一、技術(shù)迭代推動(dòng)降本增效，N型電池技術(shù)加速發(fā)展

技術(shù)迭代推動(dòng)的降本增效是光伏行業(yè)快速發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，這一點(diǎn)在電池片領(lǐng)域體現(xiàn)的尤為明顯。晶硅電池技術(shù)根據(jù)硅片襯底的摻雜類型不同可以分為P型電池和N型電池。其中P型電池主要是BSF（鋁背場(chǎng)）電池和PERC（發(fā)射極和背面鈍化）電池，N型電池目前的主流技術(shù)為TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）電池和HIT（異質(zhì)結(jié)）電池。

P型電池技術(shù)主要經(jīng)歷了Al-BSF（傳統(tǒng)鋁背場(chǎng)）到單面PERC再到雙面PERC技術(shù)的發(fā)展路線。過去五年，PERC逐漸代替BSF成為主流電池技術(shù)。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2015年之前BSF市占率一度超過90%，2015年開始隨著PERC電池技術(shù)的推廣，其市占率逐漸下降至2020年的8.8%，2020年新建量產(chǎn)產(chǎn)線仍以PERC電池為主，PERC電池市場(chǎng)占比達(dá)到86.4%。

現(xiàn)階段P型電池技術(shù)光電轉(zhuǎn)換效率已逐漸逼近其理論極限。目前市場(chǎng)上主流的PERC電池轉(zhuǎn)換效率已實(shí)現(xiàn)23%，2019年隆基已將PERC電池效率提升至24.06%，已經(jīng)接近其理論極限效率24.5%。

N型電池優(yōu)勢(shì)顯著，有望接替P型電池成為主流。P型電池最主要的問題在于硼氧復(fù)合體引起的衰減，而摻磷的N型電池硼含量極低，從本質(zhì)上消除了硼氧復(fù)合體帶來光致衰減的影響。此外，N型硅襯底還具有少數(shù)載流子壽命高、雙面率高、溫度系數(shù)低、弱光效應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。目前產(chǎn)業(yè)界量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率大于23%的電池均為N型電池（N-PERT、TOPCon、HIT等）。展望未來，N型電池效率提升潛力大、投資成本不斷降低，有望成為本輪光伏技術(shù)變革的主流技術(shù)，也將帶來電池片設(shè)備等領(lǐng)域的投資機(jī)會(huì)。

圖1：光伏電池技術(shù)路線

資料來源：PV InfoLink

二、異質(zhì)結(jié)電池有望成為光伏電池主流技術(shù)之一

P-N結(jié)是光伏電池的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，同質(zhì)結(jié)電池指同一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成P-N結(jié)，而異質(zhì)結(jié)即是兩種不同半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)。HIT（Heterojunction with Intrinsic Thin-layer）電池，全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池，最早由日本三洋公司于1990年開發(fā)，后因HIT被三洋注冊(cè)為商標(biāo)，又被稱為HJT、HDT、SHJ。據(jù)CPIA預(yù)測(cè)，到2030年，HIT電池有望取代PERC電池，成為市場(chǎng)占有率最高的電池技術(shù)。

圖2：2020-2030年各種電池技術(shù)市場(chǎng)占有率變化趨勢(shì)

資料來源：CPIA

HIT主要由N型硅片、雙面非晶硅層、雙面TCO膜和雙面金屬電極組成，其中P-N結(jié)是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料構(gòu)成。

圖3：HIT電池結(jié)構(gòu)及工藝流程圖

資料來源：TestPV

HIT電池正背面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，較PERC電池具有轉(zhuǎn)換效率高、無光衰、雙面率高、溫度系數(shù)低、弱光效應(yīng)、載流子壽命更高等優(yōu)點(diǎn)。具體如下：

1）光電轉(zhuǎn)換效率高。目前HIT產(chǎn)線量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率基本24%以上，目前產(chǎn)線最高為通威2021年實(shí)現(xiàn)的25.18%，其效率潛力比當(dāng)前使用P型PERC電池效率高出1-2個(gè)pct，未來疊加微晶化技術(shù)有望達(dá)到25.5%以上。此外，HIT電池天然適合與鈣鈦礦疊層，最高效率可達(dá)30%以上。高轉(zhuǎn)換效率可有效攤薄組件、發(fā)電站成本，一般轉(zhuǎn)換效率每提升1%可降低1毛左右組件+BOS成本。此外，目前在歐美、日本等國(guó)外追求高轉(zhuǎn)換效率的高端市場(chǎng)，HIT相較于PERC組件溢價(jià)高達(dá)2.6元/W以上。

