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光伏行业专题报告:详拆TOPCon组件溢价及成本

01.溢价弹性溢价上限可达0.24元/W

TOPCon隧穿氧化层钝化接触技术

TOPCon电池是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触Tunnel Oxide Passivated Contact太阳能电池技术其 电池结构为N型硅衬底电池在电池背面结构为超薄氧化硅+掺杂硅薄层形成了钝化接触结构有效降低表面复合和金属接触复合电池背表面为H型栅线电极可双面发电

此外TONCon选用的N型衬底也有诸多优势N型衬底相较PERC所使用的P型半导体少子寿命高基本无硼氧复合且对金属污染宽容度更高上述技术原理为TOPCon电池片带来了诸多优势高转换效率高双面率低衰减率低温度系数

TOPCon主要优势1电池片转换效率较PERC高

PERC电池金属电极与硅片直接接触两种材料功函数不匹配导致接触界面能带弯曲并产生大量的少子复合对电池片的转化效率产生负面影响目前产线效率约 23.2%最高可达23.56%接近其理论极限24.5%德国哈梅林太阳能研究所测算

特殊表面钝化层为TOPCon带来效率优势TOPCon电池采用极薄的SiO2钝化层外侧使用100nm的N型Poly-Si背场增大内建电场促进载流子分离提高转化效 率但仍使用了SiNx等导电性差的反射层电极需要高温烧穿该层与Poly-Si接触依旧会有较高的界面复合对电池效率形成一定限制目前产线效率约24.6%预 期提升至25%左右单面钝化理论极限效率为24.9%双面钝化理论极限效率为28.7%但前钝化层生产工艺复杂未能得到有效突破

TOPCon主要优势2低衰减率高双面率低温度系数

TOPCon具备更低衰减率N型衬底相较P型半导体少子寿命高基本无硼氧复合且对金属污染宽容度更高使TOPCon组件衰减率天生相对PERC具有优势此外PERC电池由于背部AL2O3/SiNx均为介质绝缘膜为实现电学接触需对介质膜进行局域激光开孔而TOPCon由于其技术原理因其特殊的能带结构超薄氧化层可 允许多子隧穿而阻挡少子透过在其上沉积一层金属作为电极就实现了无需开孔的钝化接触结构无需激光开孔故无光致衰减弱光效应好

此外TOPCon电池还具备高双面率低温度系数的特点根据晶科能源发布的产品白皮书P型组件的温度系数为-0.35%/℃N型TOPCon组件优化温度系数至0.30%/℃在高温环境下发电量尤为突出TOPCon电池片也普遍比Perc电池双面率高10%+有效增加了发电量

溢价拆解刚性溢价0.04元/W+非刚性溢价0.13-0.24元/W

TOPCon合理溢价刚性溢价对应面积相关BOS摊薄约0.04元/W+非刚性成本首年发电3%1%分别对应溢价0.23元/W0.13元/W

刚性溢价量化最准最能接受的组件效率提升→单位面积对应瓦数提升→单瓦对应面积相关BOS成本如土地支架等得到摊薄

BOS (Balance of System)成本是指除了光伏组件以外的系统成本主要由逆变器支架电缆等主要设备成本以及土建安装工程项目设计工程验收和前 期相关费用等部分构成

BOS单瓦成本=支架+电缆+升压站+送出电路+建设+其他费用/(组件效率*组件总面积)+逆变器及箱变成本逆变器及箱变本身价格是按元/瓦计价无需除以组 件功率提高组件效率是降低BOS单瓦成本的主要途径

非刚性溢价低衰减+高双面率+低温度系数前者带来全生命周期下的发电增益假设首年发电量不变后两者带来实际使用过程中TOPCon较PERC的首年发电量 增益但由于后者部分增益无刚性量化标准+后续运维权责较难明确该部分溢价较为软性

刚性溢价测算约0.04元/W源自更高组件效率

刚性溢价组件效率提升→单位面积对应瓦数提升→单瓦对应面积相关 BOS成本如土地支架等得到摊薄对地面电站用户组件效率提升最直观的反馈是BOS面积相关成本摊 薄也为量化最准最能接受的TOPCon组件所带来系统成本降 低因此只要TOPCon相对PERC溢价<单瓦面积相关成本下降在终 端用户眼里即是合理的

