光伏行业系列专题报告一：异质结，下一轮技术迭代周期正在开启-solarbe文库

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敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2020 年 1 月 19 日电力设备新能源、煤炭异质结下一轮技术迭代周期正在开启光伏行业系列专题报告一行业深度 ◆ HJT 作为未来高效光伏产品，有望引领技术变革，是面向国际光伏中高端市场企业；国内涉及能源转型、欲弯道超车企业比较好的选择。 HJT 电池结构是将硅片放在两侧沉积的本征相对掺杂的非晶硅层之间，并在电池顶部设计透明导电的 TCO 薄膜（ 1）非晶硅层可有效降低表面悬挂键的密度，从而达到良好的界面钝化作用；（ 2） TCO 薄膜可以实现导电、减少反射、同时保护非晶硅薄膜等重要作用。 HJT 电池具有开路电压高、温度系数低、结构对称、能耗低、光照稳定性强、双面发电等优势，从而使得 HJT 电池具有更强的发电能力；在后续的优化中， HJT 与 IBC 已经有了结合案例，未来与钙钛矿结合也值得期待。 ◆ 非晶硅薄膜沉积、 TCO 膜沉积是 HJT 生产核心步骤， PECVD 和 PVD 国产化、规模化将推动降本。 HJT 电池生产设备与常规电池的兼容性较差，新建项目需要重新投入生产线。制造工艺流程主要包括清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、 TCO 膜沉积、电极金属化。当前， HJT 单 GW 设备投资额大约为 8-10 个亿，大概是 PERC 投资的 2.5-3 倍左右，未来设备国产化后，设备投资将逐步减少 40以上，有望降低至 5-6 亿元；如果进一步规模化，降低幅度的可能性将更大，如常规 PERC 产线单 GW 设备投资额从起初的 5-6 亿元降低至当前 2-3 亿元。 ◆ HJT 投资收益较佳， HJT 设备、产品均具备 50增速高成长性特点。相较于双面 PERC， HJT 具有约 6的发电增益，而随着设备国产化和规模效应下，我们预计 HJT 未来 5 年设备逐步降本至 45；在硅片薄片化、靶材和银浆的国产化及规模化的作用下，材料逐步降本至 30。当前， HJT 产品已具有较好的投资性，而在 2021 年之后优势将进一步扩大 HJT 电池＞ PERC 电池＞ N 型双面＞普通单、多晶电池＞ IBC 电池；设备市场有望从 2020 年的 16 亿元 /年增加到 2025 年的近 78 亿元 /年， 5 年复合增速 37；电池产品市场有望从 2020 年的 45 亿 /元，发展到 2025 年的 347 亿 /元； 5 年复合增速 50。 ◆ 投资建议设备端推荐优先布局 HJT 设备国产化的公司捷佳伟创、关注迈为股份；产品端推荐有限布局 HJT 产线投资的公司山煤国际、东方日升，关注爱康科技。 ◆ 风险分析光伏装机、 HJT 市占率低于预期，技术进步、设备关键材料国产化低于预期；专业生产技术人员缺乏导致生产、经营不利。证券代码公司名称股价（元） EPS（元） PE（ X）投资评级 18A 19E 20E 18A 19E 20E 300724 捷佳伟创 53.66 0.96 1.46 1.84 56 37 29 买入 600546 山煤国际 10.35 0.11 0.57 0.66 58 11 10 买入 300118 东方日升 16.01 0.26 1.07 1.26 44 11 9 买入资料来源 Wind，光大证券研究所预测，股价时间为 2020 年 1 月 14 日电新买入（维持）分析师殷中枢执业证书编号 S0930518040004 010-58452063 yinzsebscn.com 菅成广执业证书编号 S0930519080002 021-52523799 jiancgebscn.com 王威执业证书编号 S0930517030001 021-52523818 