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IBC电池行业深度路演
金融民工1990
长线持有
2024-01-27 09:31:47

会议要点

1. IBC电池行业路演深度解析

IBC电池技术利于提高转换效率和降低度电成本,BC电池技术是目前驱动光伏行业不断升级的关键因素。

IBC电池前景积极,实现更高效率和美观性,爱旭的IBC组件转换效率和功率在业界排名第一。

行业龙头需在BC技术上投入更多努力,未来行业发展将聚焦于提高生产效率和产品良率,降低生产成本。

2. IBC电池生产工艺与挑战解析

IBC电池在特定应用场景下具有美观性优势,因其正负极都在背面,对光生载流子的迁移距离与寿命有更高要求。

IBC电池生产工艺流程长、难度大,关键挑战在于n型硅片的少子寿命、杂质容忍度、钝化要求及电学性能,以及背面p区和n区的精准隔离与金属化。

激光技术在IBC电池生产中潜力大,光刻成本高且难大规模量产,印刷法精度有挑战,激光法在成本和精度上有优势。

3. IBC电池提效与产业化进展

IBC电池的提效方向:一是优化IBC自身技术路线的结构和原理;二是通过与其他技术的结合,比如拓宽和叠加异质结技术,以提高转换效率。

IBC电池理论转换效率为23.5~24.5%,通过叠加技术,有望在现有基础提升1-2个百分点。在高工艺兼容性方面,TBC因高温制程与IBC匹配,优于低温技术如HPC。

IBC大规模量产进展:美国 SunPower领先,隆基和爱旭在P型和N型衬底IBC结构上做出重要贡献,N型IBC理论转换效率更高,但P型工艺难度低,成本优势显著。

4. 专利与市场双优势

中环作为第二大股东对Max公司供应链建设提供帮助,麦克森在IBC技术量产和高端海外市场渠道方面具有专利优势及品牌影响力。

Max公司已量产效率达24.7%的IBC第七代电池组件,获得认证,但由于生产成本高,产品可能属于小众市场。

截至2023年6月,Max的IBC电池产能约为1GW,当年计划新增产能500MW,扩产计划保守,产品具有较高销售溢价。

5. 隆基及爱旭IBC技术产业动态

隆基在p型和n型IBC电池技术上都有研发,尤其在p型上,达到了行业领先的转换效率和产能。

隆基p型IBC电池市场认可度高,产品出货量和客户订单不断增加,显示下游市场可靠性。

爱旭坚定推动n型IBC技术量产,虽然面临成本降低和下游渠道建设的挑战,但在高端市场展现出优势。

6. IBC电池行业投资解析

IBC电池行业投资标的分为三类:直接布局IBC电池及组件的企业(如隆基、爱旭、中环参股的麦克森)、IBC电池设备制造商、IBC电池相关辅材供应商。

目前IBC电池量产企业主要包括隆基、爱旭和中环参股的麦克森,且海外布局明显。龙头企业如金科金奥、天河、通威等正在研发端积极布局,预期对IBC电池技术路线升级十分重视。

IBC电池设备需求增加,尤其激光设备的需求量大幅提升;辅材方面,金属化路径及新辅材的需求预期增长,对应标的如引江受益明显。

会议实录

1. IBC电池行业路演深度解析

各位同仁,感谢大家的参与。我是浙商证券的分析师陈明宇。今天我主要向各位领导分享关于IBC电池的深度报告。我们团队于去年10月发布了这份深度报告,对IBC电池进行了全面分析,包括原理、生产工艺、量产难度及产业化进展。

 

报告的主要内容包括IBC电池的结构、提效原理以及其制备工艺流程的难点。我们也探讨了技术发展前景、可叠加性以及当前行业内主流企业在IBC上的量产进展。

 

首先,IBC电池的提效原理和技术优势以及其面临的挑战。当前,新技术路线中,行业内关注的主要技术方向分为三类:n型单晶、n型异质结技术和IBC技术。IBC不是独立的技术路线,它是晶硅电池结构的改进,将正负电极全部转移到背面。IBC技术不仅可独立应用,也可以和异质结技术结合,形成TBC和HBC这样的叠加技术路线。

 