BOS面积相关成本主要包括土建支架等设备及安装费用参考华东勘 测设计院在青海某地面电站比选结论由于TOPCon组件效率依案例 计算约21.83%较PERC21.05%更高因此同容量项目所需 TOPCon组件块数小于PERC项目总体来看使用TOPCon组件可使电 站建设过程中的BOS相关成本下降约0.04元/W也即从BOS摊薄维度看TOPCon至少可较PERC组件拥有4分/W的溢价报告来源未来智库

半刚性溢价测算约0.04元/W下游接受度高

低衰减率由于该部分可以实验定量测得下游对该溢价接受度高低衰减原因N型电池硅片基底掺磷无硼-氧对形成复合中心对电子捕获的损失几无光致衰减TOPCon组件首年衰减率约1%PERC约2%首年 后年均衰减率约0.4%PERC约0.45%以25年生命周期+年均发电小时1250h测算TOPCon的低衰减假设首年发电量与PERC持平可使全生命周期发电量提升0.6%IRR提升0.15%对应 组件溢价约0.04元/W

非刚性溢价首年发电增益带来0.13-0.24元/W溢价

非刚性溢价高双面率+低温度系数带来实际使用过程中TOPCon较PERC的首年发电量增益但由于增益无刚性量化标准+权责较难明确该部分溢价较为软性

高双面率TOPCon双面率可达80%+较PERC提升10 Pcts

低温度系数电站中午后日照强温度上行组件发电量可能受到影响低温度系数可保障发电量TOPCon的温度系数约-0.3%/℃较PERC提升0.05%/℃

目前看来地面电站端TOPCon组件首年发电量较PERC增益可达3%后续每年衰减率约0.4%PERC约0.45%以25年全生命周期计算年均利用小时数 1250h考虑到低衰减预计TOPCon组件可较PERC发电量提升4.8%

理想情况下发电量增益溢价若以PERC投资额4元/W测算达到相同IRR7.4%对应TOPCon溢价可达0.23-0.24元/W包含低衰减的0.04元/W溢价但实际评估中由于PERC标定需对照组+发电量增益与运维等因素相关性大最终权责难评定该部分溢价涉及上下游博弈较为软性以终端电站认可TOPCon组件 首年发电1%增益对应TOPCon较PERC溢价约0.13元/W包含低衰减带来的0.04元/W溢价

22年初至今TOPCon在招投标中保有一定溢价

我们统计了22年初至今国内陆面电站的Perc和Top-con电池组件招投标价格根据广东能源中核汇能国家电投中国华电等项目的公告显示TOPCon组件价格相较PERC在Q1体现出显著的溢价

从价格端看除华电1.5GW项目中晶科为实现TOPCon初期推广TOPCon溢价仅为0.04元/W外广东能源项目TOPCon溢价为0.08元/W中核 汇能国电投项目中TOPCon与PERC价差均在0.14元/W以上表明终端电站已认可TOPCon为业主带来的部分发电量增益软性溢价看好新技 术带来的产品差异化为企业带来的超额收益

02.成本TOPCon成本增0.04-0.05元/W

新工艺设备与高耗银是TOPCon成本提升主要因素

结论TOPCon组件端全成本一体化约为1.556元/WPERC为1.51元/W单瓦成本较PERC高4-5分

与PERC相比导致TOPCon成本提升的因素硅料价格提升+硅片端效率&良率下降+电池capex提升+银浆耗量提升TOPCon电池工艺复杂致低电池片良率并需额 外CAPEX虽然可基于PERC改造但TOPCon工艺仍较PERC增添2-3步硼扩非晶硅沉积及镀氧化层膜等新增工艺环节需新添置设备硼扩&CVD设备并 且提升生产能耗TOPCon电池也需要使用更多银浆TOPCon 电池的高双面率+特殊隧穿氧化层使其耗银浆量上升非硅成本上升此外N型电池对硅片的纯度 提出更高的要求降低硅片端的拉晶效率切片良率

