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招商证券-新能源行业光伏系列报告之(二十九):HIT不断得到认可,产业化进程或加速-200104
2020-01-07 10:52:28  游家训,刘晓飞
研报摘要

  过去几年,P-PERC等技术变革带来的红利推动了度电成本的显著下降与行业的一轮大发展,当前,光伏产业正处在新一轮技术大发展的前夜,其中,高效电池与大硅片可能是未来几年最有希翼获得突破的方向,其在众多高效电池技术路线中,HIT具有一些突出的物理特性和优势。近几年,国内外部分企业开始HIT电池的商业化尝试与推广,当前的主要矛盾是PECVD等核心装备的可用性,再之后可能是继续提高效率与耗材降本。综合产业端的现状,大家认为HIT电池产业化在加速,并且可能正在酝酿着突破。
  光伏行业处于新一轮技术大发展的前夜。高效电池与大硅片的可能是光伏行业未来几年最有希翼获得突破的重要方向。在电池片领域,N型电池是目前业内最认可的技术路线,N型电池最主要的两个方向为HIT和TOPCon,HIT由于其优势显著且降本路径比较清晰,有可能成为下一代的主流技术。
  HIT具有优秀的物理特性与一定优势。HIT一般采用N型路线,具备更高效、衰减低、温度系数好、双面率高等突出优势。目前全球最高效率是日本钟渊创造的26.7%,国内最高已经可以做到25.11%。现有产线的量产效率普遍在23.5%-24%,未来效率继续提升空间较大。HIT主要劣势是造价高,目前主要应用在一些BOS成本较高的市场。按照现有BOM和BOS成本水平,1%的效率优势可以带来0.08-0.10元/瓦的溢价,随着其效率提升与成本下降,HIT应用市场会不断扩大。
  产业化在加速,突破可能在酝酿中。当前,全球HIT产能约3GW,其中,REC在2019年投运了600MW商业化项目,国内一批企业也开始商业化前的尝试与导入,估算规划产能超过20GW,并且2020年Q2-3将有一批标杆项目投运。装备方面,过去两年主要装备企业在转化效率等方面获得较大进展,国内相关装备上市企业也多将HIT作为重点投入方向。设备端清洗制绒、PVD/RPD、丝网印刷都已突破,唯一的难点在于PECVD,海内外众多企业都在集中攻关以提高PECVD的节拍、稳定性、均匀性,并降低设备价格,明年可能会有较大突破。除PECVD等核心设备外,低温银浆、靶材研发也有较大的突破与进展。
  投资建议:继续推荐隆基股份、通威股份,推荐山煤国际(煤炭联合)、东方日升,设备环节推荐金辰股份、捷佳伟创(机械联合)、迈为股份(机械联合),辅材关注苏州固锝。
  风险提示:HIT电池成本降低进度不及预期、量产效率提升不及预期。
  
研报全文

招商证券-新能源行业光伏系列报告之(二十九):HIT不断得到认可,产业化进程或加速-200104

证券研究报告|行业深度报告工业|新能源推荐(维持)光伏系列报告之(二十九)2020年1月4日HIT不断得到认可,产业化进程或加速上证指数3083行业规模占比%股票家数(只)421.1总市值(亿元)62461.2流通市值(亿元)47221.1行业指数%1m6m12m绝对表现-4.82.38.8相对表现-3.3-1.8-10.8资料来源:贝格数据、招商证券相关报告1、《德国新能源汽车补贴升级,全球电动化正在加速—动力电池与电气系统列报告之(三十三)》2019-11-062、《特斯拉上海工厂投产,拉开新一轮发展序幕—动力电池与电气系统列报告之(三十二)》2019-10-253、《抢装进行时,制造业盈利将继续强增长—风电系列报告之(一)》2019-10-22过去几年,P-PERC等技术变革带来的红利推动了度电成本的显著下降与行业的一轮大发展,当前,光伏产业正处在新一轮技术大发展的前夜,其中,高效电池与大硅片可能是未来几年最有希翼获得突破的方向,其在众多高效电池技术路线中,HIT具有一些突出的物理特性和优势。

近几年,国内外部分企业开始HIT电池的商业化尝试与推广,当前的主要矛盾是PECVD等核心装备的可用性,再之后可能是继续提高效率与耗材降本。

综合产业端的现状,大家认为HIT电池产业化在加速,并且可能正在酝酿着突破。

光伏行业处于新一轮技术大发展的前夜。

高效电池与大硅片的可能是光伏行业未来几年最有希翼获得突破的重要方向。

在电池片领域,N型电池是目前业内最认可的技术路线,N型电池最主要的两个方向为HIT和TOPCon,HIT由于其优势显著且降本路径比较清晰,有可能成为下一代的主流技术。

HIT具有优秀的物理特性与一定优势。

HIT一般采用N型路线,具备更高效、衰减低、温度系数好、双面率高等突出优势。

目前全球最高效率是日本钟渊创造的26.7%,国内最高已经可以做到25.11%。

现有产线的量产效率普遍在23.5%-24%,未来效率继续提升空间较大。

HIT主要劣势是造价高,目前主要应用在一些BOS成本较高的市场。

按照现有BOM和BOS成本水平,1%的效率优势可以带来0.08-0.10元/瓦的溢价,随着其效率提升与成本下降,HIT应用市场会不断扩大。

产业化在加速,突破可能在酝酿中。

当前,全球HIT产能约3GW,其中,REC在2019年投运了600MW商业化项目,国内一批企业也开始商业化前的尝试与导入,估算规划产能超过20GW,并且2020年Q2-3将有一批标杆项目投运。

装备方面,过去两年主要装备企业在转化效率等方面获得较大进展,国内相关装备上市企业也多将HIT作为重点投入方向。

设备端清洗制绒、PVD/RPD、丝网印刷都已突破,唯一的难点在于PECVD,海内外众多企业都在集中攻关以提高PECVD的节拍、稳定性、均匀性,并降低设备价格,明年可能会有较大突破。

