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光伏行业深度报告:N型迭代加速,银浆环节驶入量利齐升快车道

 爵摄恋哥 2024-01-23 发布于重庆

(报告出品方/分析师:民生证券 邓永康 朱碧野 王一如)

1 光伏银浆是光伏电池的核心辅材

光伏银浆是制备光伏电池金属电极的核心辅材,直接影响电池的光电性能。

光伏银浆是以高纯银粉为导电功能相、玻璃氧化物为粘结相,与有机载体组成的混合物,经过搅拌、三辊轧制后形成的均匀膏状物。

光伏银浆通过丝网印刷工艺附着在光伏电池片,烘干烧结后形成光伏电池的金属电极,可收集和传导光伏电池表面电流。

光伏银浆作为晶硅太阳电池的关键电极材料,其产品性能和对应的电极制备工艺,直接关系太阳电池的光电性能,是光伏电池的核心辅材。

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光伏银浆成本是光伏电池的第一大非硅成本。

银浆成本在光伏电池成本中占比约12%,仅次于硅片成本;在剔除硅片成本后,银浆成本在光伏电池非硅成本中占比约35%,是光伏电池的第一大非硅成本。

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按照使用位置和功能区别划分,光伏银浆可分为正面银浆和背面银浆。正面银浆主要起到汇集、导出光生载流子的作用,对导电性能要求更高,主要用于P型电池的受光面及N型电池双面;背面银浆主要起到粘连作用,对导电性能要求较低,主要用于P型电池背光面。

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按照技术路线及工艺流程区别划分,光伏银浆可分为高温银浆和低温银浆。高温银浆在500℃的环境下烧结制成,PERC电池和TOPCon电池均使用高温银浆;低温银浆在250℃以下的相对低温环境中烧结,HJT电池由于其结构中含有非晶硅薄层,对温度较为敏感,出于对非晶硅薄层的保护,只能使用低温银浆。

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2 N型迭代加速,银浆环节有望量利齐升

2.1 全球光伏需求高景气,N型电池片新技术迭代加速

全球光伏需求高景气。2023年以来,随着硅料产能的持续释放,硅料价格进入下行区间,向下传导后组件价格随之下降,地面电站开工率提升,海内外光伏新增装机量稳步提升。

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展望未来,国内方面,风光大基地建设持续推进,地面电站招标提速;海外方面,库存情况24年或将好转,叠加欧美可能进入降息周期,有望刺激光伏电站业主的装机意愿。我们预计全球2023/2024年光伏新增装机量约为380/460GW,同比增长65%/21%。

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PERC效率接近极限,N型有望接棒成为主流。PERC电池理论转换效率极限为24.5%,目前PERC电池量产效率普遍超过23%,已接近理论极限,很难再有大幅度的提升。

与传统的P型电池相比,N型电池理论转换效率在28%以上,且具有双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点。随着PERC效率接近极限,N型电池有望接棒成为主流,市场份额呈逐步提升的趋势。

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TOPCon迭代加速,24年渗透率有望超过70%。

据CPIA统计,22年TOPCon电池出货约20GW,渗透率约8.3%。23年TOPCon电池大规模扩产,根据SMM,截至23年12月已落地TOPCon产能达到515.70GW;TOPCon渗透率同样快速提升,23年10月单月TOPCon电池渗透率突破了30%,23年12月单月TOPCon电池渗透率达到47%-48%。TOPCon技术迭代持续加速,根据InfoLink预测,23年TOPCon电池渗透率约30%,24年TOPCon电池渗透率有望超过70%。

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HJT和BC产能建设加快,渗透率有望提升。

HJT降本增效持续推进,产业化加快,据各公司排产计划不完全统计,23年有华晟、东方日升、爱康等18家厂商的HJT电池组件产能落地,总规划产能达到82GW。BC技术是一种平台型技术,可与PERC、TOPCon、HJT等主流电池技术结合,具有高光电转换效率和外观优势;隆基、爱旭等厂商加快BC产能建设,23年底规划落地产能超过50GW。随着产能加快建设,24年HJT和BC的市场份额有望提升。

