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市場研究

光伏激光設備先行者,帝爾激光:N 型時代再現技術紅利

fun88网页下载 來源:西南證券2022-09-07 我要評論(0 )   

(報告出品方/分析師:西南證券 韓晨 敖穎晨)01 光伏激光設備龍頭,技術護城河鑄就高盈利1.1 光伏電池激光設備深耕者,多技術路線儲(chu) 備豐(feng) 富全球領先的激光設備供應商,...

(報告出品方/分析師:西南證券 韓晨 敖穎晨)


01 光伏激光設備龍頭,技術護城河鑄就高盈利


1.1 光伏電池激光設備深耕者,多技術路線儲(chu) 備豐(feng) 富


全球領先的激光設備供應商,將激光技術創新應用於(yu) 光伏電池組件製造領域。



公司成立於(yu) 2008年,以自主創新激光技術為(wei) 核心,主營精密激光加工方案設計及配套設備。


成立初公司將激光創新性應用於(yu) 光伏電池生產(chan) ,先後推出激光消融、激光摻雜、激光LIA、MWT打孔、無損劃片等技術,激光設備在下遊電池組件龍頭隆基、通威、天合、晶科、愛旭、韓華等企業(ye) 中廣泛應用,其中PERC激光消融和SE摻雜設備市占率超過80%。


公司在不同光伏電池技術路線中積極布局,目前成功將激光加工技術應用於(yu) MWT、TOPCon、IBC、HJT、鈣鈦礦等新型電池組件技術領域。


此外,在消費電子、顯示麵板、醫療設備等領域,公司亦推進激光技術應用。



公司在PERC激光消融(開槽)與(yu) 摻雜技術積累多年,受益於(yu) PERC技術迭代與(yu) 電池增效需求高漲,設備產(chan) 銷呈現爆發式增長。


公司主營光伏電池激光加工設備,營收占比超過90%。2012年公司即推出研發型激光消融設備,因此在2017年PERC電池進入量產(chan) 階段、開啟技術迭代時已有超過5年的研發積累,增效工藝優(you) 勢顯著。


隨著PERC電池滲透率提高、對BSF電池的快速替代,公司PERC激光設備(主要為(wei) 消融和開槽)產(chan) 銷快速增長:2017年光伏激光設備銷量65台,2021年達到635台,5年CAGR達到92.5%,同期營收CAGR也為(wei) 74.8%,享受PERC電池迭代中的技術紅利。



1.2 盈利大幅領先同行,新技術趨勢下毛利率有望再提升


激光設備助力電池增效,為(wei) 下遊客戶帶來核心競爭(zheng) 力,公司毛利率領先同業(ye) 。


2017年以來公司毛利率基本領先光伏設備行業(ye) 平均毛利率10pp以上。


究其原因,我們(men) 認為(wei) 主要在於(yu) 公司與(yu) 下遊客戶共同研發、調試電池產(chan) 線,設計技術工藝,整線設備具有一定非標性,且能夠帶來轉換效率提升:激光消融可提升電池轉換效率1.2%,SE摻雜再提升0.3%-0.5%,為(wei) 下遊電池企業(ye) 帶來顯著價(jia) 值量與(yu) 核心競爭(zheng) 力。


2017-2020年公司毛利率雖然有所下降,主要原因為(wei) PERC激光設備成熟後價(jia) 格有所下降,並且公司給予規模化采購的客戶一定讓利,但公司光伏激光設備毛利率仍保持在45%以上。



新設備盈利能力更強,2021年以來公司毛利率企穩回升,盈利有望迎來拐點。


2021年以來公司毛利率逐步提升,至2022年二季度綜合毛利率達到47.1%。2022年上半年公司實現歸母淨利潤2.2億(yi) 元,同比增長21.4%,高於(yu) 營收10.8%的增速,主要源於(yu) 高盈利的新設備逐步貢獻收益。


從(cong) 存貨周轉角度看,2021-2022年公司存貨周轉周期約1年,存貨中70%以上為(wei) 發出商品,因此公司收入確認周期約為(wei) 一年。


2020-2021年下遊電池產(chan) 線迎來大尺寸升級,因此2022年營業(ye) 收入中包含部分1年前發貨、主要用於(yu) 大尺寸電池產(chan) 線的升級設備,新設備盈利更優(you) ,故公司毛利率有所提升。隨著N型技術迭代推進,公司N型電池新技術設備出貨增長,盈利能力有望進一步提高。



1.3 董事長兼具學術與(yu) 實業(ye) 積累,研發團隊實力雄厚


公司實控人為(wei) 董事長李誌剛先生,持股比例約44%。公司實際控製人為(wei) 公司董事長李誌剛先生。截至2022年二季度末,直接持股比例為(wei) 41.1%。同時,李誌剛先生亦通過在員工持股平台武漢速能,合計控製比例為(wei) 44.1%。子公司帝爾無錫以及位於(yu) 以色列特拉維夫的DR Utilight均為(wei) 全資子公司。2021年6月,子公司帝爾無錫投資設立全資子公司帝爾義(yi) 烏(wu) ,帝爾義(yi) 烏(wu) 成為(wei) 全資孫公司。



董事長為(wei) 物理電子學博士,學術與(yu) 實業(ye) 積累深厚。


公司董事長李誌剛先生為(wei) 華中科技大學物理電子學博士,師承武漢光電國家實驗室副主任、中國光穀創始人創始人之一黃德修教授(2015-2018年曾任公司董事),在光電研究方麵有悠久的傳(chuan) 承與(yu) 紮實的研究功底。博士在讀期間李誌剛先生曾入選Singapore Institute of Manufacturing Technology與(yu) 華中科技大學的聯合培養(yang) 計劃,與(yu) 新加坡製造技術研究所展開深入合作與(yu) 交流,為(wei) 公司在新加坡設立子公司作為(wei) 境外總部、引進新型激光技術奠定基礎。


