爱旭股份业务布局、优势及市场空间如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/08 09:01

公司前瞻布局,持续引领新技术发展.

1.大尺寸+薄片化龙头企业

公司积极推进光伏电池片大尺寸与薄片化发展,位于行业领先地位。(1)大尺寸方 面:公司先后实现在全球首次量产 166、210mm 尺寸电池,引领行业大尺寸化趋势, 同时推动原有老旧产能改造,截至 2022 年上半年公司大尺寸电池产能占比高达 95%。 (2)薄片化方面:公司持续通过技改推动电池薄片化,主流电池产品的厚度已经从年初的 160μm 减薄为 150μm,并且还在持续提升;最新推出的 ABC 电池厚度能 达到 130μm,未来仍将逐步薄化至 100μm。公司大尺寸电池销量占比超 80%,单瓦盈利能力底部反转。公司响应市场推进大尺 寸产能升级改造,并可根据实际需求在 182mm 和 210mm 尺寸之间灵活切换,大尺 寸电池片销量占比持续提升。受益于 2022 年大尺寸电池出现供需偏紧的情况,公司 开工率与单瓦盈利于 2022 年 H1 实现底部反转,稳步回升。

大尺寸在通量价值、饺皮效应、块数相关成本节约的综合作用机制下降本显著。通 量价值指相同时间或生产节拍下,产量提升但无需增加设备、人力和管理成本,摊 薄单瓦成本;饺皮效应指组件环节用料增加幅度小于组件面积、功率的增加幅度; 块数相关成本指由于组件功率增大、安装数量减少,使得仅与组件块数相关的成本 降低。据 CPIA 统计,2021 年 182mm 和 210mm 尺寸合计市占率由 2020 年的 4.5% 迅速增长至 45%,InfoLink 预测该值在 2022 年将攀升至 79%。 (1)硅片端:单位时间生长的晶体数量更多,产能提升,并伴随着切片成本的 降低;

(2)电池片端:相同生产节拍下产能提升,降低单位成本摊销。据中环股份测 算,M6/M12 相较 M2 在电池片环节降本 6.15%/25.56%。 (3)组件端:组件端饺皮效应显著,充分利用材料的余量价值,降低边框、玻 璃、背板、EVA、焊带等成本。据中环股份测算,M6/M12 相较 M2 在组件环节降本 2.81%/16.80%。 (4)电站端:组件功率提升使得相同土地面积上安装的组件数量减少,从而降 低与组件数量相关的汇流箱、支架、电缆等 BOS 成本。据中环股份测算,210 尺寸 相较 166 尺寸可节省 12%的 BOS 成本,LCOE 降低 4.1%。

薄片化是电池片降本重要途径之一,进展迅速。硅片薄片化不仅能够降低硅耗,还 能够增加其柔韧性,为发展柔性电池与组件提供更多可能。据全球光伏统计,2021- 2022 年各类电池片厚度均有不同程度降低,降幅显著。

2.BC类电池结构独特,工艺难度大,优势明显

BC 类电池转换效率高,作为平台型技术应用前景广阔。常规电池主要由前后电极、减反层、钝化层、发射极与背表面场组成。其中,(1)前后电极:由负责汇集电流 的主栅和引导电流的副栅构成,金属银电极占据市场主流,目前产业也正在积极开 发金属铜的替代方案;(2)减反层:为降低入射光线在表面的反射率,通常在制作 陷光绒面后沉积氮化硅(SiNx)减反射薄膜,增强对光的吸收能力;

(3)钝化层: 硅片在切割过程中会发生表面晶格的破坏,产生悬挂键从而形成复合中心,可利用 场钝化或化学钝化的方式对前表面进行钝化,减少载流子复合,提升转换效率。其 中,场钝化是利用薄膜中的固定正电荷或负电荷对少数载流子的屏蔽作用阻挡其到 达表面被复合,化学钝化则是使表面缺陷上的悬挂键中和形成饱和键;(4)发射极: 常规电池的发射极置于前表面,其作用是与基底硅片形成 PN 结,产生内建电场有 效分离光生载流子;(5)背表面场:通过掺杂 p+或 n+与基底硅片形成高低结,减 少少数载流子复合,诱导形成 PN 结,增强载流子的分离能力。

IBC 电池相较于常规电池优势显著,理论转换效率高达 29.1%。叉指式背接触电池 (Interdigitated Back Contact)一般选用 N 型硅片为衬底,前表面无金属栅线, p+ 发射极、n+背表面场以及正负电极呈交叉状排列于背面。根据前表面钝化方式的不 同,IBC 电池可分为浮动发射极(FFE)、前表面场(FSF)结构。浮动发射极结构 在前表面受光面进行硼掺杂,可导致光致衰减效应降低电池输出性能。前表面场结 构在前表面进行磷掺杂,Sunpower 推出的第一代经典 IBC 电池采用的即为前表面 场结构,与常规电池相比,其结构有以下特点:

(1)正面无栅线遮挡:消除了传统太阳能电池片栅线电极的遮光损失,能够最 大化利用入射光子,具有更高短路电流密度(JSC),提升转换效率。此外,前表面 无金属栅线的结构设计也使得IBC电池外形更为美观大方,适用于光伏一体化建筑, 亦可简化将电池片的正面焊接到另一块电池片背面的常规复杂封装流程,降低自动 化生产难度,减小电池片的间隔间距、增大组件封装密度,进而提升组件单位面积 发电量; (2)无前表面发射极:PN 结置于背表面,无需考虑前表面重掺杂形成良好欧 姆接触等因素,在进行前表面掺杂时可以尽量降低前表面掺杂浓度,对表面陷光结 构和钝化进行最优设计,最大限度改善电池界面缺陷,从而降低表面载流子复合率 与反射率。在无栅线遮挡及前表面结构优化设计综合作用下,IBC 电池的 JSC 相较 常规太阳能电池可提高 7%左右;

(3)增加前表面场:传统太阳能电池片仅有背表面场,而 IBC 电池兼有 n+前表面场和背表面场。IBC 电池要保证载流子在到达背面 PN 结前不被复合,对于前 表面的复合要求严格,需要将场钝化与化学钝化相结合。一般而言,IBC 电池在形 成低掺杂的 n+前表面场基础上,再利用 SiO2 对其钝化,以降低表面载流子复合速 率,增大开路电压(VOC)以提升转换效率; (4)背面安装金属触点:能在更宽范围内安装金属触点,而无需考虑前部阴影 遮挡,从而降低串联电阻。

此结构设计也增大了 IBC 电池工艺难度。(1)IBC 电池正面产生的光生载流子需 要穿过整个硅片到达背面的 PN 结,要保证其在到达 PN 结之前未被复合,这对前 表面钝化、基体材料的少子扩散长度及少子寿命都提出了更高要求。(2)在制作交 叉排列的 P 区与 N 区时需要多次掩膜和光刻技术,为防止漏电,P 区和 N 区之间的 间隙也需非常精准。

IBC 电池的制备主要流程为表面制绒、表面钝化、掺杂及背电极制作。(1)表面制 绒:运用化学腐蚀、反应离子刻蚀等技术,使用碱溶液对单晶硅进行腐蚀,在表面 形成金字塔绒面结构,使入射光在电池表面多次反射延长光程;(2)表面钝化:IBC 电池前表面沉积 SiO2和 SiNx 组成叠层钝化减反膜,背面沉积 SiO2 钝化层,可通过 热氧化、等离子化学气相沉积 PEVCD、原子层沉积 ALD 等技术实现;(3)表面掺 杂:IBC 电池需要在前表面形成低掺杂的 n+前表面场,背面形成 p++(发射极)和 n++(背表面场)两个叉指状排列的重掺杂区,主要技术有高温扩散、离子注入等;(4)背电极制作:在利用丝网印刷、光刻法和喷墨打印等技术构造电极叉指状的图 形结构后,金属电极通过钝化层上开槽的线状沟槽或打孔与硅基形成欧姆接触。其 中,形成 IBC 电池特有的图形化结构是背面掺杂、金属化等环节的基础,是 IBC 电 池制备中的重难点。

图形化定域掺杂的主要方式有光刻掩膜法、丝网印刷、激光刻蚀等。(1)光刻掩膜 法:采用光刻技术在掩膜上制备出需要的图形,再结合管式高温扩散实现掺杂。但 此方法成本高,不适合大规模生产;(2)丝网印刷:使用丝网印刷刻蚀浆料或者阻 挡型浆料来刻蚀或者挡住不需要刻蚀的部分掩膜,从而形成需要的图形。这种方法 成本相对较低,但需要两次单独的扩散分别形成 p+与 n+区域,对于多次印刷的对 准精度要求严格;(3)激光刻蚀:激光刻蚀是利用激光束对硅基或表面涂层进行刻 蚀,可与其它技术结合进行局部掺杂、电极制备,相较于丝网印刷而言定位更精准, 能够得到更精细的图形。目前激光刻蚀在 IBC 电池上的应用主要为刻蚀掩膜以制备 PN 区叉指状图形化结构、PN 区隔离、钝化膜开槽。