导致TOPCon成本降低的因素N型硅片厚度降低硅成本+瓦数提升摊薄辅材成本未来随良率提升+薄片化+效率提升预计后续TOPCon一体化组件成本有望和 PERC打平

硅片端测算薄片化+成本摊薄N型硅片端成本基本打平

OPCon所用的N型硅片较PERC的P型在参数上有诸多优势包括掺杂元素更均匀更高少子寿命碳氧含量更低硅片薄片化但N型硅片需更高的硅片端工艺体现到现在的结果是硅片端的良率下降与非硅成本提升

N型硅片工艺成本劣势a. 更难控制元素分布均匀性P型掺硼N型掺磷硼在硅中的分散系数约0.8大于磷约0.35因此N型较P型更难控制元素分布均匀性带来非硅成本摊薄b. 增加单炉总投料量单炉投量上升会增加炉内液面高度介质内自然对流强度上升从而引发硅料缺陷少子寿命降低拉晶效率降低c. 需要更 高纯度的硅料电子II级以上石英坩埚热场更细金刚线除了纯度为防止加热过久导致涂层脱落使得硅料杂质上升石英坩埚的耗量也更大热场由于N型硅 片开炉次数更多对热场氧化加深单耗增加此外由于N型硅片普遍更薄需要使用更细的金刚线

N型硅片工艺潜在成本优势薄片化N型硅片由于其延展性+组件端变化使N型硅片厚度较P型有较大下降空间从而降本但根据现有文献电池片转换效率会随着硅 片厚度的下降而降低也会影响碎片率因此平衡成本与效率将是N型硅片降本的核心议题之一

硅片端N型薄片化+瓦数提升摊薄成本预计N型硅片端成本基本打平

a. 成本增加的要素

高硅料价格N型硅料纯度高供给较低价格较P型高约4%良率下降N型硅片对纯度质量要求更高实际生产中边皮头尾废料比例提升

非硅提升N型纯度提升拉晶端效率下降P的扩散性能较Ga更差切片环节良率下行预计单瓦非硅提升至0.13元较PERC提升30%

b. 成本摊薄的要素

薄片化N型硅片延展性更佳+TOPCon正背面均用银浆对称性好硅片厚度可下降至150umPERC约160um

瓦数提升得益于效率自23.2%提升至24.6%182电池片的TOPCon功率约8.15W较PERC高6%可实现硅成本摊薄

整体而言在硅片环节考虑硅片端费用各0.04元/WTOPCon的硅片成本约为0.64元/WPERC为0.63元/W略高0.01元/W大致持平中性条件下182mm假设TOPCon电池片效率为24.60%PERC为23.20%硅片厚度为150umPERC为160um良率为93%PERC为97%则TOPCon 单瓦硅耗约为2.15gPERC为2.29较PERC降6.11%N型硅料价格高4%前提下预计TOPCon硅成本约0.47元/W较PERC单瓦成本降低2分考量到非硅N型 较P型高约3分/W预计N型硅片成本较P型高1分/W二者基本打平

电池端测算非硅成本TOPCon整体高0.046元/W

电池端非硅成本TOPCon整体高0.046元/W主要 由新设备CAPEX能耗和高银浆耗量推升

a. 工艺变动-新设备CAPEX与能耗预计增加0.011 元/W

TOPCon由于相对PERC新增硼扩+SiO2/Poly-Si沉积 工艺需要增添硼扩&CVD设备投资额每GW需增 加约6000万元对应单瓦折旧提升0.005-0.006元 /W同时能耗预计较PERC高提升10%对应成本增 加0.005元/瓦折旧+能耗成本提升总计约0.011元 /W

b. 高银浆耗量预计增加0.034元/W是主因

PERC电池仅正面需要用银网电极单片耗量约为 70mg而TOPCon正面电极采用掺铝银浆背面由 于需要与多晶硅接触并最大程度地降低金属诱导复合 速率采用纯银浆料单片银浆耗量约为120mg以 银浆价格6000元/kg测算对应银浆成本增加0.034 元/瓦

电池环节中考虑TOPCon电池端费用约0.06元/W预计一体化电池成本总计约0.91元/W较PERC高约0.06元/W其中电池端非硅提升0.045-0.05元/W硅片 端成本提升约0.01元/W