除PECVD等核心设备外,低温银浆、靶材研发也有较大的突破与进展。

投资建议:继续推荐隆基股份、通威股份,推荐山煤国际(煤炭联合)、东方日升,设备环节推荐金辰股份、捷佳伟创(机械联合)、迈为股份(机械联合),辅材关注苏州固锝。

风险提示:HIT电池成本降低进度不及预期、量产效率提升不及预期。

游家训021-68407937youjx@cmschina.com.cnS1090515050001刘晓飞021-68407539liuxiaofei@cmschina.com.cnS1090517070005重点企业财务数据(部分参照市场一致评价)资料来源:wind、招商证券股价18EPS19EPS20EPS19PE20PEPB评级隆基股份26.980.931.411.6519163.9强烈推荐-A通威股份14.360.520.720.8620173.4强烈推荐-A山煤国际7.560.110.530.5714132.3强烈推荐-A东方日升13.870.261.191.471291.6强烈推荐-A金辰股份22.451.120.881.0826212.6未有评级捷佳伟创42.651.151.341.832245.4未有评级迈为股份147.404.265.067.3229205.9未有评级苏州固锝12.410.130.150.1783735.4未有评级-20-100102030Nov/18Mar/19Jul/19Oct/19(%)新能源沪深300行业研究正文目录一、HIT问世已30年,技术积累带来突破....................................................................51.1异质结电池从萌芽走向成熟......................................................................................51.2异质结电池工艺........................................................................................................61.3异质结电池优势........................................................................................................71.4异质结电池升级空间大.............................................................................................9二、HIT产业化路径.....................................................................................................112.1设备:进口设备做熟工艺,国产设备跟进降本.......................................................112.2耗材:国产化已经突破,需求放量将推动成本迅速下降........................................122.3资本:传统电池厂自我迭代,产业外资本谋求弯道超车........................................132.4市场:高端到低端,分布式到电站.........................................................................142.5进程:设备工艺和电池工艺扩散,产能快速扩张...................................................15三、HIT对产业的影响..................................................................................................163.1硅料:品质要求更高,单瓦硅耗下降......................................................................163.2硅片:P型转N型,HIT或加速大硅片推广...........................................................173.3电池:资本入局,格局重塑....................................................................................183.4组件:现有产线兼容性较好....................................................................................19四、结论与投资建议.....................................................................................................204.1提效降本持续推进,HIT性价比不断提升...............................................................204.2结论与投资建议......................................................................................................22风险提示.......................................................................................................................23相关报告.......................................................................................................................24图表目录图1:HIT研发效率........................................................................................................5图2:HIT量产效率........................................................................................................5图3:HIT电池结构........................................................................................................6图4:HIT制造工序........................................................................................................6图5:HIT提效路径........................................................................................................7行业研究图6:HIT户外25年发电量实证发电量仅下降8%.......................................................8图7:低衰减发电量增益................................................................................................8图8:低衰减净利增益....................................................................................................8图9:温度升高HIT发电增益上升.................................................................................8图10:组件输出功率随温度升高而下降........................................................................9图11:低温度系数增益..................................................................................................9图12:晶硅电池技术进步路线图...................................................................................9图13:HIT对红外和蓝光区量子响应较低.....................................................................9图14:叠层研发效率已经达到28%.............................................................................10图15:HIT到Tandem增加4层膜.............................................................................10图16:HIT电价存在溢价.............................................................................................14图17:HIT市场呈金字塔结构.....................................................................................14图18:HIT产能预估....................................................................................................15图19:硅料五大龙头产能............................................................................................16图20:单晶PERC大厂产能........................................................................................18图21:激光切片会有效率损失.....................................................................................19图22:HIT组件...........................................................................................................19图23:迈为股份HIT成本测算.....................................................................................21图24:钧石集团HIT完全成本指引.............................................................................21表1:效率优势溢价测算................................................................................................7表2:HIT衰减低............................................................................................................7表3:高双面率带来更多等效功率增益..........................................................................9表4:HIT产线设备......................................................................................................11表5:HIT产线设备选型...............................................................................................11行业研究表6:清洗制绒物料消耗表...........................................................................................12表7:靶材成本.............................................................................................................12表8:银浆成本测算......................................................................................................12表9:传统电池厂的自我迭代.......................................................................................13表10:HIT产业化进程预估.........................................................................................15表11:HIT单瓦硅耗下降.............................................................................................16表12:隆基股份N型和P型硅片参数比较.................................................................17表13:硅片标准分歧较大............................................................................................17表14:单晶PERC产能统计........................................................................................18表15:HIT电池成本测算.............................................................................................20表16:HIT电池盈利能力测算.....................................................................................22表17:重点推荐企业....................................................................................................22行业研究一、HIT问世已30年,技术积累带来突破1.1异质结电池从萌芽走向成熟HIT萌芽:1989-1990年。

日本三洋用非晶硅薄膜代替本征微晶硅层,做出的电池效率达到14.5%,并命名为HIT。

三洋将HIT注册为商标,专利保护到2015年结束。

HIT摸索:1991-2015年。

海内外众多研究机构对HIT工艺进行优化,对不同的工艺路线进行了摸索,少量企业建立了中试线,研发效率接近25%。

HIT导入:2016-2019年。

2015年三洋专利保护到期,大量企业进入HIT领域,建设了十几条中试线,尝试将HIT导入商业化生产,量产效率站上23%,研发站上25%。

中国HIT产业发展历史。

早期摸索:2011-2014年。

上澎、赛昂、国电等企业引入进口设备进行了初步尝试。

中期尝试:2015-2018年。

中智、汉能、晋能、钧石等企业建立中试线进行量产尝试,并摸索设备工艺和电池工艺,但碍于成本因素并未大规模量产。

近期突破:2019年。

汉能研发效率达到25.11%,成为新的世界纪录。

晋能和钧石研发效率接近25%,量产效率站上24%。

靶材和银浆国产化也取得重大突破,HIT降本路径越来越清晰,性价比不断提升,布局HIT的企业从早期7家拓展到当前约20家。

图1:HIT研发效率资料来源:wind、招商证券图2:HIT量产效率资料来源:wind、招商证券行业研究1.2异质结电池工艺HIT电池结构:晶硅衬底+正反面各3层膜。

