光伏新技术系列（一）： N型降本路径孕育潜在投资机会-上海证券.pdf-solarbe文库

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证券研究报告行业专题光伏新技术系列（一） N 型降本路径孕育潜在投资机会 [Table_Rating] 增持（维持） [Table_Summary] ◼ 主要观点 N型扩产速度加快，预计 TOPCon22年底产能超过 90GW，异质结 22年产能近 6GW。 22年是 N型量产元年， TOPCon与 HJT产能规划与投产进展超预期。目前 TOPCon规划产能近 230GW，预计 22年底超过 90GW建成 /投产。 HJT规划产能超 170GW，预计 22年量产近 6GW。 TOPCon电池成本高出 PERC约 5分 /W，降本需求迫切。经我们测算， TOPCon电池总成本高出 PERC5分 /W，非硅成本高于 PERC约 3分 /W，异质结与 PERC成本差距更大。由于硅片和银浆成本占比较高，我们认为未来薄片化和降低银浆耗量是降本主要方向。薄片化难点在于需要平衡成本、效率与良率。硅片厚度下降，单 KG硅棒出片数提升，摊薄硅片成本。但是硅片减薄导致电池开路电压（ Voc）和填充因子（ FF）有所提高，同时短路电流（ Isc）下降，转换效率也有可能降低。而钝化可以降低薄片化对短路电流的影响，所以异质结出色的双面对称钝化结构可以支撑更薄的硅片，甚至薄片化同时实现效率提高。另外，薄片化同时需要关注碎片率提高以及硅片隐裂问题，保证组件可靠性。目前 PERC主流硅片厚度在 150μ m左右， TOPCon和异质结均可以应用 130μ m硅片。银浆降本包括接触式金属化工艺 MBB、 SMBB、 0BB。 MBB通过降低细栅的截面积和线长降低银耗。 MBB技术可节省异质结 25-35正面银浆耗量，同时提升转换效率约 0.2。 SMBB技术让焊带和细栅直接汇联，降低主栅宽度，增加栅线数量，减少银浆耗量约 8mg/W。无主栅技术印制细栅而不印制主栅，可以降低 80银浆耗量。非接触式金属化工艺（ 1）激光转印在柔性透光材料上涂覆浆料，采用高功率激光束高速图形化扫描，将浆料从柔性透光材料上转移至电池表面，形成栅线。栅线宽度可达 15-25μ m，减少银浆 30-45。（ 2）铜电镀铜电镀过程类似于半导体中光刻工艺。铜电镀可以取代银浆，同时缩短线宽、增加光照面积，提高转换效率。采用低成本金属浆料银包铜浆料用银覆盖铜，既保留白银的优点又防止铜氧化和复合物产生。因为银包铜在高温环境下活性失效，所以只能用于低温异质结路线，可以降低电池成本约 30。 ◼ 投资建议（ 1）薄片化薄片化趋势驱动金刚线细线化发展。建议关注头部企业，推荐高测股份。（ 2）金属化我们建议关注光伏激光设备龙头帝尔激光；直写光刻技术领军企业芯碁微装；电镀设备龙头东威科技。（ 3）低成本浆料我们建议关注苏州固锝、帝科股份。 ◼ 风险提示光伏行业政策波动风险，行业竞争加剧，技术进步不及预期。 ◼ 数据预测与估值 [Table_RecommendStock] 公司名称股价 EPS PE PB 投资评级 11/25 22E 23E 24E 22E 23E 24E 高测股份 688556 80.60 2.61 3.93 5.70 30.88 20.51 14.14 11.69 买入资料来源 Wind，上海证券研究所 [Table_Industry] 行业电力设备日期 shzqdatemark [Table_Author] 分析师开文明 Tel 021-53686172 E-mail kaiwenmingshzq.com SAC 编号 S0870521090002 分析师丁亚 Tel 021-53686149 E-mail dingyashzq.com SAC 编号 S0870521110002 联系人刘清馨 Tel 021-53686152 E-mail liuqingxinshzq.com SAC 编号 S0870121080027 [Table_QuotePic] 最近一年行业指数与沪深 300 比较 [Table_ReportInfo] 