技术上,以单晶为主的企业正朝着TBC技术路线发展,而异质结电池企业未来可能考虑向HBC方向升级。同时提到的是,像SunPower这样的企业,作为IBC电池技术的创始人和量产先行者,不仅基于IBC技术发展,也在TBC方向上进行了储备。

 

核心的,IBC电池通过把正负电极移至背面,减少正面的光遮蔽,提高入射光的利用率,从而提升电池片的转换效率和发电量。

 

我们在报告的右下角提供了一个示意图,左边展示了IBC电池片正面,与传统晶硅电池片相比,电池片表面没有金属栅线,这使得IBC组件在封装后不仅效率高,而且外观美观。

 

关于IBC电池结构,它由正面的零掺杂表面场和氮化硅的反射减膜,以及背面p型和n型发射极的复杂结构组成。背面的发射极之间,存在隧穿氧化层,4层结构深化了IBC与其他技术路线的差异。

 

IBC技术路线的优势主要有三方面:核心是转换效率的提升。随着光伏技术的迭代升级,高电池转换效率能降低成本,驱动行业不断向高效率技术路线发展。根据权威数据,IBC组件在转换效率和功率上均排名第一,这验证了其提效方向的可行性。

 

行业发展需着力解决生产效率和良率问题,以降低生产成本,与现有量产技术竞争。IBC技术在转化效率上展现了明显的领先态势,对光伏业龙头而言,IBC技术领域仍需更多投入。

 

最后,由于IBC组件将电极均设于背面,这在焊接及封装过程中具有优势。正面无电极遮光,有更大提升效率的空间,给未来IBC技术发展带来了潜力。

 

2. IBC电池生产工艺与挑战解析

校对和修正后的文本:

 

第三点优势主要体现在美观性方面,适用于对外观有更高要求的分布式场景。与其他晶硅技术路线相比,IBC电池在美观性要求上具有显著优势。

 

接下来是关于IBC电池的生产工艺流程,以及生产过程中的一些主要难点分析。IBC电池与现有的PERC、TOPCon电池以及异质结电池在生产过程上的主要挑战在于工艺难度较高,流程较长。这就要求在生产各环节实现更好的良率控制,同时攻克高技术难度环节。加之IBC电池的正负电极均位于背面,光生载流子需要迁移更远的距离,故对n型硅片的少子寿命有更高的要求。

 

全面考虑,IBC电池不仅对半导体材料、浅层表面动态、扩散掺杂步骤以及金属化过程提出了严苛的工艺路线要求。

 

对难点的分析从衬底材料即n型硅片要求开始,特殊结构使得前表面产生的光生载流子必须穿过衬底距离,迁移到背面才能形成电流。因此衬底材料要求具有较长的少子寿命和更高的品质。此外,钝化膜的设计需减少金属复合。因此,n型硅片对于少子寿命、杂质容忍度、钝化层以及电学性能等方面都提出了更高的要求。

 

从工艺流程上看,其他环节与现有电池技术路线差异不大,最大区别在于背表面制备p区和n区及其金属化工艺。对于这些区域的有效隔离以防止短路,需要反复进行镀膜和激光开槽等工序。

 

我们展示了IBC电池的基本流程,不断优化工艺以实现更高的转化效率和良率。主要差异在背面p区和n区的制备和金属化步骤;前道主要是清洗、拓扑扩散、镀膜等步骤,差异化较小。背面工序涉及激光开槽、扩散钝化层处理、区域隔离,以及通过丝网印刷、电镀或激光方法实现金属化。

 

主要难度集中在背面区域隔离和金属化过程。解决这些问题的工艺包括光刻、丝网印刷和激光等。当前,激光技术因其成本和精度优势,潜力较大;光刻法因成本问题难大规模实施;而印刷法可能存在精度问题。对于背面电极,准确对位对电流分布和金属化至关重要。目前主流工艺有丝网印刷、电镀,以及激光等。丝网印刷工艺简单,成本较低,但未来可能需要实现无银化。电镀和激光法虽成本高,但在技术成熟度方面有潜在优势。

 

综合考虑,未来IBC电池金属化工艺可能会处于不同的发展阶段。目前丝网印刷可能是最易实现的方法。长远地,结合电镀或激光技术的铜浆料工艺,可能会成为后期发展方向。

 