wangwei2016ebscn.com 马瑞山执业证书编号 S0930518080001 021-52523850 marsebscn.com 联系人郝骞 021-52523827 haoqianebscn.com 行业与上证指数对比图资料来源 Wind 相关研报不只是煤炭，贸易、光伏更精彩山煤国际（ 600546.SH）投资价值分析报告 2019-10-14 补贴收官，格局重塑电力设备新能源行业 2020 年投资策略 2019-12-02 - 1 0 5 20 35 50 1 0 - 1 8 0 1 - 1 9 0 5 - 1 9 0 8 - 1 9 电力设备新能源沪深 300 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告投资聚焦研究背景光伏产业是我国具有国际竞争力的产业之一，其技术革新从来不会停止。虽然 PERC 叠加电池和组件技术可以使量产效率接近或超过 23，但似乎已经逐渐接近瓶颈。目前，很多公司开始着手布局下一代异质结太阳能电池，除了其具较强稳定性外，凭借约 24的起步转化率、较简单的工艺、具有较好的投资收益等优势，有望在未来赢得一定市场份额。在商业化初期，异质结技术在资本市场作为一个重要的题材，也开启了相应的行情。我们的创新之处 1. 复盘了光伏大周期（技术因素）和小周期（补贴因素）对行业重点公司股价的影响。 2. 详细拆分了异质结电池各工艺关键环节的技术和设备需求，并对未来的发展和降本趋势进行了预测。 3. 对未来异质结电池产能和市场空间的发展进行了预测，同时对降本空间和路径进行了研判。投资观点异质结作为未来高效光伏产品，有望引领光伏新一轮的技术变革，其设备和产品均具备 50增速高成长性的特点， 2020 年的看点在 GW 级项目落地，若有则需重点关注。公司方面，设备端重点推荐优先布局异质结设备国产化的公司，拥有优质清洗制绒和丝网印刷设备、同时 TCO 镀膜和非晶硅沉积设备研发亦处于领先地位的捷佳伟创，建议关注丝网印刷设备领先企业迈为股份；产品端重点推荐有限布局异质结产线投资的公司山煤国际，高效 PERC 产能稳步投放、积极储备异质结技术路线的东方日升，建议关注定增布局 GW 级异质结项目的爱康科技。国投瑞银 sUvXeWdVvXpZ8O9RaQoMoOsQmMkPoOnRiNsQtQ7NpOqPuOmNmOMYoNoM 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告目录 1、光伏行业投资的 “矛盾点 ”技术、补贴 4 1.1、技术迭代、补贴变化引导光伏投资周期 4 1.2、平价时代渐进， HJT 有望引领技术变革 9 1.3、 HJT 更高效、工艺简化、稳定性更强 . 11 2、非晶硅镀膜和 TCO 膜沉积是 HJT 工艺关键环节 16 2.1、 HJT 电池四大重点工艺设备介绍 . 16 2.2、制绒、清洗设备 RCA/O3 17 2.3、非晶硅膜沉积设备 PECVD . 19 2.4、 TCO 薄膜沉积 PVD/RPD . 21 2.5、电极金属化丝网印刷 /电镀铜 24 3、 HJT 投资收益较佳，国产化、规模化推动降本 . 28 3.1、相较于 PERC， HJT 具有约 6的发电增益 . 28 3.2、 HJT 未来 5 年设备降本或 45、材料降本或 30 . 30 3.3、 HJT 设备、产品均具 50增速高成长市场特点 33 4、投资建议设备及产品类公司受益于技术迭代 34 4.1、设备类公司重视国产化和规模化两个过程 . 34 4.2、产品类公司受益于 HJT 市占率提升和产品降本 38 5、风险分析 . 40 6、附录 41 6.1、国际 HJT 设备类公司一览 . 41 6.2、国际 HJT 产品类公司一览 . 