在多年激光學術研究的基礎上,李誌剛先生於(yu) 2004至2008年期間在珠海市粵茂激光設備工程有限公司擔任總經理,積累了豐(feng) 富的激光設備企業(ye) 管理經驗。


綜合研發與(yu) 管理實力兩(liang) 方麵,李誌剛先生作為(wei) 公司董事長與(yu) 研發團隊核心成員,直接推動公司研發實力提升與(yu) 戰略發展。


除董事長外,公司核心技術人員亦在相關(guan) 領域擁有豐(feng) 富的研發從(cong) 業(ye) 經驗,如艾輝博士曾任台達武漢分公司產(chan) 品研發主任,朱凡先生曾任尚德電力控股研發經理、吉福斯新能源總經理,在電池組件設備和製造領域工作經驗豐(feng) 富。



走出國門強強聯合,打造全球化的研發中心。


2020年公司在以色列特拉維夫設立研發中心,與(yu) 以色列Utilight進行合作。Utilight 2012年起對激光應用,特別是光伏電池激光轉印進行研究,迄今亦擁有十年的技術積累。2021年公司擬在新加坡設立研發中心作為(wei) 公司境外總部,將利用新加坡的高科技技術成熟、勞動力素質高等優(you) 勢,吸引高科技人才,繼續壯大研發隊伍,進而將技術導入國內(nei) 總部。公司也將通過立足新加坡,輻射全球市場,加強公司的國際市場競爭(zheng) 地位,進一步開拓國際市場。



研發人員比例高達30%以上,研發費用率大幅增長,保障新技術的持續研發與(yu) 領先。


作為(wei) 技術創新型企業(ye) ,公司高度重視研發人員的培養(yang) 與(yu) 研發團隊建設,近年來研發人員絕對數不斷增長:2021年研發人員總數211人,占總員工比例32.8%,遠高於(yu) 其他光伏設備和產(chan) 業(ye) 鏈其他環節公司。公司研發投入亦不斷提高,以保持在N型等電池新技術和新應用領域的技術領先。2022H1公司研發費用率繼續提升至8.8%,較2021年提升約0.6pp。



可轉債(zhai) 募項目聚焦新技術、新應用領域研發,資金層麵保障新技術研發順利。2021年公司發行可轉債(zhai) 募資8.4億(yi) 元,主要用於(yu) 光伏激光轉印技術和顯示麵板行業(ye) 激光設備研發,從(cong) 資金層麵保障公司在新技術和新領域的研發進展,進一步夯實技術實力。



02 PERC激光設備已為產線標配,公司市占率80%以上


2.1 PERC激光應用主要為(wei) 開槽和SE摻雜


PERC生產(chan) 流程中增加激光消融(開槽)和SE摻雜工序,可提升電池轉換效率,實現工藝優(you) 化升級。



初代PERC電池相較常規鋁背場(AL-BSF)電池增加背鈍化和背膜開孔兩(liang) 個(ge) 步驟,對應增加背鈍化和開孔兩(liang) 道設備。PERC電池在AL-BSF電池結構上衍生,在BSF電池背麵添加電介質鈍化層以增強光纖內(nei) 背反射,降低背麵電子複合,最終提高光電轉換效率。但由於(yu) 鈍化層和表麵氮化矽保護層為(wei) 絕緣層,因此在生產(chan) 工序上,PERC在BSF工藝上除增加背鈍化層沉積(多用PECVD法)外,還需增加背膜開孔步驟,使背電極與(yu) 矽基體(ti) 形成良好的歐姆接觸。產(chan) 線中相應增加背鈍化與(yu) 開孔設備。


激光開槽利用激光在矽片背麵進行打孔或開槽,將部分 Al2O3與(yu) SiNx薄膜層打穿露出矽基體(ti) ,背電場通過薄膜上的孔或槽與(yu) 矽基體(ti) 實現接觸。通過鍍膜鈍化和激光開槽,電池轉換效率可提升1.2%;根據CPIA數據,激光開槽將單晶PERC轉換效率由20.3%提升至21.5%左右。



基於(yu) 對高轉換效率的追求,初代PERC工藝不斷優(you) 化,再疊加選擇性發射極SE(Selective Emitter)。SE PERC需要在電極與(yu) 矽片接觸附近進行高摻雜和深擴散,在電極以外的地方進行低摻雜和淺擴散,解決(jue) 了殘渣濃度對電池效率的限製,降低串聯電阻,減少載流子複合提高表麵鈍化效果,提高短路電流和開路電壓,從(cong) 而全麵提高電池性能,將轉換效率提高0.3%-0.5%。增加SE後,PERC量產(chan) 效率開始突破22%。


在工序方麵,SE PERC在PERC的基礎上增加激光摻雜環節。激光摻雜利用激光的熱效應,熔融矽片表層,因此覆蓋在發射極頂端的磷矽玻璃中的P原子進入矽片表層。磷原子在液態矽中的擴散係數比在固態矽中的高,所以在固化後摻雜磷原子取代矽原子的位置,形成重摻雜層。當前每GW PERC產(chan) 線中激光開槽與(yu) 摻雜設備價(jia) 值量約1000萬(wan) 元。



2.2 “領跑者”與(yu) “531”加快激光普及,公司客戶資源廣泛優(you) 質


“光伏領跑者”項目加快單晶、PERC的量產(chan) 進度,電池新技術迎來發展窗口期。


2015~2017年國家能源局共發布三批“光伏領跑者”計劃,通過使用技術絕對領先的電池組件,建設光伏發電示範基地和新技術應用示範工程,促進先進光伏技術產(chan) 品應用和產(chan) 業(ye) 升級。