3. IBC电池提效与产业化进展

第三部分是关于IBC电池未来提效的方向。提效主要有两个方向:首先是对现存技术路线进行优化,即从结构和原理上进行改进;其次是将IBC与其它技术路线叠加,实现效率提升。

 

IBC电池本身,提升转换效率的途径之一是增强电池表面的钝化效果。因为IBC对金属载量要求较高,所以通过提升表面钝化效果可以有效提高效率。另一方向是与其他电池技术叠层,从而提高整体的转换效率。

 

目前,经典的IBC电池结构的量产转换效率在23.5%到24.5%。通过叠加透明背电极(TBC)或异质结技术,转换效率有望提高1至2个百分点。然而,应引起注意的是,这种提升带来的技术难度也相应增加,特别是在工艺流程和良率控制方面。

 

一个主要问题是IBC要求高温制程,而异质结通常是在低温下制成的,二者的工艺兼容性是一个挑战。在这方面,由于TBC和IBC都是高温制程,它们的兼容性相对较强,因而,从可以量产的角度看,TBC相对于HTC是更优的技术。

 

TBC结合了IBC技术,在制作电极时全部转移至电池背面,这显著影响整个制程,增加了工艺难度。隆基股份在与IBC结合的研究中,进行了PN型衬底方面的深入研究。未来提高转换效率的研究可能将更倾向于使用N型衬底。

 

另一种技术,HPC,是将异质结与IBC结构结合。异质结电池的优势在于正面非晶硅薄膜较好的表面钝化性能,这有助于提高转换效率。

 

在产业进展方面,IBC电池最早由美国的SunPower公司进行产业化,但大规模量产主要在2007年之后实现。目前,麦克森公司的IBC电池和组件年度出货量大概是1GW左右。虽然麦克森采纳了较为高成本的金属化工艺,包括光刻和电镀,但目前仍在持续进行技术的优化和迭代。

 

虽然今年看到PERC电池的投产最多,但IBC在研发和量产上依然关键。隆基股份和爱旭能源在推动IBC技术路线的升级中起了关键作用。P型和N型IBC结构均有显著进展,其中N型量产转换效率更高一些。

 

总结来说,IBC电池和组件在目前状况下具备竞争力,尤其是如果行业企业能够持续提升工艺良率,降低生产成本,就能与主流技术路线抗衡。在行业龙头中,麦克森以其创新性的布局,在美国电池组件领域占有一席之地,既有传统的p型PERC工艺,也有基于IBC结构的产品。

 

4. 专利与市场双优势

目前,中环公司担任第二大股东的角色。MAX公司的运营仍由其原有管理团队独立负责,而中环在供应链建设上提供了一定的支持。麦克森公司最大的优势在于其专利技术,以及其海外渠道的的优势。

 

麦克森是率先将IBC技术进行量产的公司,因此其拥有一些重要专利。由于IBC电池组件属于较高端的产品,麦克森在海外高端市场中的品牌和渠道布局方面拥有一定优势。

 

回顾2004年,三帕沃公司在菲律宾的工厂率先量产了第一代IBC电池,当时的转化效率为21.5%,并且以每瓦5至6美元的高价销售。最新进展显示,截至2023年6月,MAX公司的第七代产品"麦克森7"的组件效率已达到24.7%,并已获得认证。

 

当前,该公司正在量产的产品,组件端的转化效率大约在23%。其下一代的产品,24.7%转化效率的电池,预计将在目前这一时点实现发货。尽管其转换效率很高,但由于生产成本也相对较高,我们认为该工艺路线下的产品很可能仍将是一个小众市场产品。截至2023年6月份,公司的IBC电池的产能大约为1吉瓦特,并计划在当年再新增500兆瓦特的产能。这显示出公司的扩产计划相对保守,并且一直以来该产品享有较高的销售溢价。

 

5. 隆基及爱旭IBC技术产业动态

接下来是关于隆基在IBC电池技术路线的进展。隆基在p型和n型IBC电池的研发上都有所布局。凭借公司大规模生产NPC电池的经验,我们知道隆基在西安已有大约30GW的p型IBC电池产能,并且在转换效率上,无论是电池端还是组件端,都保持着行业领先的地位,当前效率仅次于爱旭的IBC电池。