相关报告从空间、格局、壁垒看金刚线投资机会 2022 年 07 月 06 日需求高增，持续关注新技术与优质细分环节 2022 年 06 月 05 日外因扰动需求，创新演绎主线 2022 年 05 月 24 日 -44 -38 -32 -26 -20 -13 -7 -1 5 11/21 02/22 04/22 07/22 09/22 11/22 电力设备沪深 300 2022年11月28日行业专题请务必阅读尾页重要声明 2 目录 1 N 型扩产加速，降本需求迫切 4 1.1 TOPCon 22年底产能超 90GW 4 1.2 HJT 规划产能超 170GW 4 1.3 N型拐点已至，降本需求急迫 5 2 硅片薄片化成本、效率与良率的平衡 8 3 金属化工艺与低成本金属浆料 11 3.1 接触式金属化工艺 MBB、 SMBB、 0BB. 11 3.2 非接触式金属化工艺激光转印 . 14 3.3 非接触金属化工艺铜电镀 14 3.4 低成本金属浆料银包铜 16 4 投资建议 . 16 4.1 高测股份 . 17 4.2 帝尔激光 . 18 4.3 东威科技 . 19 4.4 芯碁微装 . 20 4.5 苏州固锝 . 21 4.6 帝科股份 . 21 5 风险提示 . 22 图图 1 TOPCon 电池成本构成 6 图 2 异质结电池成本构成 . 6 图 3 硅料持续涨价 8 图 4 N 型硅片价格高于 P型 . 8 图 5 P 型硅片厚度 21 年至今下降超 15μm 9 图 6 不同厚度 G12 硅片对电池效率影响（） . 9 图 7 硅衬底厚度对电池性能的影响 9 图 8 主栅技术 . 11 图 9 正面总体银浆用量节省量随细栅宽度的变化 12 图 10 主栅数目增多，总宽度降低 13 图 11 串联电阻和太阳电池功率随主栅数目的变化 13 图 12 无主栅电池片 13 图 13 激光转印填充和转移过程 . 14 图 14 异质结电镀铜工艺流程 . 15 图 15 铜电镀流程图 15 图 16 银包铜浆料 . 16 图 17 高测股份收入及增速（亿元） 17 图 18 高测股份归母净利润及增速（亿元） . 17 图 19 高测股份分业务收入（亿元） 17 图 20 高测股份毛利率与净利率 17 图 21 帝尔激光收入及增速（亿元） 18 图 22 帝尔激光归母净利润及增速（亿元） . 18 行业专题请务必阅读尾页重要声明 3 图 23 帝尔激光分业务收入（亿元） 18 图 24 帝尔激光毛利率与净利率 18 图 25 东威科技收入及增速（亿元） 19 图 26 东威科技归母净利润及增速（亿元） . 19 图 27 东威科技分业务收入（亿元） 19 图 28 东威科技毛利率与净利率 19 图 29 芯碁微装收入及增速（亿元） 20 图 30 芯碁微装归母净利润及增速（亿元） . 20 图 31 芯碁微装分业务收入（亿元） 20 图 32 芯碁微装毛利率与净利率 20 图 33 苏州固锝收入及增速（亿元） 21 图 34 苏州固锝归母净利润及增速（亿元） . 21 图 35 苏州固锝分业务收入（亿元） 21 图 36 苏州固锝毛利率与净利率 21 图 37 帝科股份收入及增速（亿元） 22 图 38 帝科股份归母净利润及增速（亿元） . 22 图 39 帝科股份分业务收入（亿元） 22 图 40 帝科股份毛利率与净利率 22 表表 1 TOPCon 产能统计 . 4 表 2 异质结产能统计 . 5 表 3 银浆分类 6 表 4 电池成本对比（硅片价格参考中环 2022.07.21 数据） 7 表 5 TOPCon 银浆耗量敏感性分析（ 182 硅片价格参考中环 2022.07.21 数据） 7 表 6 异质结银浆单价、耗量敏感性分析元 /W（硅片价格参考中环 2022.07.21 数据） 8 表 7 金刚线基线钢丝力学性能指标 . 10 表 8 HJT 电池采用不同主栅技术时的成本情况（ 2020 年） 12 行业专题请务必阅读尾页重要声明 4 1 N 型扩产加速，降本需求迫切 1.1 TOPCon 22 年底产能超 90GW TOPCon 规划产能近 230GW， 22 年底超 90GW 建成 /投产。 