BB工艺加速产业化所带来的投资机会，目前看主要有三个方向：方向一是可以提供0BB串焊设备的头部设备厂商，重点推荐奥特维、迈为股份；方向二是在0BB工艺方面研发及量产有望引领行业的头部组件厂商，重点推荐晶科能源、通威股份；方向三是研发实力领先，产品布局全面的辅材龙头。 风险提示 0BB工艺研发进展不及预期；终端接受程度不及预期；行业盈利长时间承压风险。 内容目录 1多数环节重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间4 1.1硅环节降本增效幅度有限，后续重点关注非硅环节技术进步4 1.2栅线工艺迭代助力电池片降本增效8 2国内0BB研究蓬勃发展，工艺实践路径多样化9 2.1SmartWire：铜丝复合膜实现组件串联，具有良好欧姆接触10 2.2覆膜方案：利用胶膜自身粘性实现组件串联，焊带、电池片结合力强11 2.3焊接+点胶方案：合金化+固化共同实现组件串联，提高可靠性12 2.4点胶方案：仅依靠固化剂实现组件串联，工序简单13 2.50BB组件总制造成本显著下降，2024-2026年串焊机市场空间近200亿14 30BB催生组件环节辅材迭代，焊带、胶膜技术壁垒提高16 3.1焊带直径细线化，材料性能和工艺控制难度提升17 3.2胶膜类型多样化，材料体系和膜层设计可能性增加18 4相关标的及投资建议19 4.1奥特维：光伏设备平台化龙头企业，充分受益于0BB技术迭代19 4.2迈为股份：泛半导体领域高端装备制造商20 4.3晶科能源：N型电池产能规模行业领先，研发实力稳居行业前列20 4.4通威股份：自上而下完成一体化转型，稳步扩张巩固竞争优势21 5风险提示22 图表目录 图表1：光伏产业链主要环节技术变革情况4 图表2：2023年以来硅料价格（万元/吨）快速下行5 图表3：2024年以来银价大幅上涨（元/kg）6 图表4：2024年以来光伏银浆价格持续爬升（元/kg）6 图表5：光伏用银占比持续提升6 图表6：N型电池技术渗透率有望快速提升6 图表7：预计2024年光伏银浆需求同比增长29%至7830吨7 图表8：预计24-25年全球白银包括金融属性的供需缺口扩大8 图表9：多主栅技术发展路线8 图表10：2023年9BB及以上技术成为PERC技术主流9 图表11：2023年TOPCon技术SMBB及以上占比达87.5%9 图表12：无主栅技术可以缩短细栅距离，提升细栅电流收集能力（L3<L1<L2）9 图表13：“覆膜”、“点胶”工序简洁、“焊接+点胶”可靠性高10 图表14：SmartWire工艺中，复合膜的金属丝一侧与电池片接触11 图表15：SmartWire组件依靠金属框架连接、导通11 图表16：覆膜工艺相关专利汇总11 图表17：一体化覆膜——胶膜、焊带、电池片一体成型12 图表18：多步覆膜——焊带组件与电池片结合12 图表19：焊接+点胶工艺专利汇总13 图表20：点胶工艺专利汇总13 图表21：不同地区合理溢价范围在0.01元/W-0.02元/W14 图表22：TOPCon导入0BB后，总制造成本下降0.012-0.019元/W15 图表23：HJT导入0BB后，总制造成本下降0.042-0.050元/W15 图表24：预计到2024-2026年，0BB串焊机市场空间将达194亿元16 图表25：0BB组件采用细焊带和低克重胶膜16 图表26：光伏焊带产品持续迭代17 图表27：互联焊带、汇流焊带向多主栅、细线化发展17 图表28：焊带细线化在涂锡厚度、屈服强度、同心度等方面提出更高要求18 图表29：合金化后，采用常规封装胶膜粘结电池片和盖板（玻璃或背板）18 图表30：承载膜连接焊带，粘结膜连接玻璃19 图表31：胶膜结构可以根据焊带位置进行调整（水平排列）19 图表32：奥特维串焊机产品迭代历程十年19 图表33：迈为全资子公司迈展自动化提出“焊接+点胶”专利方案20 图表34：晶科无主栅组件专利提出特殊细栅方案21 图表35：通威HJT组件功率持续增长21 1多数环节重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间 1.1硅环节降本增效幅度有限，后续重点关注非硅环节技术进步 硅料、硅片、电池环节已基本完成技术跳跃，短期内再难有大的技术变革：过去十五年里光伏行业发展势如破竹，主要环节均实现了较大的技术创新：硅料环节协鑫于2009年 率先突破了冷氢化工艺，使得硅料环节价格大幅下降，后续2020年协鑫又在硅烷流化床法制作的颗粒硅方面取得进展，进一步下降了硅料的生产成本，目前已经进入行业放量期；硅片环节2017年隆基瞄准金刚线与快速直拉工艺的逐渐成熟的机遇，全力押注单晶 硅工艺，并引领了全行业由多晶向单晶的转型；电池环节2022年晶科能源上市以后全力扩产N型TOPCon电池，引领了全行业N型电池对于P型电池的技术迭代，根据Infolink预测，2024年N型电池渗透率有望达到79%，基本实现了光伏行业由P型向N型的迭代。