HIT电池以N型单晶硅片作衬底,正反面依次沉积本征非晶硅薄膜、掺杂非晶硅薄膜、金属氧化物导电层TCO,再通过丝网印刷制作正负电极,导出电流。

图3:HIT电池结构资料来源:wind、招商证券HIT电池制造工序:清洗制绒>非晶硅薄膜沉积>TCO沉积>制作电极>测试分档。

清洗制绒:去除硅片表面杂质,制作金字塔绒面,减少阳光反射。

HIT电池要求制作大绒面,制绒难度高于PERC。

非晶硅沉积:主要使用PECVD设备进行非晶硅薄膜沉积,薄膜厚度为纳米级,且内部结构较为复杂,半导体级工艺,技术摸索集中在这个环节。

TCO沉积:使用PVD或者RPD设备沉积金属氧化物导电层TCO,该工艺在平板显示领域应用较多,已经十分成熟,PVD和RPD目前还存在路线之争。

制作电极:丝网印刷或者镀铜,制作电极导出电流,MBB多主栅技术导入后,银浆消耗量大幅度下降,镀铜必要性大幅降低,主流企业基本都走刷银路线。

图4:HIT制造工序资料来源:wind、招商证券行业研究1.3异质结电池优势效率高:目前主流企业量产效率都站上24%,行业新进者基本也在23.5%以上,明年底有望冲击25%。

效率高带来组件环节BOM成本和电站环节BOS成本的节省。

当前单晶PERC和常规多晶效率差3%,价格差0.35元/瓦。

表1:效率优势溢价测算转换效率22.5%24.0%24.2%24.4%24.5%24.6%24.8%25.0%25.5%26.0%电池面积-M224432244322443224432244322443224432244322443224432电池效率5.505.865.915.965.996.016.066.116.236.35CTM98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%98.0%60组件效率-瓦323345348351352353356359366374组件全成本-元/块260260260260260260260260260260单瓦成本0.800.750.750.740.740.740.730.720.710.70组件溢价-元/瓦(0.05)(0.06)(0.06)(0.07)(0.07)(0.07)(0.08)(0.09)(0.11)组件效率-瓦323345348351352353356359366374面积相关BOS-元300300300300300300300300300300单瓦成本0.930.870.860.860.850.850.840.840.820.80电站溢价-元/瓦(0.06)(0.07)(0.07)(0.08)(0.08)(0.09)(0.09)(0.11)(0.12)合计溢价-元/瓦(0.11)(0.12)(0.13)(0.14)(0.15)(0.16)(0.17)(0.20)(0.23)资料来源:wind、招商证券图5:HIT提效路径资料来源:wind、招商证券衰减低:HIT年均衰减0.25%,不到PERC一半,25年内多发电5%左右。

N型硅片掺磷,没有P型硅片的硼氧对、铁硼对等复合中心,光致衰减LID很小;N型硅片少子为空穴,空穴比电子更难被俘获而复合,对金属杂质不敏感;HIT表面TCO膜为导电体,电荷不会在电池表面聚集,无电位诱导衰减PID;表2:HIT衰减低首年衰减年均衰减25年质保功率HIT电池1.00%0.25%92.00%掺镓PERC2.00%0.55%84.80%掺硼PERC2.50%0.60%83.10%资料来源:wind、招商证券行业研究图6:HIT户外25年发电量实证发电量仅下降8%资料来源:wind、招商证券图7:低衰减发电量增益图8:低衰减净利增益资料来源:wind、招商证券注:1200小时资料来源:wind、招商证券注:1200小时温度系数低:组件表面温度每升高1℃,组件实际输出功率会下降一定比例。

HIT下降约0.25%,PERC下降约0.37%,HIT单瓦发电量比PERC高约4%。

图9:温度升高HIT发电增益上升资料来源:wind、招商证券行业研究图10:组件输出功率随温度升高而下降图11:低温度系数增益资料来源:wind、招商证券注:1200小时资料来源:wind、招商证券注:1200小时双面率高:HIT电池双面率可以达到95%,PERC一般在75%左右。

由于HIT电池正面功率也高,因此叠加高双面率后背面增益更大,按60版型计算,有效功率多出10W。

表3:高双面率带来更多等效功率增益双面率M6面积-mm2电池效率电池功率-W正面功率背面功率背面增益等效功率双面增益PERC70.0%2745822.5%6.1836525625.63917.0%PERC75.0%2745822.5%6.1836527427.43937.5%PERC80.0%2745822.5%6.1836529229.23948.0%HIT90.0%2745824.0%6.5938935135.14259.0%HIT95.0%2745824.5%6.7339837837.84359.5%HIT98.0%2745825.0%6.8640639839.84459.8%资料来源:wind、招商证券1.4异质结电池升级空间大HIT升级空间大。

晶硅电池的效率极限在30%左右,无论PERC还是HIT都达不到这个效率水平,PERC潜力预计在23%,HIT预计在26%,因此PERC和HIT都是光伏产业技术进步历程中的过渡形态。