金属化接触区需要与扩散区对准。金属化接触环节中,N 和 P 的接触孔区需要与各 自的扩散区对准,否则会造成电池漏电失效。在完成背面扩散后,需要沉积背面钝 化膜层。与交叉状扩散区的形成类似,可以通过丝网印刷刻蚀浆料、湿法刻蚀或者 激光等方法来将去除接触区钝化膜,形成接触区。最后再通过印刷烧结、蒸镀或电 镀完成电极金属化。

激光刻蚀精度更高,能够得到更小的金属开孔,降低背表面复合。金属接触区域的复合通常较大,在一定范围内减小硅基与金属的接触面积,能够有效降低背表面复 合。激光刻蚀具备高精度优点,能够得到更小的金属接触开孔。德国 Institut für Solarenergieforschung Hameln 研究所提出 RISE 工艺,应用激光刻蚀进行掩膜开槽、 钝化层开槽。该工艺在利用 PECVD 沉积 SiNx后,使用激光刻蚀生成线状沟槽后对 其进行掺杂。经过前表面的单面制绒后,在背面加上一层有机保护层,再使用激光 刻蚀与化学刻蚀形成条形接触开孔并移去有机保护层。最后通过单面蒸发金属铝, 形成背电极。

IBC 技术可与其它技术叠加,XBC 电池差异化显著。截至目前,IBC 电池已形成四 大技术路线。(1)经典 IBC 电池:2004 年美国 SunPower 公司规模量产第一代 IBC 电池;(2)TBC/POLO-IBC 电池:2018 年德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)研发 出 POLO-IBC 电池,其制作复杂、成本昂贵,同源的 TBC 电池更具成本优势。2022 年底,隆基绿能以 P 型硅片为衬底,结合 IBC 与 TOPcon 技术推出 HPBC 电池; (3)HBC 电池:日本 Kaneka 公司是 HBC 电池技术的主要推动者;(4)ABC 电 池:2022 年 6 月,爱旭召开发布会推出 N 型 ABC 组件,实现无银生产。

TBC/POLO-IBC 电池引入隧穿氧化层钝化结构,进一步降低载流子复合 速率。TBC/POLO-IBC 电池在 IBC 电池基础上,加入了 TOPCon 电池隧穿 氧化层与多晶硅的复合结构。其关键在于背面的钝化接触技术,即以 p+和 n+的多晶硅作为发射极和背表面场,并在多晶硅与掺杂层之间沉积隧穿氧 化层 SiO2,能够在化学钝化同时进行载流子的选择性收集,降低复合速率。 HBC 电池将 IBC 电池的高 JSC 与 HJT 电池的高 VOC 相结合。(1)与 HJT 相比:IBC 电池的正面无遮挡设计使 HBC 电池入射光子数量多,具有 高短路电流密度 JSC。此外,HBC 电池以 SiN 替代 TCO 薄膜作为减反层, 在短波长内光学损失更少。(2)与 IBC 相比:HBC 电池采用钝化性能良 好的氢化非晶硅进行双面钝化,降低了异质结界面的界面态密度,获得高 开路电压 VOC。

各大厂商不断推陈出新,IBC 电池产业化进度加快。SunPower 公司作为 IBC 电池产业化先驱,其国际光伏电池组件制造业务现已分拆给 Maxeon公司,累计推出六代 Maxeon 系列 IBC 电池,正在部署第七代新产品。在 电池技术发展处于历史拐点的背景下,国内产商纷纷投入研发,然而 IBC 电池工艺复杂,目前能实现产业化量产的企业有限。据 PVInfoLink 预测, 2023 年 XBC 电池产能有望突破 20GW。

3.布局ABC电池,性能与成本具有显著优势

公司开辟 ABC 技术路线,聚焦分布式市场。2021 年 6 月公司在上海 SNEC 展会推出自主研发的 ABC(All Back Contact)N 型背结背接触电池,公司 对其拥有全系列自主知识产权。2022 年 4 月公司成立全资子公司深圳赛能 数字能源技术有限公司,6 月赛能基于 ABC 电池推出“黑洞”、“白洞” 系列组件。ABC 组件采用全黑外观设计,契合分布式终端用户对于组件美观度的需求,封装朝着柔软轻型发展,适用于工商业、高端户用及 BIPV 场 景。ABC 组件性能亮点显著,量产效率领先。ABC 组件正面无栅线遮挡,背 接互联、冗余连接能够有效降低组件痛点热斑效应,并且衰减率和温度系 数表现更优,全方位提升发电量。据公司测算,ABC 组件产品全生命周期 发电量较主流 P 型组件可提高 15%以上。量产效率而言,ABC 电池和组件 分别可达 26.50%、24%,远超其它技术路线。