43 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 1、光伏行业投资的“ 矛盾点 ” 技术、补贴 1.1、技术迭代、补贴变化引导光伏投资周期光伏产业是我国具有国际竞争力的产业之一；截至 2018 年底，国内硅料、硅片、电池片及组件产量 /产能市场占全球份额分别为 74.0、 93.1、 73.7、 72.8（数据来源 CPIA，其中电池片为产能占比，其余为产量占比）。 “ 531 政策 ” 以来，光伏行业迎来发展阵痛，装机增速下滑，产业链价格剧烈下跌。在面对 2020 年底实现平价的上网目标，各家企业在提效和降本方面持续努力。回顾历史，我们结合资本市场特点及光伏板块行情走势，我们可以将光伏产业分为技术变革带来的大周期和补贴变化所致的供需错配小周期。（一）提效与降本是技术周期产业生存的决定性因素。（ 1）单晶趋势已确立无疑单晶与多晶之争由来已久，这一竞争在近期随着多晶光伏产品价格的大幅下降、企业亏损逐渐进入尾声。长期以来，尤其是光伏行业兴起之时，多晶凭借扩产快、成本低、对硅料要求低的优势，市场占有率优势明显；但后来随着单晶技术的完善使得该产业链成本具有更强的竞争力 ① 金刚线切割技术引领单晶硅片产业革命金刚线单晶线耗低、时间快、出片量提升，这不仅使单晶硅片长晶环节摊销成本降低、未来也有助于薄片化； ② 拉棒环节则由 Cz 逐步向 RCz 过渡，经过多次装料拉晶与高拉速，提升了单炉投料量和拉晶效率，进而降低成本。图 1光伏大周期技术推动产业进步多晶单晶之争复盘资料来源 Wind，光大证券研究所注图中为隆基股份和协鑫新能源相对其上市之日起（隆基股份为 2012.4.11，协鑫新能源为 2009.1.2）涨跌幅数据（ 2）高效电池技术尤其是 PERC 的兴起掀起提效革命在目前所有高效的电池片技术中， PERC 是投资成本最低、产线兼容率最高、效率提升最明显的技术之一。 PERC 是在常规电池背面采用活性钝化层取代铝背场， PERC 电池大面积、可量产效率持续攀升；同时，单晶 PERC 电池新建产线产品效 -50 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 隆基股份协鑫新能源 2015 年后开始进入单晶时代以金刚线、 P E R C 技术为标志硅料 2 0 1 8 年产能转西部降本，高品质硅国产化拉棒 2 0 1 5 年 C Z 转 R C Z ， 2 0 1 8 年 CCZ 初步产业化， 2 0 1 9 年 CCZ 大规模生产切片 2 0 1 5 年砂浆转金刚线， 2 0 1 8 年细线化， 2 0 1 9 年细线化、薄片化电池 2 0 1 5 年单晶电池、单晶 P E R C 兴起， 2 0 1 8 年双面 P E R C 、 SE 量产， 2019 年 T O P C o n 初步量产， 2020 年 H J T 兴起组件 2 0 1 8 年双玻、半片、叠瓦、 M B B 技术； 2 0 1 9 年双玻、叠瓦量产 2 0 0 5 - 2015 年“拥硅为王、多晶主导”时代扩产快、成本低、对硅料要求低 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告率普遍达到 22.5； 2017 年 PERC 更是成为“领跑者”的主力军，两者相得益彰；随后在基本不增加成本的基础上， PERC 可实现双面发电， 2018 年亦成为行业热点；而后钝化技术（如 TopCon）的使用也进一步提升了效率。图 2单、多晶 PERC 电池的效率最高记录图 3 5 年来不断提升的单晶 PERC 效率最高记录资料来源 TaiyangNews 资料来源 TaiyangNews 当前市场主流的 PERC/PERL/PERT 都属于背钝化系列。背钝化结构的共有特点是在传统铝背场的基础上增加了钝化层，更好地降低电子在背表面复合，从而提高了电池转换效率；而 PERL/PERT 采用 N 型硅片为衬底。（ 3） N 型硅片或是未来发展方向，以 N 型硅片为衬底制造的电池减少光学损失和电学损失。这是因为磷掺杂形成的 N 型硅片对硅中的金属杂质不敏感，少子寿命超过 1μs。