就近几十年的技术探索结果而言,未来10年行业比较认可的技术方向是HIT+钙钛矿做叠层电池(Tandem)。

HIT到叠层只需要增加3道设备,4层膜,成本增加约0.2元/瓦。

HIT可以升级到叠层,HIT产线和下一代叠层产线可以完全兼容,大幅度降低了HIT产线被颠覆的风险。

图12:晶硅电池技术进步路线图图13:HIT对红外和蓝光区量子响应较低资料来源:wind、招商证券注:1200小时资料来源:wind、招商证券注:1200小时行业研究图14:叠层研发效率已经达到28%资料来源:wind、招商证券图15:HIT到Tandem增加4层膜资料来源:wind、招商证券行业研究二、HIT产业化路径2.1设备:进口设备做熟工艺,国产设备跟进降本HIT主要生产工序有4步,对应4种专业设备,依次是清洗制绒机、PECVD、PVD/RPD、丝网印刷机。

其中壁垒最高的是PECVD,海外梅耶博格和应用材料的设备比较成熟,但价格比较昂贵;国内钧石和理想有供货能力。

清洗制绒机目前日本YAC比较成熟,YAC目前也在推进中国本土制造,国产捷佳伟创正在积极研发,已经有数台机器出货。

PVD国内宏大和红太阳有出货,丝网印刷机迈为等已经做的非常成熟。

表4:HIT产线设备工序设备海外设备商国产设备商清洗制绒清洗制绒机YAC/Singulus/RENA/Exataq捷佳伟创有所突破YAC国内设厂非晶硅镀膜PECVDMB/AM/Jusung钧石和理想有供货能力迈为已经交付样机捷佳、金辰、比太正在研制样机非晶硅镀膜Cat-CVD爱发科-TCO镀膜PVD住友/MB/冯阿登纳/Singulus/Ulvac湖南宏大、红太阳TCO镀膜RPD台湾精耀、SNTEC捷佳伟创电极印刷丝网印刷机应材迈为、捷佳、金辰捷佳伟创正在研发资料来源:wind、招商证券表5:HIT产线设备选型产能-MW清洗制绒非晶硅薄膜TCO导电膜丝印新加坡REC600Exataq梅耶博格梅耶博格迈为钧石600YAC自制自制应材/镀铜晋能60YACAM爱发科迈为晋能60YAC精曜PECVD精曜RPD迈为晋能100RENA应材红太阳应材汉能120YAC理想能源北儒MB老线通威成都100捷佳伟创理想能源捷佳伟创RPD捷佳伟创通威成都100YAC爱发科-CatCVD新格拉斯应材通威合肥250YAC迈为冯·阿登纳迈为爱康科技200-在建YAC应材捷佳伟创RPD应材东方日升200-在建YAC理想能源湖南宏大应材国电投100RENA应材冯·阿登纳镀铜上彭30捷佳伟创周星爱发科应材中智160新格拉斯爱发科-CatCVD冯·阿登纳Microtech普兰特在建即将完工理想能源应材俄罗斯HEVEL250新格拉斯/RENA欧瑞康改造MB/冯·阿登纳亚希日本松下200YAC爱发科-CatCVD住友RPDMicrotech台湾新日光30YAC精耀精耀-RPD应材资料来源:wind、招商证券回顾光伏产业发展历史,往往是头部企业引进国外成熟设备打通工艺,国内设备厂跟进降本。

当前国内HIT中试线基本以进口欧美日设备为主,但国内设备厂已经在积极研发,攻关的重点在PECVD设备,明年很可能会有大的突破。

当前1GW进口设备价格约7-8亿元,一旦国产化,将迅速下降到5亿元1GW,技术再扩散,预计3亿元1GW。

行业研究2.2耗材:国产化已经突破,需求放量将推动成本迅速下降HIT电池的生产工艺有四步,分别对应4大类的耗材。

清洗制绒:KOH、HCL、H2O2、HF、添加剂等,主要是大宗化学品,非常成熟。

添加剂目前还是进口为主,有企业在尝试国产化,进口添加剂成本约8分/片,如果国产化成功,可以降到2分/片。

表6:清洗制绒物料消耗表类别单片耗量-L单价-元/L单片成本-元/片KOH0.01506.00.09HCL0.00204.30.01H2O20.01204.60.06HF0.00159.00.01添加剂0.001270.00.08单片成本合计0.25资料来源:wind、招商证券PECVD:主要是TMB、B2H6、PH3等气体,非常成熟,成本占比可以忽略。

PVD/RPD:氩气、靶材。

先导、映日、壹纳等国内厂商已经突破,价格大幅低于海外厂商,未来需求放量,价格还有下降空间。

靶材核心成分是氧化铟,质量占比在90%以上,剩余10%是氧化锡、氧化钨、氧化铈、氧化钛等金属氧化物。

目前铟价格约900-1000元/千克,加工费约500-1000元/千克,完全成本在2000元/千克以下,价格在3000元/千克左右。

当前靶材成本约5分/瓦,未来需求放量之后有望降到3分/瓦。

表7:靶材成本靶材价格-元/千克450040003500300025002100消耗量-毫克/片120120120120120120靶材成本-元/片0.480.420.370.320.270.22硅片面积274582745827458274582745827458电池效率24%24%24%24%24%24%电池功率6.596.596.596.596.596.59靶材成本-元/瓦0.070.060.060.050.040.03资料来源:wind、招商证券丝网印刷:低温银浆。

HIT由于是低温工艺,PERC所用高温银浆不能应用于HIT电极制作,需要使用低温银浆。

国内常州聚和、苏州晶银等厂商有供应,REC新加坡HIT工厂已经在采购上述某厂的低温银浆,其品质得到海外大厂认可,标志着低温银浆国产化已经取得实质突破。

目前银浆价格约7000元/千克,需求放量后预计向5000元靠拢。

表8:银浆成本测算银浆价格-元/千克6200600058005600540052005000消耗量-克/片150150150150150150150银浆成本-元/片0.820.800.770.740.720.690.66硅片面积-mm224432244322443224432244322443224432电池效率24.5%24.5%24.5%24.5%24.5%24.5%24.5%电池功率-瓦/片5.995.995.995.995.995.995.99银浆成本-元/瓦0.140.130.130.120.120.120.11资料来源:wind、招商证券行业研究2.3资本:传统电池厂自我迭代,产业外资本谋求弯道超车传统电池厂自我迭代。