ABC 组件无银化技术全球领先,创造成本优势。2022 年 9 月,公司下属 子公司珠海富山爱旭太阳能科技有限公司与珠海迈科斯自动化系统有限 公司签署《设备采购合同》,向其采购 36 套专为 ABC 电池定制研发的涂 布设备。该高效太阳能电池水平连续生产金属涂布设备由迈科斯全资子公 司普伊特开发,掌握全球首创的银浆替代技术,目前该项技术由普伊特独 有,国内外尚未实现量产突破。公司实控人陈刚间接持有迈科斯90%股份, 为 ABC 组件生产技术提供坚实支持。无银化技术助推 ABC 电池成本大幅下降,非硅成本可与 PERC 持平,在综合考虑 ABC 生产工序多良率略低 这一因素后,电池片总成本也与 PERC 相当。

ABC 组件全生命周期发电量提升,为终端用户带来更多收益。在全额上网 及无贷款假设下,以组件招标价与 BOS 成本之和作为 EPC 招标价,按北 京市有效利用小时数、燃煤标杆上网电价,计算终端电站 IRR 收益率。由 于 ABC 组件招标价市场数据有限,参考公司下属子公司赛能工程分别与 义乌中光能、天津中光能签订的《分布式光伏发电系统项目 EPC 总承包合 同》均价 4.55 元/W,在组件成本占比 45%的假设下乘以价格调整系数,得 到组件招标价 1.69 元/W。根据旭数字能源基于广州珠海地区 10MW 电站 的测算,ABC 组件的高功率可较主流 P 型组件降低 7%+的 BOS 成本,带 来整体度电成本的降低与 IRR 的提高。

ABC 组件享受高溢价与高收益。仅从 IRR 角度考虑,ABC/TOPCon/HJT 电站相较于 PERC 电站全环节溢价为 0.28/0.13/0.26 元/W,其中电池片环 节享有 50%溢价,分别为 0.14/0.065/0.13 元/W。此外,ABC 组件具备黑色 美学价值,并主要聚焦欧美等高附加值市场,溢价空间将更为广阔。参考 2022 年 Q3 Maxeon IBC 组件售价 0.54 美元/W,约合人民币 3.69 元/W, 远高于同期其它技术路线组件售价。

4.市场空间广阔,公司源网荷储一体化布局

分布式市场巨大,ABC 业务大有可期。公司 ABC 组件产品具备高颜值、 高性能等特点,售价相对较高,前期更加适合高端分布式市场。据 SEIA 和 Wood Mackenzie 发布的联合调查报告,2023 年美国户用光伏装机量约为 6GW,工商业光伏装机量约为 2GW,合计约 8GW。据欧洲光伏协会预计, 2023 年欧盟国家分布式光伏装机量有望从 2022 年的 25GW 增长到 30-35 GW。2023 年欧美分布式市场合计约 40GW,全球分布式光伏装机量有望 超 150GW(占总体装机量近 50%),而公司今年 ABC 出货量预计 6GW, 对应占比仅 4%不到,对 ABC 产品而言市场空间极为广阔。

子公司赛能延伸源网荷储生态链,为终端用户提供一体化解决方案。国家 发改委与国家能源局于 2020 年和 2021 年先后发布《国家发展改革委 国 家能源局关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见 (征求意见稿)》、《国家发展改革委 国家能源局关于推进电力源网荷储 一体化和多能互补发展的指导意见》,提出构建“电源、电网、负荷、储 能”为整体规划的新型电力运行模式。赛能以该生态链为路径设计一体化 解决方案,电源侧 ABC 组件提供高颜值高效率;储能侧配有安全可靠的 储能系统;“零碳云平台”数字化运维统筹四大环节,通过云-边-端一体化 架构和 AI 能源调度算法,实现能流、碳流可视化管理。此方案以终端用户 收益为核心,能有效解决分布式新能源发电端与消费负荷端能量流、信息 流的不匹配导致的能源浪费、发电效率及收益率低下等问题。

公司积极开拓全球销售渠道,与多方开展战略合作。赛能在中国已完成华 东、华南、华西、华北、华中五大区域布局,并积极筹备欧洲、北美、拉 美、亚太、中东北非和南部非洲六大海外业务中心。源网荷储一体化方案 实现需要构建政府、企业与用户之间的良好关系。赛能与华发集团城运公 司、华为数字能源、零碳产业运营中心(深圳)等公司签署战略合作协议, 有望借助合作方的数字技术、渠道品牌,不断完善创新光伏商业模式。