 

尽管初期成本较高,但综合成本分析显示,隆基的IBC电池具有竞争力。目前公司的p型IBC电池良率已达到95%,并计划通过良率升级,进一步提高到96%、97%,甚至接近过去的PERC电池的98%良率水平,这在IBC生产工艺下是有望实现的。

 

专利方面,光伏领域的专利问题一直是重要但容易被忽视的话题。专利风险在中国市场相对较低,但在海外特别是欧美市场,专利问题可能成为重大隐患。n型IBC电池专利较为集中,要突破现有的原理性和结构性设计专利具有较大难度。即使绕开现有工艺,一旦面临诉讼,也会影响产品投放节奏。而在p型IBC方面,隆基展现了前瞻性的研判和布局,在专利上目前未见重大纠纷。

 

目前,隆基的p型IBC组件在小众市场上仍具有价格优势,接到了大量订单。从远期角度看,若要在下游市场占据更高份额,就需与目前主流技术路线进行经济性比较,可能会有更大的发展空间。至少目前看,p型IBC的订单量和出货量显示出良好的市场接受度。据公司公开信息显示,2022年上半年隆基的p型IBC组件出货量已接近1.5GW,证明了其产品在下游市场的可靠性。到2023年10月,公司还签署了新的框架协议,可见订单持续落地和出货规模不断扩大。

 

虽然我们强调了隆基在p型IBC的量产和签单进展,但值得一提的是,隆基在n型IBC的研发上同样引领行业。爱旭作为专业化的电池片厂商,对提高电池转化效率的追求极致,是业内推动n型IBC电池技术量产的坚定支持者。爱旭不仅在n型IBC技术上进行推进,也在金属化方案上选择了无银方案,显示出对自身技术能力的高期待。

 

爱旭的产能规划包括珠海、义乌和济南的基地。目前珠海的6.5GW项目已投产,其余项目也在紧锣密鼓的推进。我们认为,IBC电池生产成本和下游市场渠道建设是两大关键问题。作为专业电池片厂商,爱旭在产品销售渠道上缺少积累,因此需要更多努力推动产品下游销售。我们期待看到其取得进展,因为n型IBC电池无论在转换效率还是发电量上都显示出明显优势。

 

在终端市场推广方面,爱旭采取国内外市场双线发力策略,海外主要通过子公司布局销售网络来接触高端组件需求客户。无论是在欧洲的德国,还是集中式和分布式市场,公司主要通过战略合作提供定期供货,首先在国内市场取得突破。

 

6. IBC电池行业投资解析

以上是对IBC电池原理及行业进展的概述。在投资层面,相关标的可以分为三大类:首先是主产业链上直接布局IBC电池及其组件的企业;其次是为IBC电池提供设备的企业;最后是参与生产辅助材料的企业。目前在主产业链实现IBC电池量产的主要有隆基股份、爱旭股份及中环股份投资的麦克森,后者主要在海外布局。这些企业已实现大规模量产,而其他企业正在BC技术,无论是TBC还是HBC,都在进行研发布局。接下来,行业龙头企业,例如金科金奥、天合光能、通威股份、阿特斯太阳能和晶澳科技等,都会考虑下一步的技术升级路径,其中TBC技术可能是较有可能的发展方向。因此,从目前的进展来看,相对领先的仍是隆基股份、爱旭股份和中环股份这三家公司。

 

在设备方面,除了通用型设备,IBC技术转换后还需新增设备。新增设备的价值量主要在于激光工序的增加,所以激光设备的价值量有显著提升。涉及激光设备的主要公司包括大族激光、奥特迅、威海广泰、联赢激光及英诺激光等。

 

在辅材领域则主要有两个发展方向,一是金属化方向,含有银和无银两个技术路线。在有银技术路线下,对引江科技等龙头企业较为有利,因为如果引江科技的配方要做较大的改变,那么其在IBC技术路线下的应用将会增加,这使得追踪引江科技在IBC领域的最新进展变得重要。最后,还有一些新兴辅材,如广信材料的最新应用也值得关注。所以,对IBC电池来说,关注点主要是新增产能的设备和辅材,它们的市场弹性可能较大。其次,行业龙头在IBC电池上的最新动态同样值得投资者关注。


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