每批次“領跑者”項目對組件的轉換效率提出明確要求,並逐步提高準入標準:2015年技術領跑基地的多/單晶組件轉換效率要求在16.5%/17%以上;2016年將上網電價(jia) 水平作為(wei) 投資主體(ti) 評分標準的最大權重(占比30%),同時對高轉換效率的電池組件給予評分溢價(jia) ;2017年技術領跑者基地的多/單晶轉換效率指標提升至18%/18.9%。


組件轉換效率要求的提高,推動了電池組件企業(ye) 加大電池轉換效率的研發投入和先進電池技術、設備的應用,單晶PERC先進電池技術的量產(chan) 進度隨之加快,激光消融和摻雜設備需求相應快速增長。



2018年“531”後光伏電站進入競價(jia) 時代,產(chan) 業(ye) 鏈對轉換效率提升的訴求更為(wei) 強烈,SE PERC迅速普及,成為(wei) 主流的提效方式,電池環節進入“PERC+”時代。


根據集邦數據統計,2018年超過60%的PERC產(chan) 能配置了SE工藝,此點從(cong) 公司2018年設備淨發貨數同比增長191%亦可印證。至2020年激光摻雜已成為(wei) PERC電池產(chan) 線標配,因此舊產(chan) 能升級和新產(chan) 能建設共同帶動激光摻雜設備需求快速增長。


基於(yu) 在PERC激光設備的深厚積累,公司激光摻雜與(yu) 開槽設備銷量快速增長,市占率達到80%以上。光伏電池激光設備技術難度高,且需與(yu) 下遊客戶共同合作,因此行業(ye) 內(nei) 具備光伏激光設備量產(chan) 能力的企業(ye) 有限。


公司率先卡位PERC激光設備研發,與(yu) 下遊合作積累超過5年,在行業(ye) 技術迭代與(yu) 升級的機遇下,2018年以來激光設備銷量快速增長,至2021年在PERC激光設備中市占率超過80%。


從(cong) 光伏激光設備營業(ye) 收入來看,公司市場主導地位穩固,行業(ye) 內(nei) 營收占比約90%。其他上市公司中僅(jin) 大族激光在2021年擁有部分光伏激光加工設備業(ye) 務(2020-2021年大族激光光伏激光設備營收1.19/1.34億(yi) 元,同比增長88.59%、12.38%,增速雖較快但份額仍較為(wei) 有限),2021年海目星的光伏設備業(ye) 務尚未取得營業(ye) 收入。



在高市占率與(yu) 絕對市場地位下,公司客戶廣泛且優(you) 質。得益於(yu) PERC激光設備在下遊電池組件企業(ye) 的廣泛應用,公司下遊客戶廣泛,與(yu) 隆基、通威、愛旭、晶科、天合、晶澳、阿特斯、韓華、東(dong) 方日升等海內(nei) 外企業(ye) 均開展深入合作,建立了良好的客戶關(guan) 係。廣泛的客戶資源基礎,為(wei) 公司在新技術領域的探索提供試驗、反饋和優(you) 化的空間。



03 N型產線中激光設備價值量更高,滲透率或加速提升


3.1 N型技術迭代開啟,電池設備成長空間廣闊


PERC量產(chan) 已逾5年,轉換效率和非矽成本接近極限,後續優(you) 化空間有限,因此降本增效主要依靠下一代電池技術的量產(chan) 突破。


當前PERC量產(chan) 轉換效率23.5%,接近24.5%的理論極限,提升幅度放緩且後期提升至24%難度較大。相比之下,N型電池技術如TOPCon、IBC、HJT等實驗室轉換效率大於(yu) 25%,量產(chan) 轉換效率可實現高於(yu) 24%,且後續提升空間大,因此新技術迭代已具備必要性。


非矽成本方麵,當前頭部電池企業(ye) 和一體(ti) 化企業(ye) 通過大尺寸新產(chan) 能降本,PERC非矽成本全麵低於(yu) 0.2元/W,領先產(chan) 能可做到約0.16元/W,已經降至較為(wei) 極限水平,繼續下降空間較小。下一代N型電池技術尚處於(yu) 起步階段,在效率、設備、耗材等方麵存在進一步提升優(you) 化空間,因此在非矽成本下降上仍有較大潛力。



N型電池技術方法呈現多樣性,主流技術製備方法尚未確定,後續有望通過設備國產(chan) 化、漿料優(you) 化等方式全方位降本增效。在多種N型電池技術路線中,目前多聚焦於(yu) TOPCon、IBC和HJT三種技術類型,每種技術方向下各家也有不同的工藝路線。由於(yu) N型各技術方向均處於(yu) 起步階段,故當前主流工藝與(yu) 技術路線尚未確定。整體(ti) 上目前三類技術路線成本仍高於(yu) PERC,未來通過金屬化工藝升級、漿料降本優(you) 化等方式降本增效,同時也將為(wei) 新設備帶來成長空間。


TOPCon與(yu) IBC量產(chan) 進度更快,HJT有望於(yu) 2023年實現規模化量產(chan) 。


在三種技術類型量產(chan) 線建設進度方麵,目前TOPCon最大量產(chan) 產(chan) 能來自於(yu) 晶科已投產(chan) 的24GW;IBC較為(wei) 確定的量產(chan) 產(chan) 能主要來自隆基19GW(泰州4GW+西鹹新區15GW)和愛旭8.5GW,共27.5GW產(chan) 能預計於(yu) 2022年投產(chan) ;HJT方麵,目前華晟在500MW產(chan) 線的基礎上,新增2GW產(chan) 能;金剛玻璃也建成1.2GW產(chan) 線,二者為(wei) 較早的量產(chan) 項目。


