叠栅深度报告：叠栅可降银&提效，关注设备&材料新机遇

首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn13915521100 证券分析师：李文意执业证书编号：S0600524080005liwenyi@dwzq.com.cn18867136239 叠栅为平台化技术，能够省银提效。传统电池的电极结构为副栅+主栅+焊带，叠栅取消了主副栅和焊带，利用三角导电丝和种子层进行导电，叠栅具备电阻小、省银、提效、平台化等优点。（1）电流不需要横向传输，仅需要纵向传输，运动路径变短、电阻变小从而提升组件功率、降低银浆耗量。（2）超高表面反射率的极细三角导电丝可使得电池表面的等效遮光面积降低到1%以下，我们预计叠栅+TOPCon的组件功率可由现在的630W提升至655W（2382mm*1134mm版型组件），可提效25-30W。（3）叠栅为平台化技术，TOPCon、HJT、BC均可使用，但TOPCon、BC更需要叠栅，根据我们的测算，BC、TOPCon叠栅降银效果最显著约5分/W，HJT利用0BB+30%银包铜已基本能够达到预期目标，同时叠栅还能够解决TOPCon双poly的遮光问题。 导电丝对准为工艺难点，叠栅设备为关键。叠栅的工艺流程为制备种子层、制备三角导电丝、将三角导电丝和种子层焊接结合。（1）种子层印刷：叠栅对电池片电极图形的要求比常规电池要低，栅线形貌（银浆）、网版、设备等均可体现。（2）三角导电丝：时创三角导电丝通过设计更优的形状和表面材料具备更优的反光率，三角形夹角在59-61度，三个R角控制在<15μm范围内，圆弧过渡区占比较小，反光效率高，采用银、铝作为反光镀层，在可见光范围内，金属Ag和Al是反射率最高的两款金属，同时还能低温焊接减少隐裂风险。（3）焊接：如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点，常规的焊带宽度一般在0.2mm以上，导电丝宽度一般在0.15mm以下，所以焊接的方向一致性更难以控制，同时更细规格也会使导电丝底部锡层弧度增大，底部锡面呈圆弧，容易左右倾斜、翻转，增大焊接难度。 处于产业0-1阶段，材料&设备有待进一步降本。（1）经济性：我们认为目前叠栅小批量生产的情况下材料&设备成本均偏高，未来量产后有望比SMBB、0BB单瓦成本降低2-4分。（2）应用场景：目前叠栅理论上能够提升组件功率25-30W，关键为三角导电丝巧妙的结构设计能够提升入射太阳光的二次反射率，但垂直安装场景下入射的太阳光多为倾斜角度，而叠栅的组件功率提升前提为倾斜安装的太阳光垂直角度入射，故在实际的应用场景下叠栅的组件功率提升效果可能会有一定折扣。（3）产业化进展：通威股份&晶盛机电&时创能源三方合作，有望加速叠栅产业化，我们认为叠栅对TOPCon来说更为关键，因为TOPCon较难使用含铜的浆料来降低金属化成本，而HJT通过0BB+银包铜技术即可实现极低的金属化成本，从目前进度来看，叠栅产业化最大的瓶颈在于设备和材料（三角导电丝），如工艺的跑通、产品的良率、经济性等，时创目前已有1GW双Polo+叠栅TOPCon组件在运行，未来随着叠栅组件量产跑通+设备成本的不断优化，相关设备&材料商有望受益于叠栅扩产，我们预计设备年均市场空间约130亿元，材料年均市场空间约70亿元。 ⚫投资建议：重点推荐晶盛机电，建议关注时创能源。 ⚫风险提示：行业受政策波动影响风险，技术研发进展不及预期风险。 一、叠栅为平台化技术，能够省银提效 二、导电丝对准为工艺难点，叠栅设备为关键 三、处于产业0-1阶段，材料&设备有待进一步降本 四、投资建议与风险提示 1.1何为叠栅——三角导电丝（焊带）“叠”到种子层（副栅）上 传统电池的电极结构为副栅+主栅+焊带，叠栅取消了主副栅和焊带，利用三角导电丝和种子层进行导电。传统光伏电池的栅线呈十字交叉型，由细副栅和粗主栅垂直排列构成，主栅主要起到汇集副栅的电流、串联的作用，副栅用于收集光生载流子，最终焊带导出电流；而叠栅取消了主栅和副栅，用种子层（银或者铜）替代，取消了焊带，用三角导电丝替代。 