2.2 N型电池银耗更高,N型放量有望推动银浆需求提升

N型电池银耗高于P型,银浆需求有望随N型放量而提升。由于N型电池是天然的双面电池,其受光面和背光面都需要采用正面银浆,银浆耗量显著高于P型电池。

据CPIA统计,22年P型M10电池片平均银耗(正银+背银)95mg/片,其中正银65mg/片、背银30mg/片,N型TOPCon电池双面银浆(95%银)平均银耗115mg/片,HJT电池双面低温银浆平均银耗127mg/片;可以测算出,相较PERC的正银耗量,TOPCon电池单片银浆耗量提升近80%,HJT电池单片银浆耗量近乎翻倍。N型电池银耗显著高于P型电池,因此银浆需求有望随N型放量而提升。

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超级多主栅(SMBB)和无主栅(0BB)助力降本增效,推动N型迭代加速。

SMBB技术通过增加主栅数量降低主栅高度和宽度,提高入射光利用率、降低银浆耗量和电学损耗,并增加电池对隐裂、断栅、破裂的容忍度和可靠性。0BB技术取消了电池主栅银电极,用焊带取而代之,可直接与细栅互联从而汇集细栅电流,能进一步降低银耗,并且使得遮光面积更小、电流传输距离更短,从而降低功率损耗、提高发电效率。

目前TOPCon电池多采用SMBB方案;HJT电池对降本诉求更迫切、导入0BB的动力更大,23年4月,东方日升4GW异质结0BB电池顺利实现首线全线贯通,产线全面导入0BB,华晟、爱康等其他HJT厂商也有望加速导入0BB。SMBB和0BB技术助力N型电池降本增效,推动N型迭代加速。

HJT银包铜逐步推进,电镀铜尚未产业化量产。

1)银包铜是在铜的表面包裹银粉,使铜作为导电材料,从而降低银耗,目前银包铜浆料中主流银含量40-50%。由于银包铜工艺只适用于低温工艺,因此仅适用于HJT电池,华晟、东方日升、爱康等HJT厂商已导入银包铜。银包铜粉的工艺步骤较复杂,研发壁垒高,因此加工费高于纯银粉,帝科股份、聚和材料、苏州晶银等国内领先厂商在银包铜浆料方面均有布局。

2)电镀铜是在导电层表面通过电解方法沉积金属铜、制作铜栅线,是完全无银化的颠覆性技术。电镀铜电极内部致密均匀、没有明显空隙,能够有效降低电极的欧姆损耗、提高导电性能,且电镀电极与透明导电薄膜之间无明显孔洞,接触性能优异,在降本的同时能提升转换效率0.3%以上。

目前电镀铜处于中试线导入阶段,仍面临技术工艺改进与设备成本较高等问题。总体而言,电镀铜量产仍需要时间,我们认为光伏银浆不会被轻易颠覆,需求仍处于高位。

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受益于N型迭代,2024年银浆市场需求广阔。

我们假设23-25年全球光伏新增装机分别为380、460、550GW,容配比为1.25;假设23-25年PERC占比分别为65%/24.5%/10%,TOPCon占比分别为30%/65%/75%,HJT占比分别为2.5%/5%/7.5%;假设23-25年PERC、TOPCon、HJT的银浆耗量逐年下降。

我们计算得到23-25年全球光伏正银的需求分别为4681、6356、7265吨,增速分别为77%、36%、14%。受益于N型迭代,银浆市场需求广阔。

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2.3 N型电池银浆加工费更高,LECO导入助推溢价提升

银浆具有定制化特征,价格采用银价+加工费模式定价。银浆需要根据下游技术迭代不断调整配方、优化产品,以更好地适配不同电池生产商差异化的技术路线和生产工艺。银浆价格采用成本加成定价法,根据聚和材料公告,银浆成本中原材料成本占比达99%;原材料以银粉为主,还包括玻璃氧化物、有机原料等,其中银粉占原材料的比重高达98%以上。行业内银浆销售价格通常采用银价+加工费模式定价,加工费高低直接影响银浆企业盈利能力。

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N型电池银浆的技术难度更高,加工费溢价明显。TOPCon电池背面有高掺杂多晶硅薄层,需开发用于接触多晶硅层并最大程度降低金属诱导复合速率的浆料,根据多晶硅厚度、掺杂浓度等参数调整浆料配方和制造工艺;HJT非晶硅薄膜对温度比较敏感,生产温度一般不超过250°C,HJT低温银浆因此必须搭配低温固化银浆;IBC电池金属化栅线的制备方式主要为丝网印刷,且为了防止漏电,P+区和N+区之间的间隔区域需要非常精准,需要根据制备方式调整浆料配方和制造工艺。