從(cong) 2022年以來各量產(chan) 線進度和規模來看,TOPCon和IBC量產(chan) 進度更快,2023年主要企業(ye) TOPCon量產(chan) 規劃超過170GW,行業(ye) 內(nei) 實際量產(chan) 產(chan) 能或超過200GWz。HJT則有望於(yu) 2023年進入規模化量產(chan) 階段。



3.2 激光設備在N型各技術路線中均可應用


3.2.1 TOPCon激光SE走向成熟,未來有望成為(wei) 產(chan) 線標配


TOPCon有多種SE工藝,均需用到激光設備。



TOPCon可製備與(yu) PERC類似的選擇性發射極(SE)結構:在硼擴散麵金屬柵線與(yu) 矽片的接觸區域(電極接觸部分)進行重摻雜(P++),而金屬電極之間非金屬接觸區域實現輕摻雜(P+)。


此結構可有效降低金屬區的接觸電阻及金屬複合,提高開路電壓,轉換效率可提升0.2%~0.3%。但是采用硼矽玻璃(BSG)作為(wei) 摻雜源進行激光摻雜,激光難以將BSG的硼摻雜進入P+層,會(hui) 導致P+層的表麵摻雜濃度降低,結深加深。


為(wei) 此,晶科、天合、環晟、正泰等廠商研發出了不同的改進工藝,均需用到激光設備進行摻雜或開槽。



上述工藝的區別在於(yu) 製備選擇性發射極使用的硼源不同。


例如,晶科能源工藝中的第二步沉積可為(wei) 後續激光摻雜提供足夠的硼擴散源,天合光能利用推進工藝形成的高表麵濃度的P++層作為(wei) 激光摻雜硼源,浙江正泰通過印刷硼漿的方式,環晟光伏則采用對開槽處進行二次擴散的工藝。環晟光伏的二次硼擴工藝較為(wei) 成熟,但是需要增加擴散爐、SiNx沉積、清洗設備,成本較高。天合光能、晶科能源、浙江正泰均采用激光摻雜技術實現硼擴散SE結構,容易引入額外損傷(shang) ,對激光的要求較高。


TOPCon激光SE技術逐漸成熟,未來有望成為(wei) 量產(chan) 標配。


目前以晶科能源為(wei) 代表的TOPCon電池廠商,量產(chan) 測試效率已達24.7%。激光SE可進一步提高TOPCon轉換效率,降低生產(chan) 成本。根據我們(men) 測算,在24.7%基準轉換效率,激光SE效率提升0.2%、0.3%的假設下,電池生產(chan) 成本分別可下降0.0086元/W、0.0129元/W。進一步假設1GW TOPCon電池產(chan) 線激光設備投資額1000萬(wan) 元,則1年左右時間即可收回投資。



3.2.2 XBC電池有多道激光應用,單GW價(jia) 值量顯著提升


IBC電池可與(yu) 其他晶矽技術路線結合,衍生出p-IBC、TBC、HBC等結構。IBC電池的柵線都在背麵,正表麵沒有金屬柵線的遮擋,電流密度較大,在背麵的接觸和柵線上的外部串聯電阻損失也較大。


金屬接觸區的複合通常都較大,所以在一定範圍內(nei) (接觸電阻損失足夠小)接觸區的比例越小,複合就越少,從(cong) 而導致Voc越高。IBC電池除了擁有最高轉換效率潛力的結構外,還能不斷吸收其他晶矽技術路線的工藝優(you) 點和鈍化技術,來不斷提升轉換效率。


IBC吸收了PERC技術發展階段的優(you) 點,轉換效率提升到24%-25%;吸收TOPCon鈍化接觸技術,演變成TBC電池,轉換效率能到25%-26%;吸收HJT的非晶矽鈍化技術,演變成HBC電池,轉換效率能到26%-27%。



激光可用於(yu) IBC、p-IBC、TBC、HBC電池掩膜開槽,IBC電池局部接觸開孔,p-IBC電池背麵PERC區激光開槽,TBC、HBC電池P-N區隔離等工序,具體(ti) 來看:


1)IBC、p-IBC、TBC、HBC電池掩膜開槽:IBC、p-IBC、TBC、HBC電池工藝的關(guan) 鍵問題,是如何在電池背麵製備出呈叉指狀間隔排列的P區和N區。早期天合光能在其IBC電池工藝流程中,通過絲(si) 網印刷刻蝕漿料來刻蝕掩膜,從(cong) 而形成需要的圖形。


絲(si) 網印刷方法本身的局限性,如對準的精度問題,印刷重複性問題等,給電池結構設計提出了一定的要求,在一定的參數條件下,較小的PN間距和金屬接觸麵積能帶來電池效率的提升,因此,絲(si) 網印刷的方法,需在工藝重複可靠性和電池效率之間找到平衡點。


激光是解決(jue) 絲(si) 網印刷局限性的一條途徑。目前的p-IBC、TBC、HBC電池更多采用激光開槽的方法在掩膜上形成所需要的圖形,再在背麵製備出呈叉指狀間隔排列的P區和N區。


2) IBC電池局部接觸開孔:由於(yu) IBC電池的正表麵沒有金屬柵線的遮擋,電流密度較大,在背麵的接觸和柵線上的外部串聯電阻損失也較大。金屬接觸區的複合通常都較大,所以在一定範圍內(nei) (接觸電阻損失足夠小)接觸區的比例越小,複合就越少,從(cong) 而導致Voc越高。因此,IBC電池的金屬化之前一般要涉及到打開接觸孔/線的步驟。


