• 亚商投顾-技术新风口,BC电池蓝海市场将再度启航(附股)!

    2023-12-29 18:00:00

    导读/核心观点

    ①隆基绿能:自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池效率取得重大突破;
    ②国家能源局:全国风光总装机突破10亿千瓦。

     

    事件驱动:

     

    ①国家能源局:全国风光总装机突破10亿千瓦。2023年我国能源绿色低碳转型步伐加快,其中,全国风光总装机突破10亿千瓦,在电力新增装机中的主体地位更加巩固。2023年,我国大型风电光伏基地建设进展顺利,截至11月底第一批已建成并网4516万千瓦,第二批、第三批已核准超过5000万千瓦,正在陆续开工建设。

     

    ②隆基绿能:自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池效率取得重大突破。12月19日,隆基绿能官微发布消息,隆基绿能自主研发的背接触晶硅异质结太阳电池(Heterojunction Back Contact, HBC), 利用全激光图形化可量产制程工艺获得27.09%的电池转换效率,创造单结晶硅太阳能电池效率的新世界纪录,这是继2022年11月隆基绿能创造26.81%的硅太阳能电池效率世界纪录后的又一次突破。

     

    ③中国光伏行业协会知识产权专业委员会成立。据工信部网站,为贯彻落实工业和信息化部第四次制造业企业座谈会精神,进一步强化光伏行业规范管理,提升产业创新活力,加强知识产权保护水平和转化运用能力,按照有关工作部署,工业和信息化部电子信息司指导行业协会积极提升行业服务水平,积极筹备成立光伏领域知识产权公共服务组织。

     

    行业透视

     

    当前光伏PERC电池已呈现效率和成本优化疲态,新电池技术道路的选择与部署已箭在弦上。BC电池将其发射极、表面场和金属电极都做在背面,并交叉指式分布,电池正表面无任何栅线遮挡,最大限度地利用入射光,减少光学损失,带来更多有效发电面积,拥有高转换效率,且外观上更加美观。当前BC电池受到行业龙头认可度高,产业趋势有望加速。(文末附产业链及相关上市公司梳理)

     

    BC电池概念A股趋势图如下:

     

     

    一、BC电池行业概述

    1.定义及分类

     

    1)什么是BC电池?

     

    BC电池技术,英文BackContact,即背接触电池。BC电池技术将PN结和金属接触挪到电池背面,使得正面没有电极遮挡,电池吸收太阳光照射的面积更大,从而提高了转换效率,能发出更多的电量。

     

    BC电池不是指具体某一种电池,而是通用的平台型技术,它可以和PREC、TOPCon、HJT相结合,提高光伏电池效率。如TOPCon+BC=TBC电池,HJT+BC=HBC。这个概念早在1975年就被提出,后经过不断演化、改进,现已成为行业公认的高效光伏电池技术路线之。

     

     

    2.主要分类

     

    1)IBC(交叉背接触)这是一种纯粹的单面电池技术,可与P型、N型和钙钛矿等多种技术叠加。

    例如,与N型HJT技术叠加被称为“HBC”电池,而与P型TOPCon技术叠加则被称为“HPBC”电池。

     

    2)HBC(异质结背接触)这是一种利用P型、N型单晶硅材料和非晶硅材料制作成薄层薄膜结构的技术。由于采用了晶体和非晶体两种不同的材料,HBC电池具有高效率、高稳定性和低成本等特点。

     

    3)PBC(光伏背接触)这是一种将电池的正负电极制作在背面,并通过导电薄膜连接起来的技术。由于正面没有栅线遮挡,PBC电池能够充分利用入射光,提高光电转换效率。

     

    4)HPBC(高效光伏背接触)这是一种将PBC技术与TOPCon技术相结合的技术。通过在正面增加一层薄膜,HPBC电池提高了光电转换效率。

     

    二、BC 电池通过改变结构提升效率,有望成为下一代主流技术

     

    与 TOPCon、HJT 等其他晶硅电池的钝化思路不同,BC 电池主要通过结构的改变来提高转换效率。从转换效率的角度来说,由于BC结构正面无栅线遮挡,受光面积增大,入射光利用率得到提高,因此在被提出至今近50年的时间里,在转换效率上始终保持绝对优势。

     

    而且要知道的是,PERC、TOPCon、HJT都是从改善钝化工艺减少电学损失角度出发提高电池极限转换效率,是竞争性的替代关系,而BC电池则是通过增加光照面积减少光学损失角度出发提高电池极限转换效率,和其他电池之间不存在替代关系。

     

    并且,BC电池的正面无栅线是减少光照遮蔽作用的“终极手段”,不仅难以被更优的工艺代替,还能与其他电池之间可以互相结合生成新的XBC电池,也即X电池+BC电池=XBC电池,这对于X电池而言,类比苹果手机中的基础版本增加广角摄像头后形成更高级的PRO版本,BC电池可以和PERC结合生成P-IBC电池,和TOPCon电池结合生成TBC电池,和HJT电池结合生成HBC电池。

     

    2015年由日本Kaneka公司最先在152cm2的大尺寸N型单晶硅上得到转换效率高达25.1%的HBC电池,成为当时效率最高的BC结构电池;此后Kaneka深耕微晶硅钝化技术叠加背接触结构,短短2年时间将效率提高至26.7%。

     

    TOPCon/HJT/xBC25%以上实验室效率统计来源:CPIA

     

    根据TaiyangNews统计的每月组件效率榜单,xBC组件产品在2023年1-10月均可以稳居前两名。从排名变化趋势看,2023年1月份组件效率前五名中xBC结构组件占据2个席位,到2023年10月,BC结构组件产品基本包揽前五名,效率优势极其明显。