光伏产业技术路线众多,对经营决策提出了很大挑战,如果对未来技术路线判断错误,很可能导致产业地位的颠覆,光伏产业发展至今这样的例子已经很多。

在对下一代电池技术路线的判断上,不同企业有不同的选择,目前已经公开布局HIT的企业有通威股份、东方日升、爱康科技、普兰特、REC,通过产业调研大家了解到还有数家大厂在积极布局,已经在设备选型阶段,但出于各自考虑尚未公开。

表9:传统电池厂的自我迭代单位:MW现有产能2020投放规划产能地址通威成都2002500成都通威合肥250合肥东方日升2002500宁波爱康科技2201000长兴普兰特100盐城REC4002002500新加坡资料来源:wind、招商证券产业外资本谋求弯道超车。

HIT技术的成熟吸引了部分产业外资本的目光,当前国内流动性整体充沛,部分传统行业企业通过供给侧改革积累了大量现金,同时传统行业由于产能过剩,难以在现有产业扩大再生产,只能谋求新的投资方向。

今年7月山煤国际公告建设10GW异质结生产线,正式开启转型之路。

除了山煤以外,中国神华、陕西煤业、晋能集团、同煤集团、潞安集团、平煤集团、中国建材、国家电投等大型国有集团都在积极布局光伏产业,只是各自的技术方向和参与形式不一样。

除了国有企业外,部分实力雄厚的民营集团也已经行动起来,积极布局HIT产业,谋求在HIT时代弯道超车,成为HIT时代的头部企业。

由于没有传统产能的掣肘,一旦技术方向确认,国产设备突破,其产能扩张将会非常迅速。

资本涌入将加速HIT技术的成熟。

中国早期从事HIT的企业主要有汉能(技术人员被新进厂商瓜分)、中智(嗅到风口正在复产)、钧石(定位设备商)、赛昂(退出,人员流动到国电投等企业)、上澎(停产,设备太老)、晋能(积极研发,酝酿上市)。

这些企业是中国HIT产业的先驱,进行了大量的工艺摸索和降本尝试,其技术人员成为当前中国HIT产业的中坚力量,由于没能实现产业化,大部分企业资金状况较差,制约了技术研发进展。

当前中国布局HIT的企业已经达到20家,资本的涌入为HIT设备和工艺研发创造了良好的客观条件,这会加速HIT工艺的成熟,一旦产能放量,又会加速耗材的降本和整个产业链配套的成熟,进而加速产业化进程。

行业研究2.4市场:高端到低端,分布式到电站HIT电池存在溢价。

HIT具备高效率、低衰减、低温度系数、高双面率的优势,目前23%效率的HIT电池售价1.6元/瓦,较21.9%效率的同尺寸PERC溢价0.65元/瓦。

图16:HIT电价存在溢价资料来源:PVinfoLInk、招商证券HIT电池优异的特性对不同业主价值不一样。

在BOS越高、温度越高,利用小时越高,电价越高的地区,HIT可以有更高溢价,因此HIT目前主要应用于欧美日等高BOS成本和中东等热带地区。

高效率:高效率可以摊低组件BOM成本和电站BOS成本,不同地区存在较大差别,国内1%效率优势对应约8分/瓦的溢价,在欧美日等高BOS地区,高效率带来的溢价会更高,这也是HIT目前主要市场在欧美日的原因。

低衰减:按8%折现率计算,低衰减溢价=0.37*利用小时/1000*不含税电价*(1-所得税率)。

低温度系数:溢价=10.67*(组件温度-25)*发电小时/1000*温度系数差*不含税电价*(1-所得税率),在中东等热带地区,温度和发电小时都很高,特别适合HIT。

高双面率:等效功率多10W,溢价1-2分,双面得到客户认可,但定价还有待规范。

高端到低端,分布式到电站。

HIT的特性决定了其市场将由高端逐步渗透到低端,从分布式渗透到电站。

光伏电池由于是ToB的产品,无法对客户进行差异化定价,因此市场渗透过程中,HIT电池的价格会逐步降低,当前价格1.6元/瓦,预计规模化生产后价格将下降到1.2-1.3元/瓦。

图17:HIT市场呈金字塔结构资料来源:wind、招商证券行业研究2.5进程:设备工艺和电池工艺扩散,产能快速扩张HIT产业化进程预估:第一阶段:2019-2020年。

头部企业引入进口设备,打通工艺。

第二阶段:2020-2021年。

国产设备突破,将GW设备投资降到5亿以下。

第三阶段:2021-2022年。

国产龙头设备厂开始量产出货,HIT电池产能年度增量在10GW以上,但国产设备技术逐步扩散,其他设备厂跟进,设备产能大幅扩张,GW设备投资降到3亿。

第四阶段:2022-2024年。

HIT产能大幅扩张。

2020年大概率是HIT产业化元年。

如果以GW级大线作为产业化的标志,明年大概率会是HIT产业化的元年,山煤国际大概率会投出数个GW的大线,2020年底全球HIT产能有望超过8GW,目前约2.8GW。

技术革新带来产业繁荣,光伏市场规模有望保持高速增长。

2019年全球光伏装机约115GW,2020年预计140GW,同比增长22%。

如果保持20%的增速,到2024年光伏市场规模就将接近300GW。

HIT成熟后,不仅可以渗透现有市场,还可以享受增量市场,预计2023年HIT将成为主流路线。

表10:HIT产业化进程预估单位:GW2019E2020E2021E2022E2023E2024E光伏需求115140168202242290增量需求2528344048增速22%20%20%20%20%HIT总产能-GW2.88.82590180300HIT年增量-GW16166590120设备价格-亿元/GW107.553.533设备市场规模-亿元104581228270360销售净利率20%20%20%20%20%20%设备市场净利空间2916465472资料来源:wind、招商证券图18:HIT产能预估资料来源:wind、招商证券行业研究三、HIT对产业的影响3.1硅料:品质要求更高,单瓦硅耗下降品质要求更高,或刺激硅料产能进一步集中。