所谓叠栅即三角导电丝（焊带）“叠”到种子层（副栅）上。具体来说，（1）种子层利用银或铜作为基底，与电池形成交联，生成银硅合金以实现接触，起到原来副栅的作用，由于银仅起隧穿作用，所需厚度极薄，因此银的用量极少；（2）导电丝利用三角焊带的高度与银种子层结合，降低栅线的电阻，将电流导出，起到原来主栅和焊带的作用。 1.2叠栅为平台化技术，能够省银提效 原本SMBB、0BB的电池片&组件的金属化工艺采用丝网印刷&串焊，会有银耗高、遮光面积大、电阻高、生产速度慢等问题，而叠栅解决了上述问题，具备电阻小、省银、提效、平台化等优点。 （1）电流不需要横向传输，仅需要纵向传输，运动路径变短、电阻变小从而提升组件功率、降低银浆耗量。传统方式下电流的运动路径为电池表面→副栅→主栅→焊带，需要有副栅到主栅横向运输的过程，而叠栅为电池表面→导电种子层→导电丝，均为纵向运输。①组件功率提升：横向传输过程中的热阻损耗会拉低电池及组件输出功率，减少横向传输后热阻损失可以降低很多，提高组件输出功率；②降低银浆耗量：电流在银浆只需要垂直电池片表面的纵向方向传输，不需要横向传输，所以不再需要很多的银浆堆叠，降低横向传输电阻，银浆高度可以下降到5μm以下。 1.2叠栅为平台化技术，能够省银提效 （2）超高表面反射率的极细三角导电丝可使得电池表面的等效遮光面积降低到1%以下，SMBB约为3%、0BB约为2.5%，我们预计叠栅+TOPCon的组件功率可由现在的630W提升至655W（2382mm*1134mm版型组件），可提效25-30W。 一方面传统电池片表面金属遮光面积大，影响电池及组件效率，而叠栅采用了极细三角导电丝，原来焊带大概0.2mm，现在导电丝大概0.15mm，减小遮光面积； ➢另一方面，常规组件一般采用扁平导电丝，其表面为平面结构，垂直入射到导电丝表面的太阳光几乎全部被反射而损失掉，圆形焊带可利用部分的垂直入射光和少量的斜射光，而三角导电丝二次折射的反光率更高，可利用几乎所有的垂直入射光和斜射光，制成组件后的光学增益明显，组件功率提升更高。 1.2叠栅为平台化技术，能够省银提效 （3）叠栅为平台化技术，TOPCon、HJT、BC均可使用。根据我们的测算，BC、TOPCon叠栅降银效果最显著，更需要叠栅；HJT利用0BB+30%银包铜已基本能够达到预期目标。 1.2叠栅为平台化技术，能够省银提效 ⚫（3）叠栅为平台化技术，TOPCon、HJT、BC均可使用，对于TOPCon来说，叠栅还能弥补双面poly的遮光问题。现有的单面Poly-c-SiTOPCon电池结构中（如下左图），目前TOPCon电池主要是钝化背面接触，正面如果做成整面POLO结构的话，则会因为poly硅吸光导致电池电流损失较大，正面已经成为效率继续提升的瓶颈，可通过在栅线下方做局部POLO，改善正面金属接触复合电流的同时避免电流损失，下右图的双面Poly-c-SiTOPCon电池结构中，金属电极则不会和硅基体发生直接接触，会明显的减少复合，电池效率也会得到提升，但是正面的poly会有吸光的问题，通过叠栅的设计，把三角导电丝刚好覆盖在poly层上，能够弥补poly层的遮挡带来的功率损失问题。 一、叠栅为平台化技术，能够省银提效 二、导电丝对准为工艺难点，叠栅设备为关键 三、处于产业0-1阶段，材料&设备有待进一步降本 四、投资建议与风险提示 2.1种子层：叠栅印刷对银浆&网版&设备的要求更低 ⚫叠栅的工艺流程为制备种子层、制备三角导电丝、将三角导电丝和种子层焊接结合。 叠栅对电池片电极图形的要求比常规电池要低，栅线形貌（银浆）、网版、设备等均可体现。（1）栅线（银浆）：可以采用虚线状或直线状金属种子层，间隔约10-20μm，对浆料的消耗量少，节约成本；（2）网版：常规电池片栅线宽度、高度越来越小，要保持栅线形貌连续均匀，就要求网版线径必须尽量小，以降低因钢丝线遮挡而造成的栅线不均匀，叠栅对栅线印刷要求低，可以使用线径较大的网版进行印刷；（3）设备：相较于传统生产工艺，叠栅不需要改变任何的工艺流程、材料、工装治具、设备、环境要求等，任何目前制作常规电池的生产线直接兼容。 