然而从当前时点展望，基于对光伏行业所处的周期位置及技术现状的判断，我们认为短时间内主链环节很难再有颠覆性的技术变化及迭代，关于光伏行业新技术的关注点，更应放到“缝缝补补”的降本增效工艺方面，其主要对应到非硅环节的成本降低。 图表1：光伏产业链主要环节技术变革情况 来源：国金证券研究所绘制 硅料价格接已近硅料企业的成本线，硅环节降本难度加大：2023年以来硅料产能快速释放，2023年底多晶硅产能合计约250万吨，其中15万吨高成本海外硅料（OCI、Hemlock、 Wacker、REC）用于出口美国市场，价格体系将具有一定的独立性。我们预计2024年光伏组件需求650-700GW，按照硅耗2.4g/W测算硅料需求约160万吨，扣减海外硅料后国内硅料需求约145万吨，对应现金成本约4.5万元/吨。产能过剩后理性价格应维持在供需均衡状态下边际产能的现金成本附近，同时考虑到边际产能在价格低位时可能因成本控制、现金管理、费用摊销等因素造成成本上升，我们预计硅料价格“理性底部区间”为致密料含税价5.5-6.5万元/吨。 根据硅业分会2024年4月17日最新报价，目前多晶硅致密料价格约4.6万元/吨，目前硅料价格已跌破企业生产成本，达到部分企业现金成本，后续进一步下降的空间不大，因此短期内制造环节硅成本直接下降空间有限，虽然硅成本仍可以通过硅片减薄等手段进一步降低，但考虑到硅片过度薄片化一方面会对电池片的效率良率产生影响，另一方面进一步薄片化后组件制造环节中机械载荷、层压引起的破片以及隐裂都会相应提高，最终影响良率，因此短期内难有进一步下降的诉求。 图表2：2023年以来硅料价格（万元/吨）快速下行 来源：硅业分会，国金证券研究所备注：截至2024/4/17价格 非硅环节成本仍有下降空间：非硅环节的成本下降目前主要分为直接降本和间接降本，直接降本指制造环节的辅材、耗材用量的节省，如电池片环节的银浆等环节、组件环节的胶膜、玻璃等环节；间接降本指通过电池片效率提升所带来的各环节成本进一步摊薄，同时助力终端组件产品提升销售溢价。 银浆是制备太阳能电池金属电极的关键材料。太阳能电池片生产商通过丝网印刷工艺将光伏银浆分别印刷在硅片的两面，烘干后经过烧结，形成太阳能电池的两端电极。太阳能电池金属电极主要包括主栅和细栅，主栅是电池片正面上较粗的银质导电线，用于汇流、导出，细栅是电池片上较细的银质导电线，用于收集电池内部产生的光生载流子。 与传统P型电池相比，N型电池是天然的双面电池，N型硅基体的背光面亦需要通过银浆来实现如P型电池正面的电极结构；同时N型电池的正面P型发射极需要使用相对P型电池更多的银浆，才能实现量产可接受的导电性能，因此N型电池对银浆的需求量要高于P型电池。据CPIA，2023年PERC电池片正银消耗量降低至约59mg/片、背银消耗量约25mg/片，TOPCon电池双面银浆（铝）（95%银）平均消耗量约109mg/片，异质结电池双面低温银浆消耗量约115mg/片。随着2024年N型电池快速放量，N型银浆用量大概率超市场预期。 贵金属属性叠加供需失衡，N型时代降银需求愈发迫切：银浆生产所需的直接材料为银粉、玻璃氧化物、有机原料等，其中：银粉为核心原材料，据SMM光伏视界，银浆中的银粉含量占比约98%，银粉在直接材料成本中的占比高达90%以上。2021年以来白银结构性供应短缺的市况持续，2021-2022年交易所白银库存急剧下降，当前库存仍处于近几 年低位；今年3月以来美联储官员“反向扭转操作”及放缓QT等发言驱动实际利率下行，黄金价格短期出现大幅上涨激发白银价格拉升，带动银浆价格持续上行。此外，光伏用银占比有望持续超预期。根据世界白银协会，2023年全球光伏白银需求量达到6017吨，同比增长64%，光伏白银需求量占比进一步提升至16%。在全球光伏装机持续增长，N型电池加速渗透的背景下，2024年全球光伏白银需求量有望提高20%达到7217吨。 图表3：2024年以来银价大幅上涨（元/kg）图表4：2024年以来光伏银浆价格持续爬升（元/kg） 8000 7000 6000 5000 4000 3000 7500 7000 6500 6000 5500 太阳能主栅正面银浆太阳能细栅正面银浆 5000 2022/122023/042023/082023/122024/04 来源：Wind，国金证券研究所备注：截至2024/04/17价格 来源：SMM光伏视界，国金证券研究所备注：截至2024/04/17价格 图表5：光伏用银占比持续提升图表6：N型电池技术渗透率有望快速