圖4：HIT電池效率高于PERC和TOPCon

資料來源：《2020年中國(guó)光伏技術(shù)發(fā)展報(bào)告》

2）光致衰減低，無PID、LID。PERC電池由于硼為主要元素，硅片中硼氧復(fù)合體形成復(fù)合中心，使得少數(shù)載流子壽命降低，進(jìn)而導(dǎo)致電池光衰，一般10年衰減10%，25年衰減20%。而HIT電池通過良好的鍍膜工藝來降低界面復(fù)合，電池表面的TCO膜具有導(dǎo)電特性，電荷不會(huì)在表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象，無電位誘導(dǎo)衰減PID；且摻雜以磷為主要元素，光致衰減LID極小，一般10年衰減小于3%，25年后發(fā)電量?jī)H下降8%。低光致衰減使HIT電池全生命周期每W發(fā)電量較雙面PERC電池高1.9-2.9%。

3）雙面率高。HIT為雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得正反面受到光照后都能發(fā)電，根據(jù)Solarzoom，平均發(fā)電量相比于單面電池組件高出10%以上，其雙面率（電池背面效率與正面效率的比值）目前已達(dá)90-93%，未來有望增長(zhǎng)到95%，可獲得10%以上的年發(fā)電量增益，而PERC 的雙面率僅為80-85%。高雙面率使HIT電池每W發(fā)電量較雙面PERC電池高出2.0-4.0%。

4）溫度系數(shù)低。HIT電池溫度系數(shù)低，能減少光照帶來的熱損失。根據(jù)Solarzoom，HIT電池的溫度系數(shù)為-0.258%，PERC電池的溫度系數(shù)為-0.46%，HIT電池溫度系數(shù)遠(yuǎn)小于PERC溫度系數(shù)，意味著電池效率更高。低溫度系數(shù)使HIT電池每W發(fā)電量較雙面PERC電池高出0.6-3.9%。

三、降本增效路徑清晰，性價(jià)比將逐漸顯現(xiàn)

由于HIT電池工藝流程相對(duì)PERC及TOPCon等電池技術(shù)大大簡(jiǎn)化，其降本增效的空間更大。相比PERC的8道和TOPCon的10道工序，HIT僅需4道工序即可完成，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率更有優(yōu)勢(shì)和提升空間。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)P-N結(jié)在900℃高溫下制備，HIT制備溫度更低（<250℃），一方面有利于薄片化（未來可實(shí)現(xiàn)100μm厚度）和降低熱損傷來降低硅片成本，另一方面也降低了能源等非硅成本。

圖5：HIT電池制備流程及相關(guān)設(shè)備

資料來源：Solarzoom

現(xiàn)階段，HIT電池成本相較于其他電池仍然偏高。根據(jù)Solarzoom數(shù)據(jù)，HIT電池生產(chǎn)成本0.9元/W，高于PERC電池的0.7元/W,短期看成本競(jìng)爭(zhēng)力不足，核心因素在兩個(gè)方面：

1）從設(shè)備端看：與TPOCon僅需對(duì)現(xiàn)有PERC產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)改造不同，HIT電池產(chǎn)線與目前主流的PERC產(chǎn)線不兼容，非晶硅薄膜沉積和TCO膜沉積等核心設(shè)備需要重新購(gòu)置，投資額度相對(duì)較大?，F(xiàn)階段，HIT單GW產(chǎn)線設(shè)備投資成本在4-4.5億元，相較于PERC（1.5-2億元）和TOPCon（2-2.5億元）有較大成本劣勢(shì)。

2）從材料端看：HIT電池成本中，硅片、漿料、設(shè)備折舊和靶材成本分別占比47%、25%、12%和4%。HIT電池需要用到的N型硅片整體價(jià)格偏高，低溫銀漿單片用量超過200mg，是目前PERC用量的2倍以上，TCO環(huán)節(jié)的進(jìn)口靶材價(jià)格也相對(duì)較高。后續(xù)如何降低硅片、銀漿、靶材的價(jià)格將成為影響HIT量產(chǎn)進(jìn)程的核心因素。