2019年单晶PERC成为绝对主流,多晶电池加速退出,导致低品质硅料厂商难以维持,陆续退出市场,硅料市场向五大龙头(通威、大全、新特、协鑫、东方希翼)集中,五大龙头最终胜出的核心竞争力在于单晶料占比和成本控制能力。

HIT开始产业化之后,N型料占比较高的企业将更有优势。

图19:硅料五大龙头产能资料来源:wind、招商证券HIT允许硅片变薄,单片耗硅量下降。

HIT是低温工艺,因此可以使用更薄的硅片(高温下硅片太薄容易翘曲),目前主流PERC电池硅片厚度180微米,主流HIT硅片厚度150微米,头部企业可以兼容120微米硅片,理论上可以减薄到100微米。

硅片减薄之后,出片率会增加,单片耗硅量下降。

目前180微米厚的硅片耗硅15克,如果减薄到120微米,单片耗硅10.9克,硅耗下降27%。

硅片减薄在电池环节实现难度较低,但硅片环节目前只能切到120微米,再薄不具备经济性,组件环节工艺较粗糙,需要更加精细化以匹配超薄硅片。

HIT效率提升,单瓦耗硅量下降。

目前主流PERC电池厂电池效率在22.5%左右,对应单瓦硅耗2.72克(含切割损失),主流HIT电池厂电池效率在24%左右,按照目前使用的150微米厚度硅片计算,单瓦耗硅2.25克,下降17%。

将来减薄到120微米,则单瓦硅料下降到1.95克,较当前PERC减少28%。

表11:HIT单瓦硅耗下降PERCHITHITHITHITHIT硅片厚度-微米180150140130120110出片率-片/千克677679838792单片耗硅-克14.9513.2012.6212.0411.4610.88电池效率22.5%24.0%24.0%24.0%24.0%24.0%电池功率-W5.505.865.865.865.865.86单瓦耗硅-克2.722.252.152.051.951.86GW耗硅-吨272022522153205419551856比PERC减少--17%-21%-24%-28%-32%资料来源:wind、招商证券行业研究3.2硅片:P型转N型,HIT或加速大硅片推广硅片进入N型时代。

N型硅片少子是空穴,寿命比P型高两个数量级,且对金属杂质不敏感,衰减低,因此更适合用来制作HIT电池。

目前国内N型硅片供应商主要是隆基、中环、晶科,其工艺已经成熟,硅片环节的切换难度相对较低。

表12:隆基股份N型和P型硅片参数比较P型N型测试方法生长方式直拉法CZ直拉法CZ结晶性单晶单晶择优化学腐蚀法掺杂元素硼/镓磷间隙氧含量≤8E+17at/cm3≤8E+17at/cm3傅里叶变换红外光谱仪替位碳含量≤5E+16at/cm3≤5E+16at/cm3傅里叶变换红外光谱仪位错密度≤500cm-2≤500cm-2择优化学腐蚀法少子寿命MCLT≥50μs≥1000μs准稳态光电导衰减法电阻率0.5-1.5.cm1.0-7.0.cm硅片自动检测设备资料来源:隆基官网、招商证券硅片尺寸分歧较大,大硅片主要是新产线在兼容。

传统电池产线使用M2硅片,明年主流预计是同尺寸但不带倒角的G1。

隆基主推的M6需要对现有产线进行改造,改造费用约2500万元/GW,目前PERC电池厂盈利较弱,改造的积极性较低,因此主要是新建产线在配套M6。

中环主推的M12则完全无法通过现有产线升级,只有新建产线才能兼容M12,但M12由于产业链各个环节改动较多,产业链配套尚未成熟,因此产业里观望较多,仅头部企业新建产能兼容了M12。

从半导体产业发展经验来看,硅片尺寸做大有利于降低成本。

表13:硅片标准分歧较大M0M1M2M4G1M6M12对角线长度-mm200205210211223223295硅片边长-mm156.00156.75156.75161.70158.75166210方片面积-mm224336245712457126147252022755644100倒角面积-mm2106.2769.5434.0978.130.00141.004硅片面积-mm223911242922443225834252022741544096资料来源:wind、招商证券HIT是板式工艺,更容易兼容大硅片。

HIT生产工艺仅4步,清洗制绒机和丝网印刷机尺寸调节较为容易。

PECVD和PVD都是板式设备,其加工能力取决于载板面积,比如梅耶博格的PECVD载板一次可以放置56片(7*8)硅片,美国应材的6代PECVD一次可以放置99片(9*11)硅片,硅片尺寸变大之后,可以通过做大载板面积或者减少硅片放置数量来解决,因此HIT工艺比较容易兼容大硅片。

PERC电池有部分管式生产设备,硅片尺寸超过炉管直径后只能更换设备。

PERC产线无法改造为HIT,新建HIT产线必然会考虑兼容大硅片。

其实不管是新建PERC还是HIT抑或TOPCon产线,电池厂都会考虑对大硅片的兼容。

但当前PERC技术完全扩散,壁垒较低,格局较散,盈利较弱,靠PERC推广大硅片大概率会比较缓慢。

如果HIT技术成熟,新建HIT产线必然会直接过渡到大硅片,这会加快大硅片的推广。

从目前产业调研情况来看,HIT设备厂普遍已经兼容M6硅片,或者直接就是按照M6硅片在设计,个别设备厂已经在往M12升级。

行业研究3.3电池:资本入局,格局重塑PERC电池工艺高度集成在设备中,技术扩散导致产能大幅扩张。

2019年PERC技术完全扩散,单晶PERC产能从年初的57GW增加到年底的116GW,增加1倍以上。

无序扩张导致产能过剩,2019年Q3电池价格大跌,中小电池厂扩张停滞,但大厂扩张步伐在Q4重新启动,按照各家扩产计划,2020年底单晶PERC产能将达到166GW,超过需求量,因此即使没有新技术引入,2020年落后PERC也将退出。