在这种基础效用下，再进行电池技术的叠加，有助于进一步提升产品效率，而 HJT 也是采用 N 型硅片的一种技术，也具备该基础优势。表 1各高效光伏电池的关键特性电池技术关键工艺主流硅片钝化金属化额外步骤硅片的侧位电介质应用方法 PERC钝化发射极背场点接触电池背表面钝化技术代替铝背表面场单晶 /多晶前氮化硅 PECVD 背表面场铝浆，背电极银浆，正面低温银浆激光接触开孔，背面抛光单晶 /多晶背氧化铝 /氮化硅（覆盖层） PECVD、 ALD/PECVD 单晶氮氧化硅 /氮化硅（覆盖层） PECVD PERT 钝化发射极背面全扩散电池前后表面都进行全扩散和表面钝化 N 型前氧化铝，氧化硅，硼硅玻璃 / 氮化硅（覆盖层） PECVD， ALD，扩散 /PECVD，热氧化，湿化学法正反面均使用银浆，其中正面是铝掺杂的银浆硼扩散，前表面钝化，基于湿化学法的清洗步骤背氮化硅 PECVD PERL 钝化发射背面局域扩散电池前后表面都进行钝化，其中背表面在金属接触区域是局域扩散的 N 型前氧化铝，氧化硅，硼硅玻璃 / 氮化硅（覆盖层） PECVD， ALD，扩散 /PECVD，热氧化，湿化学正反面均使用银浆，其中正面是铝掺杂的银浆硼扩散，前表面钝化，激光局域掺杂，基于湿化学法的清洗步骤 2 0 . 3 0 2 1 . 0 0 2 1 . 4 0 2 1 . 7 0 2 2 . 1 3 2 2 . 6 1 2 2 . 7 1 2 2 . 7 8 2 3 . 2 6 2 3 . 4 5 2 3 . 6 0 2 3 . 9 5 2 4 . 0 6 1 8 . 7 0 1 9 . 5 0 2 0 . 7 6 2 1 . 2 5 2 1 . 6 3 2 2 . 0 4 1 7 .0 1 8 .0 1 9 .0 2 0 .0 2 1 .0 2 2 .0 2 3 .0 2 4 .0 2 5 .0 2 0 1 0 / 1 1 2 0 1 1 / 1 2 2 0 1 3 / 1 2 0 1 4 / 2 2 0 1 5 / 3 2 0 1 6 / 5 2 0 1 7 / 6 2 0 1 8 / 7 单晶多晶 2 1 . 4 0 2 1 . 7 0 2 2 . 1 3 2 2 . 6 1 2 2 . 7 1 2 2 . 7 8 2 3 . 2 6 2 3 . 4 5 2 3 . 6 0 2 3 . 9 5 2 4 . 0 6 1 9 . 5 2 0 . 0 2 0 . 5 2 1 . 0 2 1 . 5 2 2 . 0 2 2 . 5 2 3 . 0 2 3 . 5 2 4 . 0 2 4 . 5 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告法背氮化硅 PECVD 钝化接触生长的超薄氧化铝能使载流子隧道通过，多晶硅的沉积和掺杂 N 型前氧化铝，氧化硅，硼硅玻璃 / 氮化硅（覆盖层） ECVD， ALD，扩散 /PECVD，热氧化，湿化学法前表面铝掺杂的银浆，特殊的背接触银浆，所有电极能承受低温烧结工艺硼扩散，前表面钝化，基于湿化学法的清洗步骤背氮化硅（薄） * 热生长，化学法，沉积多晶硅 * LPCVD， PECVD， APCVD， PEALD， PVD HJT （ heterojunction）异质结在掺杂的晶硅衬底（ N 或 P 型，前者广泛使用）和具有相反电导率的非晶硅层（分别是 P 或 N 型）之间形成异质结 N 型前 /背非晶硅 PECVD 需要低温固化浆料，电镀也是一种潜在的替代方法特殊的湿化学清洗工艺，透明导电氧化物的沉积 IBC 插指式背接触背表面交替进行 n和 p掺杂 N 型前氧化铝，氮化硅，硼硅玻璃、氮化硅 PECVD 正负电极均位于背表面掩膜和清洗工艺资料来源 TaiyangNews HJT（ Heterojunction，异质结）作为未来高效光伏产品，是面向国际光伏中高端市场企业；国内涉及能源转型、欲弯道超车企业比较好的选择。技术革新从来不会停止，虽然 PERC 叠加电池和组件技术可以使量产效率接近或超过 23，但似乎已经逐渐接近瓶颈。