TOPCon是最先落地、规划最多、在建和投产产能最多的 N型电池路线。晶科能源、中来股份、钧达股份、天合光能等行业龙头均在 TOPCon路线有布局，其中晶科能源目前 16GW满产，钧达一期 8GW预计 22年下半年量产，中来泰州 3.6GW满产山西 4GW爬坡过程中。预计 22年底已投产建成 TOPCon产能将超过 90GW。按照已有规划， 23年至少新增投产 40GW产能。表 1 TOPCon 产能统计公司地点规划产能产能进展 /规划晶科能源浙江海宁 8GW 满产尖山 11GW 尖山二期 11GW开工安徽合肥 88GW 一期 8GW满产，二期 8GW在建钧达股份安徽滁州 18GW 一期 8GW预计 22年下半年量产，二期 10GW在建中来股份泰州 3.6GW 2.1GWTOPCon1.01.5GWTOPCon2.0满产山西 16GW 一期 4GW投产，剩余 12GW规划建设中天合光能江苏宿迁 8GW TOPCon电池项目在建，预计 2022下半年逐步投产通威股份四川眉山 1GW8.5GW 1GW中试线投产， 8.5GW预计 22年底建成投产沐邦高科鄂城区 10GW 10GW TOPCON光伏电池生产基地项目（拟投建）梧州市 10GW 拟与梧州市人民政府共同建设 10GW TOPCON光伏电池生产基地晶澳科技曲靖、扬州 27.3GW 1.3GW预计近期投产，剩余 6GW于年底落地，曲靖和扬州各10GW于 2023上半年投产一道新能浙江衢州 20GW 现有 6GW产能，预计 22年底达到 20GW 协鑫集成乐山 10GW 拟建设 10GW高效 TOPCon光伏电池生产基地一期 5GW项目大恒能源巢湖 3GW 3GW TOPCon电池太一光伏徐州 5GW 5GW TOPCon光伏电池项目在建润阳光伏江苏 2022年下半年建成 10GWTOPCon电池生产线尚德无锡 2GW 2GW产能已投产苏州潞能张家港 1GW 1GW N型 Topcon光伏电池在建， 2022年底前建成投产正泰新能源浙江海宁 4GW 海宁工厂三期 4GW电池设备 6月底投产嘉悦金寨 5GW 5GW210尺寸兼容 182尺寸的 TOPCon电池同翎新能源高邮 5GW 5GW单晶 N型 TOPCON高效电池项目赛拉弗公司安徽蚌埠 5GW 年产 5GW Topcon电池片、 5GW光伏组件项目签约泰安道得双碳产业基金山东 10GW 首期建设 5GW TOPCon电池生产线，二期建设 5GW TOPCon电池生产线皇氏集团安徽阜阳 20GW 拟与合作方共同建设 20GW Topcon高效太阳能电池项目（ 2023年 6月 1日前完成一期 10GW建设并实际投产；拟至 2024年 6月 1 日前完成二期 10 GW）资料来源北极星太阳能光伏网等，上海证券研究所 1.2 HJT 规划产能超 170GW 异质结规划产能超 170GW， 22 年量产产能近 6GW。国内异质结电池产能规划较多，但是目前只有华晟、爱康及金刚玻璃有量产产能落地， 22年华晟已投产 2.7GW、爱康科技预计 22年底产能实现 2GW、金刚玻璃 1.2GW于今年 2月即进入量产准备阶段，合计 22年异质结落地 5.9GW。华晟作为异质结电池佼佼者，已经率先实现 2.7GW电池与组件产能，三期 4.8GW产能预计于行业专题请务必阅读尾页重要声明 5 23年投产，预计 23年底将实现 7.5GW异质结产能，目前分别在无锡与大理各规划 5GW异质结电池与组件产能。爱康科技、宝馨科技以及金刚玻璃分别规划 24GW、 18GW、 6GW异质结产能。表 2 异质结产能统计公司地点规划产能产能进展 /规划华晟新能源宣城 2.74.8GW 已投产 2.7GW，三期 4.8GW将在 2023年 Q1-Q3分两期完成调试投产无锡 5GW 5GW异质结电池及组件项目大理 5GW 5GW双面微晶高效异质结电池与组件项目。