表14:单晶PERC产能统计20182019Q12019Q22019Q320192020Q12020Q22020Q32020中国42.852.062.983.693.8107.0127.5138.8139.0台湾3.83.94.04.04.24.24.24.34.3韩国3.02.94.14.54.84.85.35.35.3其他7.68.09.411.113.614.015.116.917.4合计57.266.880.4103.2116.4130.0152.1165.3166.0资料来源:PVINFOLINK、招商证券图20:单晶PERC大厂产能资料来源:wind、招商证券技术变革带来格局重塑。

传统PERC大厂:资金允许的前提下不断迭代,多晶>常规单晶>单晶PERC>HIT;传统PERC小厂:PERC产线盈利甚微,如果没有资金投入HIT,可能逐渐边缘化;传统多晶电池厂:多晶退出,如果资金允许,在PERC上追赶不如直接上HIT;产业外资本:山煤等产业外资本依托主业充沛现金流强势入局,规模和节奏可能超预期;PERC和HIT工艺差别较大,PERC技术优势较难迁移到HIT。

HIT电池制造工序和PERC差别较大,尤其是核心的非晶硅镀膜和TCO沉积,工艺已经是半导体级,目前国内从事HIT的技术人员很多都是从半导体行业转行而来,HIT电池的Know-How和PERC电池差别较大,因此PERC时代技术领先的厂商其优势难以迁移到HIT。

对于准备布局HIT的企业,需要尽早募集和培养高级技术人员。

行业研究3.4组件:现有产线兼容性较好现有组件产线兼容HIT电池。

HIT是电池环节的技术变革,现有组件产线可以兼容,未来HIT使用的硅片减薄到120微米,则需要对组件产线进行升级,避免碎片率的提升。

HIT电池组件封装以半片为主。

在封装方式上,目前主流的HIT电池采用半片封装。

HIT高效率的根源在非晶硅薄膜对悬挂键优异的钝化效果,如果采用叠瓦封装,需要对电池片进行大量的激光切割,这会产生大量的悬挂键,HIT电池的效率会有较多损失。

因此目前主流的HIT电池封装以半片为主,一切二,尽可能降低效率损失。

梅耶博格的智能串焊技术Smartwire需要更换串焊机,后端仍然兼容。

MB的无主栅技术使用焊带代替主栅,串焊技术不同于现有产线,需要更换串焊机,并使用特殊的助焊剂,但后端供工序仍然和现有产线兼容。

图21:激光切片会有效率损失资料来源:钧石集团、招商证券图22:HIT组件资料来源:钧石集团、招商证券行业研究四、结论与投资建议4.1提效降本持续推进,HIT性价比不断提升HIT电池的提效降本在快速推进。

今年HIT产业的一个重大进展就是MBB技术的引入,银浆消耗量下降50%,同时电池效率提升0.5%,银浆成本下降约0.2元/瓦,HIT电池的性价比大幅提升。

大家估算明年HIT电池的不含税完全成本在0.81元/瓦。

表15:HIT电池成本测算基于M6硅片2019E2020E2021E2022E2023E2024E硅片厚度-微米160150140130120120钢线直径-微米605555555555出片率-片/千克656972768080硅料价格-元/千克757269666563硅料成本-元/片1.030.920.850.770.720.70非硅成本-元/片1.040.900.820.750.710.69生产成本2.071.831.661.521.431.39硅片毛利率35%30%30%30%30%30%三费附加-元/片0.300.250.240.230.220.21完全成本-元/片2.372.081.901.751.651.60硅片含税价格-元/片3.602.952.682.452.302.24电池面积-mm2274582745827458274582745827458电池效率22.5%24.0%24.5%25.0%25.5%26.0%电池功率-W6.186.596.736.867.007.14硅片成本-元/瓦0.520.400.350.320.290.28设备投资-万元/GW850007500050000350003000030000其他投资-万元/GW150001500015000150001500015000总投资-万元/GW1000009000065000500004500045000折旧成本-万元/年827273875175384734053405折旧成本-元/瓦0.080.070.050.040.030.03化学试剂-元/瓦0.050.040.040.030.030.03银浆消耗-毫克/片300150140130120120银浆单价-元/千克700060005500520050005000银浆成本-元/瓦0.300.120.100.090.080.074靶材价格-元/千克350030002500230022002100靶材成本-元/瓦0.060.040.040.030.030.03人工成本-元/瓦0.010.010.010.010.010.01动力成本-元/瓦0.030.020.020.020.020.02其他成本-元/瓦0.050.030.030.030.030.03非硅合计-元/瓦0.580.340.290.250.230.22生产成本-元/瓦1.090.740.640.570.520.50期间费用-元/瓦0.120.070.060.050.050.05负债比例70%70%70%70%70%70%负债金额-万元700006300045500350003150031500利率5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%利息费用-万元350031502275175015751575单瓦利息费用0.0350.0320.0230.0180.0160.016其他期间费用0.080.040.040.040.040.04完全成本-元/瓦1.210.810.700.620.570.55资料来源:wind、招商证券行业研究HIT设备厂迈为股份对HIT电池完全成本的指引是含税0.95元/瓦,不含税0.84元/瓦,和钧石集团0.85元/瓦的成本指引基本一致。