目前，很多公司开始着手布局下一代 HJT 太阳能电池，除了其较强稳定性强外，凭借约 24的起步转化率、较简单的工艺，具有较好的投资收益，有望在未来赢得一定市场份额，在商业化初期， HJT 在资本市场作为一个重要的题材，也开启了相应的行情。（二）补贴变化、并网政策导致装机预期波动；光伏产业链盈利微笑曲线反作用于供需。可再生能源基金的实行极大的推动了光伏、风电等新能源发电行业的蓬勃发展，但是面对快速提升的补贴需求、以及新时期面临的经济和财政困难，叠加新能源技术进步所致的快速降本。补贴逐步退坡，且要求在 2020 年底后，实现平价上网。 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告图 4我国光伏、风电、生物质装机容量增速发展情况（截至 2018 年）资料来源 Wind， IRENA，光大证券研究所注生物质装机数据来自 IRENA， 2013 年后的数据和我国能源局的统计有一定偏差，但趋势相似退坡政策一般慢于技术进步降本，且政策发布到执行也留出准备或过渡时间；这些共同导致了抢装、需求和市场预期的不断调整。月度装机数据基本反映两个事实，年中的抢装和退坡规定时间点高度相关，年底的抢装与年终抢工程及并网压力缓解相关。 2016 年，光伏标杆电价在 6 月 30 日下调，前几个月出现抢装潮， 6 月单月装机近 10GW， 7 月之后下降，这导致阶段性产业链价格先上涨后下跌；由于 2016 年的政策执行实际是在 2015 年底发布的，市场对此一般会提前准备及反应； 2017 年，光伏标杆电价同理在 6 月 30 日下调， 6 月单月装机近 12GW，但 7 月装机 11.3GW 装机也超预期，是由于 “ 领跑者计划 ” 固定电价并网截止日期为 9 月 30 日等原因。 2018 年 5 月 31 日，国家发展改革委、财政部、国家能源局发布了关于 2018 年光伏发电有关事项的通知，政策预备期较短，进而给产业及资本市场极少的准备时间，引发了光伏产业链剧烈下跌。而值得欣喜的是经过多年的发展，我国的光伏产业已经在世界范围内具有重要的地位，所以欧洲市场， MIP 解禁后，欧洲光伏行业发展的最大的不利因素贸易摩擦已经消除，在低价、高效的光伏系统带动的高投资回报率的趋势，我国的光伏设备商充分受益，在一定程度上抵消了国内光伏补贴退坡的影响，市场预期也逐渐修复。 - 50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 风电装机容量增速光伏装机容量增速生物质装机容量增速风力发电厂并网运行管理规定（实行）乘风计划双加工程光明工程特许权项目招标启动可再生能源法实施开始征收可再生能源电价附加特许权项目招标启动固定标杆上网电价补贴固定标杆上网电价补贴促进光伏产业健康发展的若干意见补贴电价下调引发抢装补贴电价下调引发抢装生物质电价每千瓦时补贴 0 . 2 5 元固定标杆上网电价补贴（生物质）固定标杆上网电价补贴（垃圾发电） 2009 - 2012 年固定各类可再生能源标杆上网电价临时电价补贴 0.1 元 / 千瓦时可再生能源基金正式成立 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告图 5 光伏小周期预期与实际供需错配行情复盘资料来源中电联， Wind，光大证券研究所整理在国内新政策下， 2019 年实际是较为纠结的一年，政策迟迟未明确整体的装机和补贴目标，虽然年初市场对 2019 年新增装机 40-45GW 持乐观态度，但直到 4 月、 5 月及 7 月相关政策才逐渐明确，而后资本市场迎来一定热度，但又被 10 月份，能源局公布前三季度装机 15.99GW，低于预期所影响。明确原因后，随着年底抢装和并网效应，以及对 2020 年政策出台时间的相对乐观，光伏产业链又领来一波预期修复。