项目首期规划建设 2.5GW高效电池与组件产能爱康科技湖州 10GW 预计 22年底产能达 2GW，规划 10GW 温州瑞安 8GW 一二期各 4GW异质结电池与组件赣州 6GW 6GW高效异质结太阳能电池及高效组件项目宝馨科技安徽怀远 18GW 计划分三期建设 18GW高效异质结电池和 8GW光伏组件生产线，其中一期 2GW电池及组件计划 23年 5月投产金刚玻璃吴江 1.2GW 22年 2月进入量产准备阶段酒泉 4.8GW 计划扩产高效异质结电池片及组件项目通威股份 1.4GW 隆基绿能陕西 1.2GW 拟投资 1.2GW异质结光伏电池中试项目明阳智能江苏盐城 5GW 设备采购已经完成浙江润海舟山 12GW W高效异质结太阳能电池及组件制造项目已启动水发能源山东东营 5GW 5GW异质结光伏电池片及配套项目赛维能源新余 600MW 海源复材全资孙公司新余赛维能源投资建设 600MW HJT高效异质结电池太一光伏徐州空港 5GW 二期建设 5GW高效异质结（ HJT）光伏电池腾晖光伏阜平 5GW 拟 5年内在阜平投建 5GW异质结电池、 5GW光伏组件制造项目海泰新能江苏盐城 5GW 计划分两期建设 5GW异质结电池及 5GW组件项目东方日升常州金坛区 500MW 22年 5月首片下线宁波 15GW 年产 15GW异质结电池与组件，分两期实施华耀光电常州金坛 10GW 10GW异质结电池项目在建中弘晶能浙江台州 9GW 9GW异质结（ HJT）电池智能制造项目签约国晟新能源张家口 2GW 2GW光伏异质结组件生产线开工徐州 5GW 5GW异质结光伏电池在建金阳新能源乐山 10GW 10GW异质结太阳电池项目，预计 2023年 1月试投产福建南安 20GW 签订战略投资合作协议，展开 20GW二代异质结规模化量产项目资料来源北极星太阳能光伏网等，上海证券研究所 1.3 N 型拐点已至，降本需求急迫硅片成本占比 62，银浆占比 16。薄片化和降低银耗是 N 型电池降本主要路径。电池成本包括硅成本和非硅成本。降低硅成本方面，主要通过硅片薄片化实现。非硅成本中银浆占比较高， TOPCon银浆成本占比达 16。根据中国光伏协会数据， 2021年， p型电池正银消耗量约 71.7mg/片，背银消耗量约 24.7mg/片， TOPCon电池正面银铝浆 95银消耗 75.1mg/片，头部企业背银消耗量约为 70mg/片；异质结电池双面低温银浆消耗量约 190mg/片。 N型电池银浆成本远高于 P型，银浆降本将成为降本主要手段。行业专题请务必阅读尾页重要声明 6 图 1 TOPCon 电池成本构成图 2 异质结电池成本构成资料来源阳光工匠光伏网，上海证券研究所资料来源智研咨询，上海证券研究所银浆按照应用位置分为正面银浆和背面银浆，按照烧结温度分为低温银浆和高温银浆，异质结用低温银浆价格较高。 TOPCon使用高温银浆，异质结采用低温银浆。低温银浆如果实现国产化，成本有望从 7000元 /kg降到 5000元 /kg，降幅达 28.57，其中近一半为国际运输成本。表 3 银浆分类分类标准产品种类特性适用光伏电池位置正面银浆汇集、导出光生载流子 P 型电池受光面及 N 型电池双面背面银浆主要起到粘连作用，对导电性能的要求相对较低 P 型电池背光面烧结温度高温银浆烧结温度在 500 度以上 BSF、 PERC 电池、 PERT 电池等低温银浆烧结温度在 250 度以下异质结资料来源 OFWeek 等，上海证券研究所银浆国产化率提高速度加快，低温银浆依旧依赖进口。按国内银浆产量占全球光伏银浆需求量计算， 2021 年国产银浆占比 55％。低温银浆领域， 2021年以前全球主要供应商是日本 ELEX 公司，占据低温银浆市场份额 90％以上银粉主要依赖进口是银浆成本高的主要原因。银粉主要厂商有日本 DOWA公司、美国 AMES公司等，其中 DOWA全球光伏银粉市占率超过 50。国内光伏银粉的厂商包括苏州思美特、山东建邦、宁波晶鑫电子材料等。 2021年，中国全年进口银粉 3240 吨，其中日本、美国、韩国分别占比 91.48、 6.81％、 0.86％，超过 50的进口量用于生产光伏银浆。 TOPCon 成本高于 PERC 约 5 分 /W， HJT 高于 PERC 约 0.13 元 /W。经测算，我们预计目前 TOPCon总成本高于 PERC 约 5分 /W，非硅成本高于 PERC约 3分 /W，成本差距主要由高银浆耗量造成。 