相比PERC电池,N型电池对银浆的技术要求更高,参与厂商更少,因此加工费溢价明显。根据聚和材料23年10月31日投资者调研记录公告,目前PERC银浆加工费约450-500元/kg,TOPCon银浆加工费约650-700元/kg,HJT银浆加工费则达800-1000元/kg。

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LECO能够助力TOPCon效率提升0.3%以上,或成为TOPCon标配技术。

激光辅助烧结技术(LECO)通过对电池片照射高强度激光,同时施加10V或以上的偏转电压,由此产生数安培的局部电流,显著降低金属与半导体之间的接触电阻,从而提高填充因子。LECO适用于所有高温型烧穿银浆的烧结,因此对于PERC、TOPCon以及BC电池均有应用潜力。

LECO的关键是激发更多的自由电子以便银离子还原,TOPCon正面是空穴导电,在增加反向电压激发大量自由电子后,自由电子遇到电阻很大的纳米胶体银的玻璃层时产生瞬时热量高温(>840℃),使得银浆和硅形成共熔扩散,而当扩散接触形成电阻降低,则瞬时热量消失、温度降低,形成的银硅合金结接触质量高于银结晶,解决了TOPCon电池的正面接触,并使电池背面薄poly化难度降低。因此,相比PERC,LECO对TOPCon电池的转化效率提升加成更显著。根据Cell Engineering,LECO能够助力TOPCon电池转化效率提升0.3%-0.6%。

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LECO设备订单快速增长,行业有望于24H1大规模导入。

根据帝尔激光,激光诱导烧结(LIF)技术可以有效提升电池转换效率0.2%以上,部分客户反馈提效在0.3%以上;截至23年9月中旬,其LIF设备量产订单和中标确认规模累计已经突破100GW。

根据奥特维,目前行业内有多家企业在进行激光辅助烧结设备的开发,部分设备已进入客户端验证阶段,经过客户端的验证后,其LECO设备对于电池效率的提升已经达到0.3%。

LECO设备订单快速增长体现了TOPCon生产厂家导入LECO技术的高度积极性,部分厂家已于23Q4开始量产导入LECO,预计24H1,LECO有望成为TOPCon电池标配技术,大规模量产有望加速。

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LECO需要配套专用银浆,助推银浆加工费溢价提升。

TOPCon电池应用LECO时,正面原本使用的银铝浆需要升级为低侵蚀性的专用银浆,结合激光后处理工艺,在保持开路电压的同时,降低接触电阻。

根据帝科股份,其开发了TOPCon电池p+发射极LECO专用导电浆料,实现了对钝化打开与欧姆接触的解耦,第一阶段综合提效0.3-0.5%,助力TOPCon电池迈进Uoc>735mV新时代;此外,聚和材料、贺利氏等银浆厂也均有研发和布局LECO浆料。LECO对银浆工艺提出升级需求,技术难度较大,预计将带来加工费的明显提升。

3 国产银粉加速导入,促进供应链安全和降本

银粉是光伏银浆的主要原材料,在银浆原材料成本中占比高达98%以上。

正面银浆成本包括原材料、人工成本和制造费用等,根据聚和材料公告,银浆成本中原材料占比超过99%;原材料以银粉为主,还包括玻璃氧化物、有机原料等,其中银粉占原材料的比重高达98%以上。

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银粉作为光伏银浆的主要原材料,其质量的优劣性直接影响到电极材料的体电阻、接触电阻等,与光伏电池的导电性能直接相关。

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银粉主要生产地区为日本和美国, 我国是银粉进口大国。2023H1我国银粉进口数量为1063.7吨,进口金额为40264.0万美元,出口数量为8.3吨,出口金额为670.2万美元;从进口额的地区占比来看,前三大进口国日本、美国、韩国分别占比90%、8.3%、0.9%。

全球银粉主要生产地区主要分布于日本及美国,主要生产企业包括日本DOWA、日本德力、美国AmesGoldsmith、美国Ferro、美国杜邦、瑞士Metalor等,其中,日本DOWA因其银粉产品粒径范围小、表面有机包覆好、分散性良好以及质量稳定特点,垄断局面明显,占全球50%以上的银粉市场份额。

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PERC银粉基本实现国产化,TOPCon银粉国产化加速推进,HJT仍以进口银粉为主。