與(yu) 掩膜開槽類似,通常可采用光刻、激光開孔、絲(si) 網印刷腐蝕漿料的方法進行。光刻法的成本高,不適合大規模生產(chan) 。腐蝕漿料開孔受到印刷能力的限製,開孔的區域往往比較大,而且邊緣不清晰。激光可以得到比絲(si) 網印刷更加細小的電池單位結構,更小的金屬接觸開孔和更靈活的設計。


3)p-IBC激光開槽:p-IBC電池背麵P型摻雜的PERC結構與(yu) N區摻雜的TOPCon結構呈叉指狀排列。P型摻雜的PERC區域需用激光開槽印刷鋁漿,N型摻雜的TOPCon區域直接絲(si) 網印刷銀漿即可。


4)TBC、HBC電池P-N區隔離:對於(yu) TBC、HBC電池,為(wei) 防止電池短路,還需要用激光對晶矽襯底背表麵P+區、N+區中間區域用激光開槽進行隔離。



XBC電池要求精準對位、縮短加工時間、降低激光損傷(shang) ,激光設備價(jia) 值量大幅提升。


為(wei) 提升電池效率,BC類電池采用較小的PN間距和金屬接觸麵積,精準對位是激光設備的必要條件。如果不采用Scanner方式的激光頭,其加工時間往往較長,平均每片電池片的激光加工需耗時幾分鍾到十幾分鍾,生產(chan) 效率低。此外,還需要注意激光加工帶來的矽片損傷(shang) ,以及對接觸電阻的影響。


BC類電池對激光的要求更高,單GW設備價(jia) 值量更大。預計p-IBC電池單GW激光設備價(jia) 值量在2000~3000萬(wan) ;TBC電池由於(yu) 采用N型矽片,單GW激光設備價(jia) 值量可達4000~5000萬(wan) 元。


XBC電池量產(chan) 在即,激光持續受益新產(chan) 能投放。


根據隆基股份規劃,其泰州4GW HPBC電池項目將於(yu) 2022年8月投產(chan) ,西鹹新區15GW項目將於(yu) 2022年9月投產(chan) 。愛旭股份義(yi) 烏(wu) 6.5GW及珠海2GW ABC電池項目也預計於(yu) 2022年三季度投產(chan) 。XBC電池產(chan) 品目前主要針對中高端分布式市場,根據前期試銷情況,具備一定溢價(jia) 優(you) 勢。愛旭股份中長期ABC電池規劃產(chan) 能達52GW,激光設備也將持續受益。


3.2.3 LIA可提升HJT轉換效率,提供降本提效新選項


LIA可降低界麵複合,提高HJT電池轉化效率。HJT電池結構中,存在α-Si:H/c-Si的界麵。


α-Si:H/c-Si的界麵存在大量的界麵態(Si懸掛鍵),在光照的情況下,對此結構進行加熱退火,可以有效減少界麵態(Si懸掛鍵)密度,降低界麵複合,從(cong) 而提高非晶矽的鈍化效果。這個(ge) 現象稱之為(wei) 光誘導退火,簡稱LIA。


因此,在光照的情況下,對HJT電池進行加熱退火,可以有效減少界麵態(Si懸掛鍵)密度,降低界麵複合,從(cong) 而提高電池轉化效率。



LIA可提效0.6%左右,單GW設備價(jia) 值量預計在2000~3000萬(wan) 元。


HJT電池常規製備流程是:清洗製絨、非晶矽鍍膜、TCO鍍膜、絲(si) 網印刷。新南威爾士大學Matthew Wright等人的研究表明,在絲(si) 網印刷工序後,增加LIA激光修複設備,即在高於(yu) 200℃的溫度下使用高強度激光(100倍太陽光)照射電池,經過30s後,電池轉換效率可增加0.6%左右。


在HJT電池24.95%基準轉換效率,疊加激光LIA效率分別提升0.5%、0.6%、0.7%的假設下,電池生產(chan) 成本分別可下降0.0217元/W、0.0259元/W、0.0301元/W。按照新設備1年左右投資回收期計算,預計單GW激光LIA設備價(jia) 值量在2000~3000萬(wan) 元。



3.3 N型電池激光設備領先布局,量產(chan) 線設備出貨在即


TOPCon激光技術儲(chu) 備豐(feng) 富,多種SE工藝均有布局。在TOPCon電池工藝上,帝爾激光擁有激光硼摻雜、激光開膜、特殊漿料開槽等相關(guan) 技術儲(chu) 備。激光硼摻雜有望率先在TOPCon產(chan) 線推廣。


公司也一直尋求更好的激光硼摻雜解決(jue) 方案,除了目前相對成熟的二次擴散技術外,積極布局一次擴散,隻增加一道激光,不用新增其他高溫、氧化、清潔等設備,減少投資成本,同時也有約0.2%~0.3%效率提升,預計下半年會(hui) 推出新中試樣機。



XBC技術方麵,2021-2022年公司斬獲隆基6.7億(yi) 元激光設備訂單,N型電池激光設備即將量產(chan) 。公司較早對激光在N型電池應用進行研發布局,根據招股說明書(shu) 信息,2017年公司已對IBC電池激光設備進行研究,並推出試驗性產(chan) 品,XBC電池領域積累逾五年。


2021年至今公司與(yu) 隆基簽訂激光設備銷售合同6.7億(yi) 元,其中2022年1~5月合同金額6億(yi) 元。隆基交易方包括位於(yu) 泰州、寧夏、西安、西鹹新區、古晉的子公司,我們(men) 預計2022-2023年隆基泰州等相關(guan) N型HPBC產(chan) 能將逐步導入激光設備。