图 6光伏产业链各环节产品销售毛利率“微笑曲线” 资料来源 Solarzoom； 20191231 数据 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 1 / 0 1 1 1 / 0 4 1 1 / 0 7 1 1 / 1 0 1 2 / 0 1 1 2 / 0 4 1 2 / 0 7 1 2 / 1 0 1 3 / 0 1 1 3 / 0 4 1 3 / 0 7 1 3 / 1 0 1 4 / 0 1 1 4 / 0 4 1 4 / 0 7 1 4 / 1 0 1 5 / 0 1 1 5 / 0 4 1 5 / 0 7 1 5 / 1 0 1 6 / 0 1 1 6 / 0 4 1 6 / 0 7 1 6 / 1 0 1 7 / 0 1 1 7 / 0 4 1 7 / 0 7 1 7 / 1 0 1 8 / 0 1 1 8 / 0 4 1 8 / 0 7 1 8 / 1 0 1 9 / 0 1 1 9 / 0 4 1 9 / 0 7 1 9 / 1 0 单月装机单位万千瓦 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 标杆电价（ I 类）第一次下调时间 20110724 时限 20111231 抢装 2011 年底第二次下调时间 20130826 时限 20131231 抢装 2013 年底第三次下调时间 20151222 时限 20160630 抢装 2016 年 6 月第四次下调时间 20161226 时限 20170630 抢装 2017 年 6 月第五次下调时间 20171219 时限 20180630 抢装 2018 年 6 月第六次下调时间 20180531 时限 2 0 1 8 0 5 3 1 无法抢装第七次下调时间 20190428 时限 20190630 抢装 2019 年 6 月单位元 / 度 0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 1 / 0 1 1 1 / 0 4 1 1 / 0 7 1 1 / 1 0 1 2 / 0 1 1 2 / 0 4 1 2 / 0 7 1 2 / 1 0 1 3 / 0 1 1 3 / 0 4 1 3 / 0 7 1 3 / 1 0 1 4 / 0 1 1 4 / 0 4 1 4 / 0 7 1 4 / 1 0 1 5 / 0 1 1 5 / 0 4 1 5 / 0 7 1 5 / 1 0 1 6 / 0 1 1 6 / 0 4 1 6 / 0 7 1 6 / 1 0 1 7 / 0 1 1 7 / 0 4 1 7 / 0 7 1 7 / 1 0 1 8 / 0 1 1 8 / 0 4 1 8 / 0 7 1 8 / 1 0 1 9 / 0 1 1 9 / 0 4 1 9 / 0 7 1 9 / 1 0 太阳能指数中信受“ 531 ”政策影响 - 20 - 10 0 10 20 30 40 50 硅料硅片电池片组件单晶 P E R C 普通多晶 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告另一方面，光伏产业链盈利 “微笑曲线”既体现了技术迭代的效果，又反映了短期供需不匹配的情况；与此同时，光伏产业链盈利微笑曲线反作用于供需。单晶硅片的扩产 2019 年后整体产能叠加扩产计划约 190GW，也将带来产业链进一步降本和格局的变化。 1.2、平价时代渐进， HJT 有望引领技术变革 HJT 具有优异的光吸收性能、非晶硅薄膜的钝化性能。 HJT 电池是基于硅片的太阳能电池技术和薄膜光伏技术的融合，且兼具两者优点，也更偏向于半导体技术，其原理在于通过插入一个更宽的带隙层进行钝化使电子与基础区域分离，进而获得更高的开路电压。 HJT 电池将晶体的结构特点将硅片放在两侧沉积的本征相对掺杂的非晶硅层之间，在电池顶部设计透明导电的 TCO 薄膜。 N 型 CZ 硅片经过清洗制绒后，表面依次沉积本征富氢非晶硅薄膜、 P 型非晶硅薄膜，从而形成 p-n 异质结，然后在背面依次沉积本征富氢非晶硅薄膜，以及 N 型重掺杂的非晶硅膜，形成背表面场。