2.2三角导电丝：表面材料&形状设计为提升反光率的关键 相较于圆形、扁平或常规三角的导电丝，时创三角导电丝通过设计更优的形状和表面材料具备更优的反光率，同时还能低温焊接减少隐裂风险。（1）圆形或扁平导电丝：其表面为平面结构，垂直入射到导电丝表面的太阳光几乎全部被反射而损失掉，而三角导电丝可以较好吸收太阳光。（2）常规三角导电丝：①更优的形状：R角一般大于30μm，圆弧过渡区占比较大，反光能力减弱，无法高效发挥三角导电丝的反光作用，对组件的峰值功率提升有限，而时创发明的导电丝三角形夹角在59-61度，三个R角控制在<15μm范围内，圆弧过渡区占比较小，反光效率高，具有更好组件功率增益效果；②更优的材料：常规多为铅锡合金，叠栅采用银、铝作为反光镀层，在可见光范围内，金属Ag和Al是反射率最高的两款金属。（3）低温焊接：下方的焊接镀层采用特定设计的低温合金可实现低温（<200℃）焊接，大大减少隐裂与碎片风险。 2.2三角导电丝：表面材料&形状设计为提升反光率的关键 时创发明的导电丝适合低温焊接且反光效率高，功率增益大，具体流程来看：（1）压延线材：所用导电丝线材基材抗拉强度在>250MPa，延伸率>23%，线径控制在0.1-0.5mm，所得三角形导电丝的截面为三角形，三个夹角在59至61度之间，三个R角控制在<15μm范围内。（2）针对2个反光面进行抛光：压延退火后的线材经过除油、抛光、钝化处理后，两个反光面粗糙度Ra值小于0.05μm。（3）对2个反光面进行镀膜：采用PVD真空蒸镀工艺，所用蒸镀源为Ag或Al，镀层厚度控制在50-150nm。（4）针对1个背光面进行镀膜：采用局部镀锡装置，焊接层所用锡合金为多元合金Sn-Bi-Cu-Ag-P，焊接层厚度控制在5-25μm。 2.2三角导电丝：表面材料&形状设计为提升反光率的关键 焊接面的锡层厚度也是工艺难点，如何控制锡层的厚度以及生产的效率。首先需要保护三角导电丝的两面不被锡污染，然后将第三个面与锡反应，达到单面涂锡的效果，其次需要将锡层的厚度加以控制，能够将锡层的厚度保证在0.1μm-10μm之间并且需要可控，由于组件制作中需要大量的导电丝，所以生产的效率也是至关重要。时创采用的单面镀锡装置通过泵体回流道的锡流量大小来实现涂锡的厚度，提高收放线速度的时候也能够通过回流道锡流速的大小控制锡层的厚度，这样大大提高了生产效率。 2.3焊接：如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点 第三步为最关键工序，即如何将种子层和导电丝结合，叠栅设备最难的地方在于100+根三角导电丝和种子层的对准焊接，同时还要兼顾良率和速率，即如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点。现有技术一是在电池片上难以做到致密排布，即电池片上焊带的数量受到工艺制约，难以生产具有高密度焊带的电池；二是即便通过焊带布设工装将焊带布设在电池片上，由于焊带较细、且为三角容易翻转，故叠栅需要新的工艺来进行生产，一般导电丝和种子层的结合依靠热焊接，热焊接有多种方式，通过我们对晶盛机电和时创能源的分析，目前可以通过旋转焊接或者焊带网排布的方式进行热焊接，对准主要依靠视觉系统和机械传动系统。 2.3焊接：如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点 一种方式为通过旋转的加热辊筒来进行焊接，可以结合绕线张力实现焊接。常规的串焊方式为节拍形式，利用夹爪抓取焊带放置在电池片主栅上，再利用红外灯加热焊接，容易出现虚焊、隐裂等问题，而且不适应三角导电丝、生产节拍慢；叠栅可以采用持续旋转焊接工艺，能够使得对于原始电池片施加的温度整体均匀性高，此外通过绕线张力控制导电丝与电流收集层间的贴合力，再搭配匀速旋转焊接，从而实现了三角导电丝与电