另一方麵,與(yu) 隆基不同子公司簽署的6億(yi) 元合同也表明公司N型激光設備已獲下遊龍頭認可,降本增效可靠性高。



異質結LIA相較於(yu) LED光注入方式優(you) 勢明顯,帝爾激光已取得歐洲客戶訂單。激光LIA修複技術的另一個(ge) 優(you) 點是長時間不衰減,相對於(yu) LED光注入方式是一個(ge) 很大的改進。


2020年,帝爾激光應用於(yu) HJT電池的激光LIA設備獲得歐洲客戶認可,並獲得量產(chan) 設備訂單,可有效提升HJT電池效率。


2021年SNEC展後,在國內(nei) 重點客戶進行了新推廣,實驗室上也取得了比較好的數據。激光LIA修複技術有望作為(wei) 降本提效的新技術手段在HJT電池上推廣應用。


3.4 市場空間:至2025年N型電池激光設備空間或至65億(yi) 元 N型電池激光設備領先布局,量產(chan) 線設備出貨在即


根據CPIA數據和各企業(ye) 擴產(chan) 計劃,2022年電池新增產(chan) 能約150GW,其中建設TOPCon產(chan) 能約60GW,新增XBC產(chan) 能約25GW。


根據全球光伏裝機增速預期,考慮到裝機容配比、產(chan) 能利用率等因素,我們(men) 預計至2025年電池總產(chan) 能將超過1300GW。隨著N型電池投產(chan) ,各N型技術路線在總產(chan) 能中滲透率將不斷提高,我們(men) 預計至2025年TOPCon滲透率有望達到37%左右,HJT滲透率或達15%,XBC占比約13%。


分類別看,2023-2025年TOPCon新增產(chan) 能有望達到185/143/106GW。若考慮到後續轉換效率提升的增長空間,每GW TOPCon激光SE設備價(jia) 值量為(wei) 2000萬(wan) 元,則2023-2025年TOPCon激光SE設備市場空間分別為(wei) 37.1、28.5、21.3億(yi) 元。


HJT規劃產(chan) 能宏大,預計2023-2025年新增產(chan) 能分別為(wei) 44/68/82GW,每GW HJT LIA設備價(jia) 值量在3000萬(wan) 元,則2023-2025年HJT LIA市場空間分別為(wei) 13.2、20.5、24.4億(yi) 元。


XBC路線中,預計 2023-2025年XBC新增產(chan) 能為(wei) 31/54/63GW,若每GW激光設備價(jia) 值量在3000萬(wan) 元,則2023-2025年XBC激光設備市場空間分別為(wei) 9.2、16.2、19.0億(yi) 元。



綜合TOPCon、HJT、XBC三種技術路線中激光設備的價(jia) 值量,我們(men) 計算至2025年N型電池激光設備市場空間將達到65億(yi) 元左右。


04 激光轉印:兼容多種電池技術,銀耗量降低30%以上


4.1 兼容多種技術路線,降本增效優(you) 勢顯著


激光轉印(Pattern Transfer Printing,PTP)是區別於(yu) 傳(chuan) 統絲(si) 網印刷、實現電池金屬化的方式(即製備電極)之一。其工序是在特定柔性透光材料溝槽中通過兩(liang) 次刮刀工序填充漿料(如銀漿)至齊平,然後倒置透光基底,采用高功率激光束高速圖形化掃描。


銀漿和溝槽之間界麵區域的溫度提高使銀漿溶劑蒸發,從(cong) 而產(chan) 生蒸汽壓力。當壓力超過銀漿與(yu) 溝槽之間的粘合強度時,漿料從(cong) 溝槽中分離下降至電池表麵從(cong) 而形成柵線。



激光轉印技術兼容多種漿料,適用於(yu) P型、N型多種技術路線。激光轉印技術兼容性強,對銀漿、銀包銅、低溫銀漿等不同類型漿料均可適用。因此激光轉印能應用於(yu) PERC,以及TOPCon、IBC、HJT等N型電池技術。


相較於(yu) 傳(chuan) 統絲(si) 印,轉印在柵線細化、降低銀耗、提升轉換效率等方麵優(you) 勢更為(wei) 顯著,或成為(wei) 下一代N型電池技術的降本利器,甚至替代傳(chuan) 統絲(si) 印,帶來生產(chan) 工藝的革命。我們(men) 具體(ti) 分析轉印優(you) 勢如下:


1)柵線更細直接帶來銀耗量下降。在電極金屬化中,柵線越細,所消耗的漿料越少,因此近年來降低柵線寬度為(wei) 電池金屬化工藝升級的優(you) 化方式之一。2021年絲(si) 印製備電極方式占比99.9%,行業(ye) 平均細柵寬度一般在32.5μm左右(較2020年的35.8μm下降),當前PERC絲(si) 印細柵寬度多為(wei) 28-30μm。激光轉印可突破傳(chuan) 統絲(si) 印細柵的線寬極限,根據2020年Adrian等人的研究,激光轉印細柵可以做到20μm,目前公司可做到18μm以下。柵線寬度下降30%,帶來橫截麵麵積下降,由此節約30%的漿料耗量。



通過激光轉印技術,N型電池銀耗成本下降更為(wei) 顯著。


柵線更細帶來PERC電池銀耗量下降已在下遊量產(chan) 線證實。N型TOPCon、HJT等銀耗量較PERC更大,根據CPIA數據,2021年PERC正銀耗量行業(ye) 平均水平為(wei) 71.7mg/片,TOPCon正麵細柵銀鋁漿(95%銀)平均耗量為(wei) 75.1mg/片,HJT雙麵低溫銀漿耗量約190mg/片。因此通過激光轉印優(you) 化的銀耗量帶來的成本下降將更為(wei) 顯著,如若推廣有望加速N型量產(chan) 進度。