2022年下半年以来,国内的博迁新材、苏州思美特、宁波晶鑫电子、银瑞光电、广东羚光等厂商银粉的质量和稳定性不断提升并实现量产,逐渐成为国内市场主要银粉供应商。2023年正银银粉国产化加速,国产银粉使用比例持续提升,目前PERC的背银和正银银粉基本实现国产化,TOPCon银粉国产化导入加速,HJT低温银浆仍以进口银粉为主。

根据聚和材料23年10月31日投资者调研记录公告,公司已实现PERC银粉几乎100%国产化,TOPCon银粉国产化率约50%;根据帝科股份23年11月14日投资者调研记录公告,公司PERC银粉国产化率达到80%以上,TOPCon银粉国产化率约50%,HJT仍以进口银粉为主。

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国产银粉价格低于进口银粉,国产替代促进供应链安全并降本。进口银粉主要参考伦敦银点价格,国产银粉主要参考国内银点价格,国产银粉的价格通常相对低于进口银粉,具体价差随着银点和汇率波动而波动。随着国产银粉的质量和性能持续提升,国产银粉导入加速,有助于降低银粉采购成本,降低汇率波动风险,提升银浆企业的供应链安全并改善盈利水平。

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银浆企业向上游延伸布局,助推银粉国产化进程并进一步降本。

国内光伏银浆企业逐步向产业链上游延伸布局,建设硝酸银、金属粉等产能,保障供应链安全并促进降本。聚和材料全资子公司江苏德力聚在常州投建年产3000吨电子级银粉等项目,一期1000吨预计在24年年底前完成,二期2000吨计划于25年年内启动,公司计划24年粉体的自供出货量约500吨,完成产能爬坡实现千吨级自供后,每吨银浆有望带来10万元的净利润增益。

帝科股份在山东东营启动投资建设电子专用材料项目,包括年产5000吨硝酸银项目、年产2000吨金属粉项目、年产200吨电子级浆料项目,项目建设计划为22年7月至25年6月。

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4 N型银浆竞争格局更优,龙头集中度有望提升

国产正银市占率持续提升,22年提升至85%以上。

早期国内电池正银市场曾一度被外资供应商占据,自2016年起,国产浆料企业同电池厂紧密合作,国产正银的技术、性能及稳定性持续提升。2018-2022年国产正银在性能和价格上的竞争力显著增强,市场占比迅速提升。

根据CPIA,22年国产正银的市占率提升至85%以上,随着杜邦、三星浆料业务被国内企业收购,预计23年市占率有望进一步提升至95%以上。

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PERC正银供应商较多, 市占率前三的分别是聚和、贺利氏及帝科。

目前PERC正银的供应商较多,聚和、贺利氏、帝科、晶银、硕禾、索特(原杜邦)、上银、晶科新材、首骋、光达等20家左右厂商均能供应PERC正银。

根据CPIA,2022年全球正银总耗量约为3322吨,聚和材料正银销售1374吨,市占率约41%,排名第一;国外厂商贺利氏排名第二;帝科股份正银销售721吨,市占率约22%,排名第三;苏州固锝(晶银)正银销售425吨,市占率约13%,排名第四。

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TOPCon银浆竞争格局更优,市占率前三分别是帝科、聚和及天盛。

TOPCon电池正、背面全套金属化浆料产品包括正面硼扩发射极接触用银铝浆、背面掺杂多晶硅层接触用银浆及正背面主栅银浆,技术难度和工艺负责程度高于PERC电池浆料,目前能批量供应的厂商不超过10家,竞争格局更优,集中度明显提升。

目前TOPCon银浆国内主要由帝科、聚和、天盛、上海银浆、晶银、索特供应,国外主要有贺利氏。截止23Q3末,TOPCon银浆企业排名前二的帝科股份、聚和材料的市占率合计达80%以上,集中度明显高于PERC银浆。

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HJT低温银浆和银包铜浆料持续推进。HJT电池非晶硅薄膜对温度比较敏感,生产温度一般不超过250°C,因此必须搭配低温银浆,技术难度和工艺复杂度更高。HJT低温银浆主要由日本京都电子KE、晶银、聚和、银屏、帝科等厂商提供,根据CPIA,22年晶银的市占率达到50%以上。