HJT总成本高于 PERC约 0.13元 /W，由于异质结薄片化程度较高，单 w硅成本略低于 PERC，但是由于低温银浆 6216 43 6 9 硅片银浆折旧人工水电辅材和其他 49 32 7 4 硅片 BOM 动力人力设备制造行业专题请务必阅读尾页重要声明 7 价格较高、银浆耗量较高、应用靶材、设备投资成本高等因素，非硅成本高于 PERC约 0.16元 /W。假设 N型硅片成本和银浆单价不变，仅考虑银浆耗量变化，我们预计银浆耗量每降低 10mg，对应减少电池片成本约 0.005元 /W。表 5 TOPCon 银浆耗量敏感性分析（ 182 硅片价格参考中环 2022.07.21 数据）银浆耗量电池片成本 145mg 1.1857 140mg 1.1811 130mg 1.1764 120mg 1.1718 110mg 1.1671 100mg 1.1625 90mg 1.1578 80mg 1.1532 资料来源上海证券研究所假设异质结用低温银浆单价从 7000元 /kg下降到 5000元 /kg，银浆耗量从 180mg下降至 90mg，对应异质结成本将降低 0.15元 /W。表 4 电池成本对比（硅片价格参考中环 2022.07.21 数据） PERC TOPCon HJT 效率 23.20 24.50 25.05 功率 182 7.66 8.09 8.27 良率 98.00 97.00 97.00 硅片元 /pc 7.47 8.07 7.81 硅片元 /w 0.98 1.00 0.94 银浆成本元 /w 0.05 0.07 0.13 折旧元 /w 0.02 0.02 0.04 靶材成本元 /w 0.00 0.00 0.05 电池片电费元 /w 0.02 0.02 0.02 电池片人工元 /w 0.01 0.01 0.01 电池片其他元 /w 0.06 0.07 0.07 非硅成本元 /w 0.16 0.19 0.32 合计元 /w 1.13 1.19 1.26 高出 perc 元 /w 0.05 0.13 资料来源 solarzoom 等，上海证券研究所行业专题请务必阅读尾页重要声明 8 2 硅片薄片化成本、效率与良率的平衡硅料价格高企 N 型硅片成本高于 P 型，驱动薄片化加速进展。硅料供需错配导致价格持续攀升至 300元 /kg，硅料价格高于 200元 /kg已经超过一年。硅料持续涨价，硅片成本水涨船高。同时 22年电池进入 N型元年，由于 N型硅片对硅料质量及生产过程杂质含量等要求较高，成本高于 P型。硅片端降本最直接的措施是硅片减薄。从 21年至今，硅片厚度下降已经超过 15μ m。硅片厚度下降，单 KG 硅棒出片数提升，直接摊薄硅片成本。根据 CPIA， 2021 年 P 型 158.75mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为 70 片、 P 型 166mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为 64 片。图 3 硅料持续涨价图 4 N 型硅片价格高于 P 型资料来源硅业分会，上海证券研究所资料来源中环股份，上海证券研究所 50 100 150 200 250 300 2021-01 2021-07 2022-01 2022-07 单晶复投料单晶致密料单晶菜花料表 6 异质结银浆单价、耗量敏感性分析元 /W（硅片价格参考中环 2022.07.21 数据）银浆耗量 mg 银浆单价元 /kg 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 9000 1.35 1.33 1.32 1.31 1.30 1.29 1.28 1.27 1.26 1.25 8500 1.33 1.32 1.31 1.30 1.29 1.28 1.27 1.26 1.25 1.24 8000 1.32 1.31 1.30 1.29 1.28 1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 