     

     

    此外从观赏性的角度来说,BC结构组件正面无栅线遮挡,外观上可以兼顾高颜值,更加符合多元化建筑场景的应用,因此深受分布式市场的喜爱。

     

     

    未来随着BC电池工艺流程的缩短以及关键制造技术的突破,量产化进程将加速,其与其他电池技术结合的XBC电池效率优势明显,且具备明显的外观优势,因此未来BC电池或成为下一代主流光伏电池路线之一。

     

    三、BC投资带来设备材料增量

     

    1)激光设备:主要应用于制备PN结交叉指结构的精密激光开槽,包括背面掩膜开槽和局部金属接触开孔。在精密激光把控下,金属接触区的比例越小,复合越少,且N 和P 的接触孔区需要与各自的扩散区精密对准避免漏电。与此同时,丝网印刷的对准精度和印刷重复性,因此对电池背面图案和栅线的设计要求非常高。通过激光技术,对功率的把控和波长的选择与转换,促进实现背面钝化膜层的精准消融,实现更小的金属接触开孔和PN区精准分离。

     

     

    2)绝缘胶:IBC电池背面指交叉状的p 区和n 区相对容易漏电,因此对绝缘防护的要求较高。目前行业采用绝缘胶运用于p  /n 区,实现电池组件中的绝缘保护。

     

    3)焊带:IBC电池串联时与常规太阳电池H型焊接不同,需使用单面焊接技术,带来焊带要求改变。IBC焊带沿直线方向铺设于每个IBC电池片的背部且与其电极焊接:其中,焊带包括沿其长度方向间隔交替分布的导电段和绝缘段;同一条焊带的导电段同时焊接在相邻两个IBC电池片中一个电池片的正极区域,以及相邻两个IBC电池片中另一个电池片的负极区域;在相邻两个IBC电池片所形成的接缝处,沿接缝的延伸方向,不同条焊带的导电段和绝缘段间隔交替分布。

     

    4)胶膜:背面阻水耐腐蚀要求更高,EVA、POE、EPE均可用。IBC组件正负极均在背面进行焊接,阻水抗腐蚀要求更高。Maxeon 的IBC组件采用纯POE胶膜方案;爱旭ABC组件采用EVA+POE方案,测试下一代用新研发材料代替。

     

    三、BC电池产业链全景分析

     

    BC电池产业链包含电池组件、光伏绝缘、复合材料光伏边框、掩膜材料、自动化设备、激光设备等环节。电池组件公司主要包括隆基绿能、爱旭股份、永和智控、明冠新材、晶科能源、横店东磁等;光伏绝缘公司主要包括广信材料;复合材料光伏边框公司主要包括博菲电气;掩膜材料公司主要包括时创能源;自动化设备公司主要包括微导纳米、罗博特科;激光设备公司主要包括英诺激光、帝尔激光、杰普特、德龙激光、海目星。

     

    五、行业催化迎高增

     

    1.分布式市场发展蓬勃、空间广阔,全球新增装机屋顶占比近50%。

     

    根据IEA,全球屋顶光伏年新增装机占比从2018年的不足35%快速提升至2022年的48%,2022年屋顶光伏新增装机115GW,同比增长54%,高于行业装机增速。

     

     

    国内分布式光伏增长势头同样强劲,2023Q2国内新增分布式新增装机占比达到51%。长期来看无论是国内或是全球市场,分布式市场发展将会与集中式并驾齐驱,市场空间广阔。

     

     

    BC组件契合了分布式光伏的差异化特点,高端小众走向广阔市场。BC组件极高组件效率与正面无栅线的外形优势,使其当前在小众的海外高端分布市场获得高额溢价。

     

    随着分布式装机蓬勃发展与国内龙头厂商下场投产,BC未来有望由海外高端市场向国内外各类分布式市场延申。在依靠其高功率优势持续保持溢价同时拓宽市场。

     

    未来,随着双面率的提升,BC组件也有望向地面地面电站拓展,持续打开装机空间。

     

     

    2.光伏装机维持高增。

     

    国内2023年前10月光伏装机142.56GW,同比增长144.78%,超22年全年光伏装机。根据赶碳号科技公众号,2023年1-10月,中国新增光伏装机142.56GW,同比增长144.78%;从每月装机情况看,23 年每月光伏装机都在10GW以上,若23年最后2个月维持在10月份水平,或者前10月平均水平,则23年我国光伏新增装机规模预计将达到170-172GW。和历年光伏新增装机比,23年装机量将为历史最高。

     

     

    六、投资展望

     

    首创证券认为,光伏方面产业链价格仍继续探底,各环节NP产品价差拉大,PERC产能正在出清,光伏行业在加速筑底。需求端,光伏协会再次上调新增装机预期,我们对光伏行业需求持乐观态度。展望未来,发展清洁能源这一长期目标坚定不变,各国正在行动。供给端,金融政策在阶段性收紧,部分光伏企业上市/募资受到影响,供给过剩情况在持续好转。

     

    国泰君安认为,光伏产业发展的核心驱动力是度电成本不断下降,降本增效是产业的恒久追求,新一代电池技术有望快速崛起。当前BC电池受到行业龙头认可度高,产业趋势有望加速,建议投资者把握光伏电池新技术投资机会。此外,伴随IBC电池量产提速,相关激光设备,辅材如绝缘胶、焊带、胶膜等均有望受益。相关企业梳理如下:

     

     

    风险提示:BC 电池产业化不及预期、全球光伏装机不及预期等

     

    参考资料:20231110--浙商证券—IBC 电池行业深度报告

                  20231122--国泰君安—BC电池异军突起,先发龙头享受技术红利

     

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