2)在柵線更細的同時,二次轉印可實現更高的高寬比,改善遮光率,提升轉換效率。


激光轉印下柵線更細,電池遮光麵積更小,受光麵積相對增加。同時,在一次轉印的基礎上還可以疊加二次轉印,柵線實現更高的高寬比,帶來電流損耗下降。由此可以減少柵線數量,進一步增加電池受光麵積,提升轉換效率。



3)矽片薄片化趨勢下,非接觸式印刷可提升良率。


絲(si) 印全程對電池表麵施加較大壓力,印刷過程中電池片存在的隱裂、破片、汙染、劃傷(shang) 等問題,影響電池生產(chan) 良率,當前N型矽片薄片化趨勢下隱裂問題將放大。相比之下激光轉印為(wei) 非接觸式印刷,可有效避免隱裂、劃傷(shang) 等問題,從(cong) 而提高電池環節生產(chan) 良率。



此外,激光轉印亦具有印刷高度一致、均勻性優(you) 良、誤差小(誤差在2μm)等優(you) 勢;也能改變柔性膜的槽型,根據不同的電池結構,來實現即定的柵線形狀,改變電性能。


4.2 轉印價(jia) 值量高於(yu) 絲(si) 印,N型整線每GW或超過3500萬(wan) 元


激光轉印的優(you) 勢主要在於(yu) 減少銀耗和轉換效率提升帶來的單位成本下降。根據CPIA數據,2021年166尺寸PERC單瓦銀耗約15.2mg/W,以當前含稅銀漿價(jia) 格4600元/kg計算,每GW銀漿成本約6170萬(wan) 元(不含稅)。若激光轉印減少細柵30%的銀漿耗量,細柵銀耗在總銀耗中約占70%,則每GW銀漿成本可節省約1300萬(wan) 元。


激光轉印在N型電池中降本更顯著,每GW TOPCon銀漿成本可節約1900萬(wan) 元,每GW HJT銀漿成本可節約3300萬(wan) 元。


根據CPIA數據,2021年TOPCon銀漿耗量約21.6mg/W,TOPCon銀漿價(jia) 格高於(yu) PERC,含稅價(jia) 格約在4800元/kg。因此細柵銀耗下降30%後,每GW銀漿成本可降低約1900萬(wan) 元。HJT銀耗量更大,單片銀耗達190mg,且低溫銀漿價(jia) 格更高,含稅價(jia) 格在6000-7000元/kg之間。以6500元/kg低溫銀漿、30%細柵銀耗節省計算,每GW HJT銀漿節約可達到3349萬(wan) 元。相較於(yu) PERC,N型轉換效率提升空間更大,因此每GW銀漿成本仍有下降空間。



考慮到轉換效率提升0.1%對成本的攤薄,我們(men) 分別計算對矽成本、銀漿成本(在細柵銀耗下降30%基礎上)和其他非矽成本的節約;疊加細柵銀耗下降帶來的降本,預計激光轉印整線在每GW PERC/TOPCon/HJT中可帶來約1700萬(wan) 元、2300萬(wan) 元、3700萬(wan) 元的降本。



N型電池每GW激光轉印整線價(jia) 值量或在3500萬(wan) 元以上。


當前激光轉印整線尚處於(yu) 下遊驗證階段,量產(chan) 線價(jia) 值量有待持續驗證。由於(yu) 轉印在TOPCon、HJT中降本增效更顯著,降本空間在2000~4000萬(wan) 元,因此相應價(jia) 值量也將更高。


參考當前每GW絲(si) 印設備價(jia) 值量占電池整線價(jia) 值量15%左右,假設轉印設備投資回收期為(wei) 1.5年,則每GW TOPCon轉印整線價(jia) 值量或在3500萬(wan) 元左右,每GW HJT轉印整線價(jia) 值量有望達到5500萬(wan) 元。


4.3 市場空間有望快速釋放,技術紅利重現


至2025年激光轉印市場空間有望近40億(yi) 元。對於(yu) 激光轉印在N型電池中的市場空間,我們(men) 主要依據電池新增產(chan) 能、各技術路線占比、以及轉印滲透率進行計算。


若至2025年轉印在N型技術路線中滲透率達到30%~40%,每GW XBC轉印設備價(jia) 值量在5000萬(wan) 元,則2023-2025年激光轉印市場空間可達到5.2、19.0、38.6億(yi) 元。


從(cong) 市場空間增速來看,激光轉印為(wei) 平台型技術,可應用於(yu) 各種電池技術,為(wei) 其最大優(you) 勢;應用於(yu) TOPCon等N型將更大程度發揮轉印的價(jia) 值量。因此若轉印的降本增效成果持續驗證,公司在PERC領域的成功亦有望在轉印中複刻,再度享受行業(ye) 技術變革帶來的紅利。



05 顯示麵板:激光應用領域再開拓


5.1 激光可應用於(yu) 顯示麵板修複、剝離等領域


激光修複應用於(yu) 顯示麵板修複領域,可提高麵板產(chan) 品良率。顯示麵板生產(chan) 工藝複雜,在生產(chan) 過程中易產(chan) 生亮點、暗點、閃點、碎亮點、金屬線短路、斷路、光刻膠殘留等缺陷,使部分區域顯示不良,麵板等級偏低。


顯示麵板實際生產(chan) 過程中,約有5%左右的點缺陷產(chan) 生。而利用激光產(chan) 生的高溫,通過激光切割、焊接、暗化等方法將TFT內(nei) 部不良缺陷予以氣化或熔融,使之減輕或消除,為(wei) 麵板激光修複技術,可提升麵板產(chan) 品良率,從(cong) 而降低企業(ye) 生產(chan) 成本。


顯示麵板行業(ye) 常見的激光修複技術手段主要包括:


1)切割:利用激光切割,解決(jue) 線路短路和隔離電路的作用;


2)焊接:主要目的為(wei) 亮點 暗點化和解決(jue) 導通不良;


3)碳化:使用高頻激光使CF光阻碳化以達到亮點暗點化目的;


4)覆蓋:利用激光顆粒化BM並推動使之覆蓋其他發光區域,達到亮點暗化目的;


5)沉積:利用激光化學氣相沉積(LCVD)方式修補斷線,解決(jue) 線路開路問題。



激光BM和DM修複可解決(jue) 亮點缺陷的常見問題。


在麵板製造過程中,灰塵、有機物、金屬等異物會(hui) 被吸附到液晶麵板中,當吸附到靠近彩色濾光片的區域時,彩色濾光片的像素會(hui) 發射出比其餘(yu) 正常像素更亮的光,從(cong) 而產(chan) 生像素亮點。BM修複(Black Matrix Diffusion)主要是利用激光在需要修複的像素的彩膜與(yu) 玻璃基板間形成間隙,然後用激光將該像素周圍的黑色矩陣進行顆粒化處理,並將生成的黑色顆粒推入上述的間隙中,不斷重複這一過程直至黑色顆粒全部覆蓋在該像素上麵。DM修複(Direct Method)則是通過利用高能量超快激光直接作用在像素亮點的CF(彩色濾光片)或ITO透明電極上,使CF或ITO碳化,從(cong) 而達到使亮點暗化的目的。



激光剝離技術也可應用於(yu) 顯示麵板領域。


相較於(yu) 化學剝離、機械剝離和離子束等其他高能束剝離,激光剝離技術具有能量輸入效率高、器件損傷(shang) 小、設備開放性好、應用靈活、在不損壞基板的情況下有效分離基板和有機材料層等優(you) 勢,因此在OLED、柔性顯示、薄晶圓片剝離等領域有廣泛應用。


激光剝離工藝應用於(yu) Micro LED,可實現外延襯底剝離。


Micro LED剝離藍寶石外延襯底技術仍有待突破。基於(yu) GaN發光材料的Micro LED芯片,由於(yu) GaN與(yu) 藍寶石晶格失配度較低且價(jia) 格低廉,故藍寶石襯底成為(wei) 外延生長GaN材料的主流襯底。但藍寶石襯底的不導電性、差導熱性影響著Micro LED器件的發光效率;同時脆性材料藍寶石不利於(yu) Micro LED在柔性顯示方向的運用。


基於(yu) 以上原因及Micro LED 顯示本身分辨率高、亮度高、對比度高等優(you) 勢特點,激光剝離藍寶石是必要且關(guan) 鍵的環節。


激光剝離利用高能脈衝(chong) 激光束穿透藍寶石基板,光子能量介於(yu) 藍寶石帶隙和GaN帶隙之間,對藍寶石襯底與(yu) 外延生長的GaN材料的交界麵進行均勻掃描;GaN層大量吸收光子能量,並分解形成液態Ga和氮氣,則可以實現Al2O3 襯底和GaN薄膜或GaN-LED 芯片的分離。



由於(yu) 激光剝離本質上是單脈衝(chong) 掃描的過程,因此對激光束的均勻度和穩定性有極高的要求,更加考驗廠商的製造能力。


5.2 錨定激光修複和剝離技術,初步樣機工藝驗證中


可轉債(zhai) 募資獲得資金支持,顯示麵板領域研發持續推進。2021年公司可轉債(zhai) 募資8.4億(yi) 元,其中2.6億(yi) 元投入新型顯示行業(ye) 激光技術及設備應用(項目預計總投入約3億(yi) 元)。公司持續在顯示麵板的激光應用進行深入研究,主要針對LCD/OLED、Mini LED的激光修複和剝離,開展研發和樣機試製工作。



當前公司與(yu) 全球消費電子製造企業(ye) 、顯示麵板企業(ye) 已建立長期合作夥(huo) 伴關(guan) 係,OLED和Mini LED激光修複取得初步進展,初步樣機已在實驗室進行工藝驗證,Mini LED激光修複有望較快取得技術進展。


06 盈利預測與估值


6.1 盈利預測


關(guan) 鍵假設:


假設1:2022-2024年,公司光伏電池激光加工設備銷量分別為(wei) 750台、900台、1200台,毛利率分別為(wei) 45%、50%、48%。


假設2:隨著激光設備銷量增長,相關(guan) 配件、維修、技術服務業(ye) 務隨之快速增長,2022~2024年收入分別為(wei) 1億(yi) 元、1.5億(yi) 元、2.5億(yi) 元,毛利率穩定在75%。


假設3:消費電子激光加工設備逐步獲得訂單並實現收入,2022~2024年收入分別為(wei) 500萬(wan) 元、1000萬(wan) 元、2000萬(wan) 元,毛利率為(wei) 50%~55%。


基於(yu) 以上假設,我們(men) 預測公司2022-2024年分業(ye) 務收入成本如下表:



6.2 相對估值


我們(men) 選取光伏設備環節的四家公司作為(wei) 可比公司,四家公司2023年平均PE為(wei) 46倍。公司作為(wei) 光伏激光設備龍頭,在N型技術迭代背景下競爭(zheng) 優(you) 勢凸顯。


公司光伏激光技術業(ye) 內(nei) 獨有,2022年起運用在N型電池的激光設備有望放量,同時激光轉印或取代絲(si) 印帶來電池金屬化環節變革。


我們(men) 預計未來三年歸母淨利潤複合增長率為(wei) 41.19%,給予2023年55倍PE,目標價(jia) 250.25元。



07 風險提示


1)下遊新技術發展不及預期的風險;


2)原材料成本上漲,公司盈利能力下降的風險

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