7500 1.31 1.30 1.29 1.28 1.28 1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 7000 1.30 1.29 1.28 1.28 1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 1.22 6500 1.29 1.28 1.27 1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 1.23 1.22 6000 1.28 1.27 1.26 1.26 1.25 1.24 1.23 1.23 1.22 1.21 5500 1.27 1.26 1.25 1.25 1.24 1.23 1.23 1.22 1.21 1.21 5000 1.26 1.25 1.24 1.24 1.23 1.23 1.22 1.21 1.21 1.20 资料来源 solarzoom 等，上海证券研究所行业专题请务必阅读尾页重要声明 9 图 5 P 型硅片厚度 21 年至今下降超 15μ m 资料来源 PV Infolink，上海证券研究所硅片减薄需平衡开路电压 Voc、短路电流 Jsc以及填充因子 FF。晶硅电池转换效率取决于开路电压 Voc、短路电流密度 Jsc和填充因子 FF三者的乘积。硅片减薄，电池开路电压（ Voc）和填充因子（ FF）有所提高，但是短路电流下降，转换效率也有可能降低。根据中环相关测算，应用 160μ m硅片电池效率比 175μ m的低 0.02。图 6 不同厚度 G12 硅片对电池效率影响（）图 7 硅衬底厚度对电池性能的影响资料来源硅片博弈 _田甜，上海证券研究所资料来源 TOPCon 型 N-PERT 双面太阳电池工艺技术的研究 _吕欣，上海证券研究所异质结比 TOPCon 更容易实现薄片化，钝化弥补薄片化带来的效率降低。异质结更易薄片化主要原因包括（ 1）异质结采用低温沉积工艺，硅片弯曲变形小，硅片厚度理论可最低实现 80μ m 厚度。（ 2）异质结双面钝化弥补减薄带来的电流损失。硅片减薄导致电流损失、降低效率，但是异质结双面钝化结构可以实现更高的开路电压从而弥补短路电流损失的影响。而 PERC和 TOPCon并不是对称结构，仅在一面提供更好的钝化接触。爱康科技 120μ m异质结电池相比 150μ m厚度电池片，效率实现高 188 188 187 180 180 180 180 180 175 170 160 155 150 150 130 140 150 160 170 180 190 200 2018 2019 2020 2021 2022F 2023F 2024F 2025F 多晶单晶 22.75 22.75 22.75 22.75 22.73 22.67 22.5922.71 22.67 22.63 22.59 22.52 22.44 22.20 22.30 22.40 22.50 22.60 22.70 22.80 T180 T175 T170 T165 T160 T155 T150 A类电池厂 B类电池厂行业专题请务必阅读尾页重要声明 10 0.2以上。（ 3）工艺步骤少 TOPCon有 9-12步工艺，异质结仅有 4步。目前 PERC 主流硅片厚度保持在 150μ m 左右， TOPCon 与异质结均应用 130μ m 厚度硅片。异质结硅片量产厚度已经切换至 130微米，爱康预计 22年下半年导入 120μ m厚度硅片，预计到 2026年的异质结硅片目标可降至 90μ m。华晟新能源已经完成 120μ m电池的小批量产，正在开发中的大尺寸 98μ m硅片测试数据 A品率也稳定在 90以上。钧达股份 TOPCon目前电池片厚度在 130μ m左右。硅片减薄有极限，不可低于少子扩散长度。对于硅材料，太阳光中的短波长光的吸收系数比长波长的大，当一束太阳光照射到晶体硅上时短波长的光被表面的硅材料立即吸收，而长波长的光要在内部传播一段距离才能够被吸收，所以硅片需要有一定厚度防止长光波还没来得及被吸收就消失。