在两面的外侧再沉积上透明导电氧化物薄膜 TCO，最后通过丝网印刷技术在两侧顶层形成金属电极（栅线），这样就构成了拥有两面对称结构的 HJT 电池。（ 1） HJT 的非晶硅层可以有效降低表面悬挂键的密度，从而达到良好的界面钝化作用。标准晶体硅太阳能电池是同质结电池，也就是 p-n 结在同种半导体材料上形成，而 HJT 电池的 p-n 结则采用不同的半导体材料形成。 HJT 电池的 p-n 结形成于掺杂的晶体硅和导电性相反的非晶体硅材料之间。（ 2） TCO 薄膜的作用在于实现导电、减少反射、同时保护非晶硅薄膜等。该步骤主要通过物理气相沉积（ PVD）技术的方法来完成。图 7 N 型硅片衬底的 HJT 电池结构示意图图 8 HJT 电池的电流 -电压 J-V 曲线资料来源 Future directions for higher-efficiency HIT solar cells using a Thin Silicon Wafer， Satoshi Tohoda 等资料来源 Future directions for higher-efficiency HIT solar cells using a Thin Silicon Wafer， Satoshi Tohoda 等 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告我们把 HJT 的发展历程分为四个阶段（ 1） 1974-1996 年是起始阶段 Walter Fuhs 首先提出了非晶硅和晶硅材料结合的 HJT 结构，三洋为了改善非晶硅与晶体硅结合所造成的界面缺陷，在掺杂的非晶硅层和晶硅层表面引入本征非晶硅层，也就是 HIT（ HIT 与 HJT 在含以上并无显著区别，前者为三洋申请的专利名称）；（ 2） 1997-2009 年是初步发展阶段各个公司、实验室开始不断开始技术研发，提升 HJT 电池效率；（ 3） 2010-2017 年是工业生产阶段 2010 年， HIT 专利保护期结束，各个光伏、薄膜技术、设备类公司开始进入该领域进行研究、积累；行业迎来新的发展阶段。在这个过程中松下连续创造 24.7、 25.6的转化效率记录（均为 5英寸，后者结合 IBC技术），最新的记录则是 Kaneka公司创造的 26.6；（ 4） 2017 年后经过多年积累，多家公司开始投入试生产线， HJT 进入百 MW 级时代； 2019-2020 年，三峡资本、国家电投、山煤国际、爱康科技等均开始或计划布局 GW 级 HJT 生产线，行业正在进入商业化推广阶段。图 9 HJT 电池发展历程资料来源 TaiyangNews W a l t h e r F u h s 首次提出非晶硅与晶硅材料结合的 H J T 结构 1974 1997 H I T 被三洋公司注册商标，三三洋开始以 H I T 为品牌提供 H J T 光伏组件，硅片尺寸规格 5 英寸，电池效率 16 . 4 ，组件效率 14 . 4 起始阶段 Y o s h i h i r o H a m a k a w a 制成首块 H J T 电池并获取专利，但界面态密度相对较高，故 V o c 和 FF 较低 1985 三洋首次将本征非晶硅插入硅片和掺杂的非晶硅层之间，取得实质性突破并申请专利 1989 三洋用非晶硅薄膜代替本征非晶硅，将 H J T 电池效率提高至 15 1990 三洋申请将晶体衬底夹在本征和反向掺杂的非晶硅薄膜之间的结构专利，这就是 H I T 电池结构的原型 1996 初步发展阶段 2006 PV - L a b of I M T （瑞士）发布由实验室主任 B a l l i f 指导的 H J T 课题论文 2008 梅耶博格在瑞士 N e u c h a t e l 建立 H J T 技术研发中心 2005 松下启动在匈牙利的 H I T 电池工厂 2009 法国 C E A /I N E S 成立 H J T 的 L a b - F a b 松下（收购三洋）的 H J T 专利保护结束，其失去独家专利保护后迎来新的发展机遇和阶段 2010 工业生产阶段松下的 H J T 电池创造效率为 24 . 