圖6：HIT電池成本構(gòu)成圖

資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

圖7：HIT電池設(shè)備價(jià)值量分布

資料來源：Solarzoom

因此，推動(dòng)HIT產(chǎn)線降本增效需從設(shè)備與材料國(guó)產(chǎn)化兩方面共同入手：

1）設(shè)備降本方面。異質(zhì)結(jié)制作工藝相較于傳統(tǒng)電池技術(shù)大大簡(jiǎn)化，只有制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜沉積、金屬化四個(gè)步驟，分別對(duì)應(yīng)制絨清洗、PECVD、PVD/RPD、絲印/電鍍四道設(shè)備。隨著邁為、捷佳及鈞石等國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商積極推進(jìn)HIT整線設(shè)備產(chǎn)業(yè)化，帶動(dòng)核心設(shè)備價(jià)格持續(xù)下降，Solarzoom預(yù)計(jì)2022年設(shè)備成本有望降至3億元/GW以內(nèi)，折舊成本下降0.03元/W,降本空間超40%。

2）材料成本方面。降低硅片成本主要通過硅片薄片化實(shí)現(xiàn)。由于HIT電池的低溫工藝、對(duì)稱結(jié)構(gòu)等特性，其易于薄片化且不影響效率，假設(shè)硅片厚度由目前的175μm降至2022年130μm一下，硅片成本將降低12%以上，且能夠顯著提升開路電壓Voc。降低非硅成本方面，主要是銀漿、TCO靶材的降本。多柵技術(shù)的銀漿用量有望從200mg/片下降至130mg/片，下降幅度達(dá)35%，若導(dǎo)入無柵技術(shù)、銀包銅技術(shù)則銀漿用量將降至100mg/片以內(nèi)，已接近PERC耗量。TCO靶材國(guó)產(chǎn)化也在持續(xù)推進(jìn)中，且TCO鍍膜工藝持續(xù)改進(jìn)，TCO靶材的耗用有望降至20-30mg/片，靶材成本有望持續(xù)下降。

總體而言，Solarzoom預(yù)計(jì)2022年硅片成本和非硅成本較目前降低40%以上，HIT電池總成本從目前的0.9元/W下降至0.52元/W，HIT電池相對(duì)于PERC電池的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)有望逐步顯現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有PERC的替代。

四、HIT產(chǎn)業(yè)化持續(xù)推進(jìn)，領(lǐng)先設(shè)備廠商率先受益

HIT電池產(chǎn)線初期設(shè)備投資金額大，工藝要求高，2021年之前，國(guó)內(nèi)外電池廠商多處于觀望狀態(tài)，產(chǎn)線也多是MW級(jí)別的試產(chǎn)線。隨著設(shè)備國(guó)產(chǎn)化加速及工藝提升，通威股份、東方日升、安徽華晟、愛康科技及松下等國(guó)內(nèi)外電池廠商均開始規(guī)劃GW級(jí)別的HIT電池產(chǎn)線。截止目前，全球HIT規(guī)劃產(chǎn)能已經(jīng)超過80GW。在愛康、阿特斯、華晟、通威等電池廠商的量產(chǎn)設(shè)備招標(biāo)中，基本覆蓋了現(xiàn)有HIT主流工藝路線，邁為、捷佳、鈞石、理想等領(lǐng)先國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商均有中標(biāo)。

表1：HIT主要產(chǎn)能及設(shè)備選型

資料來源：Solarzoom，光伏行研

根據(jù)智匯光伏，目前國(guó)內(nèi)異質(zhì)結(jié)產(chǎn)線平均轉(zhuǎn)換效率基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)24%以上，今年底前有望達(dá)到平均24.5%的水平。通威目前異質(zhì)結(jié)進(jìn)度相對(duì)領(lǐng)先，最高效率已經(jīng)實(shí)現(xiàn)25.18%水平。

據(jù)券商測(cè)算，未來三年HIT設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到420億元左右，領(lǐng)先設(shè)備廠商將充分受益于HIT電池技術(shù)迭代浪潮。

表2：HIT各環(huán)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備及主要廠商

資料來源：各公司公告

五、投資建議

從產(chǎn)業(yè)鏈投資角度看，絕大多數(shù)HIT電池片生產(chǎn)企業(yè)均為上市公司，一級(jí)市場(chǎng)投資機(jī)會(huì)較少。相對(duì)于PERC及TOPCon，HIT電池的核心變量為生產(chǎn)設(shè)備，一級(jí)市場(chǎng)投資機(jī)會(huì)主要在設(shè)備端，重點(diǎn)關(guān)注頭部設(shè)備供應(yīng)商及具備整線設(shè)備供應(yīng)能力的企業(yè)。

表3：HIT投資建議及風(fēng)險(xiǎn)提示