当硅片厚度减薄到小于少数载流子扩散长度时，硅片表面会发生少子复合，所以硅片薄片化有极限，不可低于少子扩散长度。金刚线是实现薄片化的核心耗材，钨丝有望成为母线替代基材。目前金刚线主流产品为 36μ m、 38μ m线， 34μ m线正在推广阶段。钢丝线径越细，其破断拉力越小，制成的金刚线在切割过程中所能承受的张力越小。现有高碳钢丝直径降到 35μ m以下将可能难以支撑切割所需的张力，进一步细线化难度较大。钨丝因为高破断力、高耐腐蚀能力等优异性能有望未来成为母线替代基材。表 7 金刚线基线钢丝力学性能指标公称直径 /μm 破段拉力 /N 抗拉强度（名义） /Mpa 40 5.9 4700 45 7.3 4600 50 9 4550 55 10.5 4400 60 12.5 4400 65 14.5 4300 70 16.5 4250 80 19.5 3850 110 33.5 3500 120 39.5 3450 130 44.5 3350 资料来源金刚线基线用钢丝标准化研究王宝玉、闵学钢等，上海证券研究所薄片化带来碎片率提高及隐裂问题。硅片减薄，在生产和传送过程中易出现碎片和隐裂。硅片减薄的同时还需要保证组件的可靠性，减少机械载荷、层压引起的破片以及隐裂的风险。行业专题请务必阅读尾页重要声明 11 3 金属化工艺与低成本金属浆料少银、超细、致密、和大高宽比是晶硅电池栅线主要发展方向。电池栅线会遮挡部分光进入，所以栅线越细电池转换效率越高。但是栅线细则电阻损失大、填充因子降低，所以栅线发展的核心是平衡遮光与导电的关系。银浆降本路径主要包括两个方向一、金属化工艺在不影响电池转换效率的前提下，减少栅线面积，降低银浆耗量。目前主要包括多主栅技术（ MBB）、 SMBB、 0BB、激光转印和电镀铜。二、采用低成本金属浆料，减少银的使用。采用价格较低的金属部分或者完全替代银，措施主要包括银包铜。 3.1 接触式金属化工艺 MBB、 SMBB、 0BB 金属电极主要包括主栅和细栅，增加主栅数目、减少细栅宽度可以有效降低银浆耗量。主栅用于汇流、串联，细栅用于收集光生载流子。主栅数量增加，通过每根主栅线电流减小，电阻损耗减小；同时，主栅数量增加，载流子通过细栅传输距离缩短，细栅承载电流减小，欧姆损失显著降低。在增加主栅数目的同时减小主栅和细栅宽度，可以尽量在不牺牲电池转换效率、增加组件可靠性的同时，降低银浆用量。图 8 主栅技术资料来源 2020 年中国光伏技术发展报告上海证券研究所 2021 年市场主流的主栅数量是 9BB 及以上，细栅宽度控制在平均 32.5μ m 左右。预计到 2030 年底，细栅宽度或将下降至 21.8μ m 左右。行业专题请务必阅读尾页重要声明 12 多主栅技术通过降低细栅的截面积和线长来降低银耗。多主栅大幅缩小了单根细栅对应的收集电流面积，节约截面积，从 9 栅变成 12栅，可节约截面积 43。根据电阻公式 Rρ L/S，由于多主栅截面积 S变小，在保持电阻 R不变的情况下， L变小，因此多主栅可以降低线长。例如将 9栅增加至 12栅，单根栅线长减少约 25。图 9 正面总体银浆用量节省量随细栅宽度的变化资料来源 MBB 太阳电池栅线的设计优化陈喜平，黄纬等，上海证券研究所 MBB技术可以节省异质结 25-35正面银浆耗量，同时提升转换效率约 0.2。根据赛迪智库数据，采用 5BB技术的单片异质结银耗约 300mg，银浆成本约 1.9-2.1元 /片，采用 MBB技术的银浆成本约 1.1-1.2 元 /片。目前华晟 M6-12BB 电池片单片银耗已低于 150mg，计划 22年 Q3 M6-12BB银耗降低至 120mg/片。表 8 HJT 电池采用不同主栅技术时的成本情况（ 2020 年） 4BB 5BB MBB 0BB 电池浆料 /mg·片 -1 350 300 200 120 单片成本 /元 ·片 -1 2.1 1.8 1.3 0.7 光电转换效率 / 22.8 23.2 23.8 24 M2 硅片功率 /W 2.57 5.668 5.815 5.864 单瓦成本 /元 ·W -1 0.359 0.318 0.224 0.123 浆料成本占比 / 21.7 19.2 14.7 7 浆料占组件成本比例 / 14.6 12.9 9.9 5 资料来源 2020 年中国光伏技术发展报告，上海证券研究所在降低银浆耗量的同时，因主栅数目增多，主栅总宽度降低，光遮挡减少，光利用得以增加。