叠栅深度报告：叠栅可降银&提效，关注设备&材料新机遇

证券研究报告 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 2024年12月2日 请务必阅读正文之后的免责声明部分 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 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。 图：叠栅利用导电种子层+三角导电丝替代 传统副栅+主栅+焊带 入射光 图：常规栅线呈十字交叉型，叠栅为上下两层重叠 电池片 三角导电丝 导电种子层 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。�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。 图：0BB电池的电流传输路径图：叠栅电池的电流传输路径 0BB电池（24根焊带） 叠栅半片电池（156根导电丝） 电流传输路径 电流传输路径 （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。 图：与扁形焊带、圆形焊带相比，三角形焊带可利用几乎所有的垂直入射光和斜射光 （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。 图：BC、TOPCon叠栅降银效果最为显著，更需要叠栅 正面背面 电池类别 BC（182尺寸，8.6W/片） TOPCon（182尺寸，8.2W/片） HJT（210尺寸，10.8W/片） 数据来源：时创能源，东吴证券研究所测算 栅线图形 0BB 叠栅 SMBB 0BB 叠栅 SMBB 0BB+30%银包铜叠栅+30%银包铜 银浆耗量 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产高温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产高温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产高温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产高温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产高温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产低温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产低温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 银耗（mg/片）单W银耗（mg/W） 国产低温银浆价格（元/KG）单W银浆成本（元/W) 主栅 0 0.0 5800 0.00 0 0.0 5800 0.00 8 1.0 5800 0.006 0 0.0 5800 0.000 0 0.0 5800 0.000 37 3.4 6300 0.022 0 0.0 6300 0.000 0 0.0 6300 0.000 副栅 0 0.0 5800 0.00 0 0.0 5800 0.00 38 4.6 5800 0.027 38 4.6 5800 0.027 15 1.8 5800 0.011 68 6.3 6300 0.040 20.4 1.9 6300 0.012 9 0.8 6300 0.005 主栅 0 0.0 5800 0.00 0 0.0 5800 0.00 8 1.0 5800 0.006 0 0.0 5800 0.000 0 0.0 5800 0.000 37 3.4 6300 0.022 0 0.0 6300 0.000 0 0.0 6300 0.000 副栅 120 14.0 5800 0.08 0 0.0 5800 0.00 48 5.9 5800 0.034 48 5.9 5800 0.034 15 1.8 5800 0.011 68 6.3 6300 0.040 20.4 1.9 6300 0.012 9 0.8 6300 0.005 合计 120 14 0.08 0 0.0 0.00 102 12.4 0.07 86 10.5 0.06 30 3.7 0.02 210 19.4 0.12 40.8 3.8 0.02 18 1.7 0.01 BC通过叠栅可实现无 银化，更需要叠栅 TOPCon无法使用银包铜，通过叠栅可降银70%，比0BB的降银效果更显著 HJT0BB+30%银 包铜降银效果已足够，叠栅降银效果不明显 7 数据来源：时创能源专利，东吴证券研究所 8 （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。 图：单面常规TOPCon电池结构图：双面Poly的TOPCon电池结构 9 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 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。 表：叠栅印刷银浆耗量&网版&设备要求更低