7 的世界纪录，硅片尺寸仍保持原有的 5 英寸 2013 松下采用将 H J T 电池与背接触技术结合（ BC - H J T ），创造了效率为 25 . 6 的世界纪录，硅片尺寸仍为 5 英寸 2014 日本 K a n e k a 公司跟随 BC - H J T （异质结背接触电池）的路径创造了两项电池效率世界纪录，最近一次是 26 . 6 2016 2017 多家公司开始关注 H J T 电池并将其投入试生产线。当时晋能公司试生产线规模最大，达 100 MW 商业化阶段 2018 首批企业进入 100 MW 规模量产阶段钧石的 H J T 电池 / 组件生产线超过 6 0 0 MW ； E N E L 在意大利建设了超过 2 0 0 MW 的生产线；梅耶博格收到了某家非中国公司的订单，以建成 600 MW 的 H J T 电池和 S W C T （智能网栅连接技术）组件生产线 2025 T a i y a n gN e w s 预计 2025 年彻底实现商业化 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -11- 证券研究报告 1.3、 HJT 更高效、工艺简化、稳定性更强 HJT 电池具有开路电压高、温度系数低、结构对称、能耗低、双面发电、不存在光致衰减（ LID）和电位诱发衰减（ PID）效应的光照稳定性强等优势，从而使得 HJT 电池具有更强的发电能力。 HJT 电池综合了晶体硅电池和薄膜电池的特点，性能优异，但由于其对于工艺要求严格，前期投资成本高，需要尽可能提高电池转换效率。图 10梅耶博格异质结电池资料来源梅耶博格表 2 HJT 和 PERC 技术对比项目 HJT 异质结 PERC 技术路径通过本征非晶硅薄膜改善掺杂非晶硅与单晶硅异质界面的钝化性，使得电池获得更大的开路电压，提高转换效率利用特殊材料在电池片背面形成钝化层作为背反射器，增加长波光的吸收，同时增大 P-N 极间的电势差，从而提高发电效率转换效率量产效率超过 24 量产效率超过 22.2 低功率衰减无 PID/LID 效应首年功率衰减 1.5 首年功率衰减 2.5 高温性能功率温度系数 -0.25/C 功率温度系数 -0.37/C 双面发电天然双面，可增加 12-20的发电量常规为单面特殊工艺可制双面发电，可增加 8-12的发电量工艺流程低温工艺工艺流程简化， 5 个步骤高温工艺工艺流程较长生产兼容性与传统 BSF 的产线不兼容，核心设备需重新购买。硅片成本与 PERC 相差不大，但是 N 型与传统 BSF 产线兼容能力好，可直接在常规 BSF 电池产线上升级资料来源钧石能源非晶硅膜层可实现出色的钝化性能卓越的弱光感应出色的温度系数 - 0 . 2 5 K 实现高效的双面因子 9 2 无 P I D 或 L I D 效应晶硅膜层可最大程度减少复合损失 n 型晶体硅片可实现最佳光吸收 2020-01-19 电力设备新能源、煤炭敬请参阅最后一页特别声明 -12- 证券研究报告 HJT 电池有以下特点（ 1）效率更高高开路电压、温度特性优异。图 11约为 100cm2 的 HJT 太阳电池的转换效率图 12 HJT 电池有着更好的温度特性资料来源高性能 HIT 太阳电池的特性及其应用前景，中岛武等资料来源高性能 HIT 太阳电池的特性及其应用前景，中岛武等（ 2）工艺简化结构对称带来工艺步骤的减少，低温工艺节约能源，同时为薄型硅片衬底的应用打下基础。图 13 不同电池制造工艺对比资料来源捷造光电（ 3）稳定性强较好的光照稳定性，从而不存在光致衰减问题；正反面都可实现光照发电。 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 H JT 太阳电池研究阶段世界最高效率 2 1 . 8