同时增加主栅数目，串联电阻减少，电池转换效率提升。行业专题请务必阅读尾页重要声明 13 图 10 主栅数目增多，总宽度降低图 11 串联电阻和太阳电池功率随主栅数目的变化资料来源 MBB 太阳电池栅线的设计优化陈喜平、黄纬等，上海证券研究所资料来源 MBB 太阳电池栅线的设计优化陈喜平、黄纬等，上海证券研究所 SMBBSuperMBB技术可以减少银浆耗量约 8mg/W。迈为联合华晟发布超级主栅 SMBB技术，其通过降低 pad 点面积，让焊带和细栅直接汇联，降低主栅宽度，增加栅线数量，从而降低银耗。根据迈为股份数据， SMBB技术可以减少银浆耗量 8mg/W 无主栅（ SWCT、 0BB）可以降低 80的银浆用量。无主栅技术印制细栅而不印制主栅，保留传统的正面丝网印刷，在电池上制作底层的细栅线，而后将多条垂直于细栅的栅线覆盖在其上，形成交叉的导电网格结构。第二层栅线仍可称为主栅，主栅的材料目前多为金属线，相当于采用多根金属丝 ≥ 10 根代替常规焊带，让更多更细的焊带直接连接电池细栅，汇集电流的同时实现电池互连，取消了常规组件工艺中电池焊带串焊的环节，在电池层面取消了传统的主栅。无主栅技术消除了主栅并优化细栅的宽度和间距，可以降低 80的银浆用量。图 12 无主栅电池片资料来源硅基异质结太阳电池新进展李正平、杨黎飞等，上海证券研究所行业专题请务必阅读尾页重要声明 14 3.2 非接触式金属化工艺激光转印激光图形转印技术（ PTP）是一种非接触式印刷技术，在特定柔性透光材料上涂覆所需浆料，采用高功率激光束高速图形化扫描，将浆料从柔性透光材料上转移至电池表面，形成栅线。激光转印对浆料类型（银浆、银包铜）没有选择性，同时不局限于电池结构，在 PERC、 TOPCon和 HJT电池中均可以得到应用。图 13 激光转印填充和转移过程资料来源光伏产业通，上海证券研究所激光转印可以突破传统丝网印刷的限制。目前金属电极制备主流工艺为丝网印刷，工艺简单且精度容易控制。但是丝印过程中丝网与基底（硅片）接触，容易造成硅片的破损、栅线宽度难以降低导致遮光面积大及银浆耗量高、易断栅等现象均是丝网印刷工艺的局限。而激光转印可以实现 25μ m以下线宽，实现更优高宽比。激光转印的优势主要包括（ 1）栅线更细，可达 15-25μ m，减少银浆 30-45。（ 2）降低产品破片、划伤等。激光转印模板距离产品保持 120-160μ m的高度不直接接触产品，降低产品破片、划伤、污染、隐裂等，可应用于硅片薄片化；（ 3）精度高。转印精度≤ 10μ m。（ 4）稳定性好。玻璃载板可平面度高，透光率高，可重复利用，实用性强。（ 5）耗材少。无需定制的钢网模板，少耗材。 3.3 非接触金属化工艺铜电镀电镀技术利用电化学方法在导电固体表面沉积一层薄金属、合金及复合材料。电镀溶液在通电后金属阳离子受电位差作用移动到电池表面，沉积形成金属镀层，即电极。铜电镀过程类似于半导体中光刻工艺。（ 1）图形化硅片经制绒清洗、非晶硅沉积、 TCO薄膜沉积后，在 TCO薄膜表面沉积行业专题请务必阅读尾页重要声明 15 一层绝缘减反射膜；绝缘减反射膜为掩膜层，利用激光烧灼掉所设计电极图形处的绝缘减反射膜，清洗后露出下方的 TCO薄膜，即电镀铜附着位置；（ 2）金属化通过电镀在目标图形处制备铜电极；之后去掉掩膜及种子层，电池正反面均需重复此项操作。这个过程类似于半导体中光刻工艺的涂胶、曝光、显影、刻蚀 /离子注入、去胶过程。图 14 异质结电镀铜工艺流程图 15 铜电镀流程图资料来源 2020 年中国光伏技术发展报告，上海证券研究所资料来源 Copper-Plating Metallization With Alternative Seed Layers for c-Si Solar Cells Embedding Carrier-Selective Passivating Contacts Gia