其硅片成本按照现有价格计算,考虑到明年硅片降价,2020年其不含税完全成本同样可以控制在0.8元/瓦左右。

图23:迈为股份HIT成本测算资料来源:迈为股份、招商证券图24:钧石集团HIT完全成本指引资料来源:钧石集团、招商证券行业研究当前23%效率的HIT电池售价1.6元/瓦,明年HIT量产之后,预计价格会逐渐下降。

预估2020-2022年HIT电池价格分别为1.3/1.21/1.02元/瓦,净利分别为0.29/0.28/0.20元/瓦,较目前PERC电池盈利能力有一定扩张。

表16:HIT电池盈利能力测算单位:亿元2020E2021E2022E电池售价-元/瓦-含税1.301.211.02完全成本0.810.740.66利润-元/瓦0.340.330.24所得税率15%15%15%净利-元/瓦0.290.280.20资料来源:wind、招商证券4.2结论与投资建议HIT很可能是下一代光伏电池主流技术,当下HIT正处于从路线之争中走出来,得到光伏产业和产业外资本认可的阶段,而且这种认可正逐渐传导到资本市场,一旦技术方向确认,这是一个从0到1的市场,会在各个环节带来具有爆发力的投资机会。

硅料环节:推荐或关注N型料占比较高的通威、大全(美股)。

硅片环节:推荐N型硅片龙头隆基股份。

电池环节:推荐大手笔布局的山煤国际(煤炭联合)、通威股份、东方日升。

耗材环节:关注苏州固锝(子企业苏州晶银生产低温银浆)、常州聚和(拟上市)。

设备环节:推荐捷佳伟创(机械联合)、迈为股份(机械联合)、金辰股份。

表17:重点推荐企业股价18EPS19EPS20EPS19PE20PEPB评级隆基股份26.980.931.411.6519163.95强烈推荐-A通威股份14.360.520.720.8620173.41强烈推荐-A山煤国际7.560.110.530.5714132.34强烈推荐-A东方日升13.870.261.191.471291.56强烈推荐-A金辰股份22.451.120.881.0826212.59未有评级捷佳伟创42.651.151.341.832245.44未有评级迈为股份147.404.265.067.3229205.95未有评级苏州固锝12.410.130.150.1783735.38未有评级资料来源:wind、招商证券注:山煤HIT项目规模和节奏尚未公告,业绩预测暂不考虑产业认可正迅速传导到资本市场。

2018年底,国内布局HIT的企业仅6家(汉能、晋能、钧石、中智、通威、上澎),当前已经达到20家,尤其是头部几个大厂转向HIT更加验证了HIT的可行性。

近期HIT产业人才流动频繁,各家企业都在圈人,设备商询单也明显增多,HIT得到了产业认可,这种认可近期在迅速向资本市场传导,相关标的都已经启动。

2020年催化剂不断。

HIT没有停留在概念阶段,而是已经开启了产业化,随着产业化的推进,2020年会有大量的进展,催化HIT行情。

中试线效果不断提升。

通威、爱康、日升、晋能、普兰特等中试线陆续会有结果;产业内外不断有企业宣布布局HIT。

产业内外不少企业在积极筹备HIT项目,目前行业研究正在人员募集和设备选型阶段,HIT项目不断落地会进一步催化HIT行情;设备厂取得突破。

目前迈为已经交付样机,钧石、捷佳、金辰明年预计都有样机交付,样机得到验证将完成设备国产化,设备价格将迅速下降,刺激HIT产能爆发。

山煤等GW级产线得到初步验证。

HIT目前还没有GW级的大线,山煤公告了10GW的项目,明年预计会有数个GW投放,效率、良率、成本、稼动率等参数会得到初步验证,一旦效率能做到24%+,良率能做到96%+,完全成本能控制在0.9元/瓦以下,HIT产业化会加速推进。

HIT为电池厂恢复融资能力,明年或有不少融资项目募投HIT。

近期爱康科技宣布定增融资16亿,其中9.5亿投资1GW的HIT产线,明年很可能会有企业跟进。

风险提示1)成本降低不及预期:目前异质结电池的生产成本仍相对较高,未来有望通过硅片薄片化、浆料用量减少、设备国产化等降低成本,如果成本降低不及预期,将对异质结电池产业化带来一定影响。

2)量产效率提升不及预期:目前异质结电池的量产效率在23.5%以上,效率优势是异质结电池的最大优势。

未来如果异质结效率提升不及预期,将会减弱其与其他技术路线的竞争优势。

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本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。

游家训:曾就职于国家电网企业上海市电力企业、中银国际证券,2015年加入招商证券,现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。

普绍增:上海财经大学硕士,2017年加入招商证券,覆盖工控自动化与信息化产业。

刘珺涵:美国克拉克大学硕士,曾就职于台湾元大证券,2017年加入招商证券,覆盖新能源汽车上游产业。

刘晓飞:南开大学硕士,2015年加入招商证券,覆盖光伏产业。

投资评级定义企业短期评级以报告日起6个月内,企业股价相对同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:强烈推荐:企业股价涨幅超基准指数20%以上审慎推荐:企业股价涨幅超基准指数5-20%之间中性:企业股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间回避:企业股价表现弱于基准指数5%以上企业长期评级A:企业长期竞争力高于行业平均水平B:企业长期竞争力与行业平均水平一致C:企业长期竞争力低于行业平均水平行业投资评级以报告日起6个月内,行业指数相对于同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:推荐:行业基本面向好,行业指数将跑赢基准指数中性:行业基本面稳定,行业指数跟随基准指数回避:行业基本面向淡,行业指数将跑输基准指数重要声明本报告由招商证券股份有限企业(以下简称“本企业”)编制。

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除法律或规则规定必须承担的责任外,本企业及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。

本企业或关联机构可能会持有报告中所提到的企业所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些企业提供或争取提供投资银行业务服务。

客户应当考虑到本企业可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。

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