组件端测算瓦数提升摊薄面积相关非硅成本

组件封装过程中胶膜玻璃边框等均属于面积相关成本相同面积组件的瓦数提升可实现辅材成本摊薄以胶膜不含税均价12元/平米2mm玻璃含 税价格19.2元/平米PERC组件边框接线盒焊带等面积相关辅材成本共0.22元/W测算预计TOPCon的胶膜玻璃其他面积相关辅材成本较PERC可 下降约2分/W综合来看TOPCon的组件生产成本约为0.55元/W (PERC为0.57元/W)考虑组件端费用TOPCon组件端全一体化成本约为1.556元/W较PERC的 1.51元/W提升约0.046元/W即单瓦成本提升约4-5分

如何看后续TOPCon成本下行

敏感性分析组件效率平均每提升约0.5%成本可下降约1.6分/W硅片端良率平均每提升2%成本可下降约2.5分/W当TOPCon硅片良率与PERC 持平时一体化成本略低于PERC0.4分/W硅片厚度平均每降低5um成本可下降约1.1分/W

03.看好布局TOPCon先发企业的技术阿尔法

先发企业有望把握技术红利

TOPCon存在多种技术路线容易拉大企业差异TOPCon主流技术路线有三种LPCVDPECVD和PVD其中LPCVD工艺成熟厚度均匀性好致密度高但 存在成膜速率慢绕镀等问题PECVD成膜速率快但厚度均匀性纯度致密度较弱且存在气泡问题PVD则无法解决隧穿氧化层制备问题还需用到PECVD 设备不同的方案选择也会使得成膜速率产品良率等参数出现明显差异复杂的技术路径会让先发企业具备 Know-How 优势加大技术领先护城河

经验曲线助力TOPCon先手降本增效根据光伏行业过去40年的经验曲线随着出货量的提升光伏组件的价格也随之下降目前市场上TOPCon出货量还较小量 产效率与理论极值还有较大差距率先进行TOPCon大规模量产先手的企业将获得更大的成本和效率优势

看好布局TOPCon企业的技术阿尔法

技术迭代一直以来是推动光伏行业发展的关键过去数年是PERC电池应用快速扩张阶段进入2022年光伏电池片的技术迭代正式迎来了新的时代TOPCon 等转换效率更高的电池技术将从实验室迈向产业链在形成投产-规模化效应降本-持续扩产的良性循环过程中享受技术红利的企业有望迎来市占率提升+享受 技术溢价的双重优势报告来源未来智库

晶科能源一体化组件领先企业N型引领行业技术变革

N型TOPCon电池片加速投产具备先发优势公司是国内最早对N型组件进行量产发布的一线组件制造商2018年公司投资建立了N型电池的中试线2019年 投资GW级别N型电池试验产线2021年公司的实验室N型单晶电池效率达到25.4%且目前已实现稳定量产效率24.5%良率达99%22年1月晶科安徽 TOPCon工厂开始投产2月海宁工厂开始投产预计22Q2可以完成产能爬坡至年底TOPCon产能将达16GW全年有效产能约10GW

单瓦净利有望达0.05元后续随成本下降有望提升至0.1元目前公司TOPCon组件效率已达24.5%+较PERC具备一定超额利润以0.1元/W溢价及0.04-0.05 元/W成本提升测算超额利润约0.05元/W往后看随技术推进公司成本有望与PERC打平组件效率提升 + 硅片端良率提升 + 薄片化单瓦净利可较 PERC提升0.1元

钧达股份重组进军光伏电池片业务

并购捷泰将获得8.2GW + 8GW光伏电池产能2021 年年底公司并购的捷泰科技光傣族电池产能约 8.2GW预计在2022 年一季度完成改造后全部产能 都升级 182-210mm 大尺寸 PERC 产线2021 年 12 月公告了在安徽的滁州建设 16GW TOPCon 的生产线预计第一期8GW产能将在今年6月投产

剥离汽车业务轻装上阵TOPCon有望带来额外溢价公司拟出售苏州钧达等汽车业务相关资产剥离亏损业务2021年1-10月交易前归母净利润-1.79亿元交易后备考归母净利润为0.74亿元全力聚焦光伏业务将为公司带来更多利润公司TOPCon产品预计较PERC享有一定溢价将在重组基础上进一步增 厚归母净利润

报告节选

来源:雪球;作者:未来智库;原标题:光伏行业专题报告:详拆TOPCon组件溢价及成本;

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