银包铜是在铜的表面包裹银粉,使铜作为导电材料,从而降低银耗,目前银包铜浆料中主流银含量40-50%,目前晶银、聚和、帝科等国内领先厂商在银包铜浆料方面均有布局和量产。

N型迭代加速,银浆行业集中度有望提升。N型电池银浆由于技术难度和工艺复杂度更高,参与厂商明显少于PERC银浆,竞争格局更优。在电池片N型迭代的进程中,银浆行业竞争格局进一步优化,集中度有望提升。

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5 报告总结

我们认为24年银浆环节有望迎来量利齐升。

1)量增:N型电池的银耗更高,N型放量有望推动银浆需求提升。

2)利增:N型电池银浆的加工费更高,LECO导入助推加工费溢价提升;同时,国产银粉加速导入,并且银浆企业向上游延伸布局,提高银粉自供比例,成本有望进一步降低。

3)N型银浆竞争格局更优,随着N型迭代加速,龙头集中度有望提升。

国产银浆龙头帝科股份、聚和材料、苏州固锝。

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帝科股份:TOPCon银浆先行者,LECO浆料技术领先。

公司是国内领先的光伏正面银浆供应商,2022年,公司正银销售721吨,市占率约22%,排名第三。公司TOPCon银浆布局和技术领先,TOPCon银浆销售和占比快速上升。

2022年,公司TOPCon银浆销售71吨,占比10%;23Q1-23Q3,公司单季度TOPCon银浆分别销售99、163、273吨,占比分别提升至34%、46%、57%,助推公司盈利能力提升。

并且,公司LECO浆料技术领先,领先开发了TOPCon电池p+发射极LECO专用浆料,第一阶段综合提效0.3-0.5%,助力TOPCon电池迈进Uoc>735mV新时代;随着行业LECO导入加速,公司有望凭借技术领先优势享受第一波红利,实现出货和盈利双增长。

此外,公司向上游原材料以及电子浆料延伸布局,投建年产5000吨硝酸银、年产2000吨金属粉、年产200吨电子级浆料项目,预期能促进降本并有助于培育第二增长曲线。

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投资建议:我们预计公司2023-2025年营收分别为90.01/118.58/143.52亿元,对应增速分别为139.0%/31.7%/21.0%,归母净利润分别为4.03/6.04/7.66亿元,对应增速分别为2425.4%/50.0%/26.8%,根据1月18日收盘价计算,对应PE为20X/13X/10X。

公司N型银浆布局领先,N型迭代加速的背景下,公司产品销售和市场份额有望进一步提升。

风险提示:下游需求不及预期、LECO浆料推进不及预期、原材料价格波动等。

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聚和材料:光伏银浆龙头,N型转型充分受益。

公司是光伏正面银浆龙头,2022年,公司正银销售1374吨,市占率约41%,排名第一。公司N型银浆技术领先&深度绑定头部电池厂商,TOPCon银浆销售快速放量,出货占比持续上升,带动公司盈利水平提升。23Q1公司TOPCon出货量占比约10%,23Q2占比提升至15%以上,23Q3进一步提升至30%以上。

根据公司23年10月31日投资者调研记录公告,公司PERC市占率稳步提升至45%-50%,TOPCon整体市占率超过30%。同时,公司向上游银粉延伸布局,投建3000吨电子银粉项目,计划24年粉体的自供出货约500吨,有望带来10万元/吨的净利润增益。此外,公司凭借银浆技术优势横向布局动力储能、消费电子等相关产品,有望贡献增量业绩。

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苏州固锝:HJT浆料龙头。

公司拥有光伏银浆和半导体两大业务板块,2022年光伏银浆业务营收贡献占比约61%,首次超过半导体业务。2022年,公司正银销售425吨,市占率约13%,排名第四。公司积极布局N型浆料,在HJT浆料上具有绝对优势,市占率超过50%。

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6 风险提示

1)下游需求不及预期风险。各主要国家对新能源行业的支持力度若不及预期,则新兴产业增长将放缓,下游需求存在不及预期的风险。

2)N型迭代不及预期风险。由于本文对银浆需求的测算中,假设了24/25年TOPCon渗透率分别达到70%/75%,如果N型迭代不及预期,会对银浆需求造成影响,存在N型迭代不及预期风险。

3)原材料价格波动风险。由于银浆成本中绝大部分是原材料成本,因此原材料价格波动会影响企业毛利率,存在原材料价格波动风险。

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报告来自【远瞻智库】

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