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年度光伏新方向——N型TOPCon?

时间:2022-03-31 16:50:53       来源:华尔街见闻

中信建投认为,考虑到光伏业技术迭代规律,今年N型组件或将迈入渗透爆发前期。

当前来看,2022年的N型组件类似于2016年的单晶组件,已经具备显著性价比优势,同时头部组件企业已启动量产布局、下游业主接受度在持续提升,产品迎来渗透率初步提升。而随着未来降本技术的继续推进,同时产能释放带来的规模效应,将持续拉大N型组件的优势身位,市场份额有望快速提升至主流水平。

今年N型或将迈入渗透爆发前期

中信建投指出,光伏产业快速发展伴随电池片技术迭代推进效率提升,而电池追求高效的本质则来自于降本。

由于光伏电池片转化效率公式为:电池片输出功率=光照幅度(1000W/平米)*电池片面积*转化效率,因此当光照幅度、电池片功率一定时,转化效率的提升能够降低电池片的面积,形成对于组件非硅成本和电站BOS成本的摊薄,从而持续降低产业链成本水平。

由于光伏产品的终端应用设计寿命高达20年以上,同时投资回收期高达10年以上,因此业主对于光伏产品具备天然较低的风险偏好,对于新技术的推广初期会存在一定阻力。但若新技术具备显著的性价比,能够大幅缩短业主的投资回报周期,同时在头部组件和业主端得以验证后,将会快速开启新技术渗透周期。

当新技术带来的溢价相较于成本具备显著性价比时,下游业主端将会持续推进新技术的应用,新技术渗透率开始逐步提升。当新技术的性价比在终端得以可靠验证,同时产能开始大规模释放后,新技术渗透率将得以快速放量,同时有望恢复到合理溢价水平。而后随着新技术完全普及,其溢价最终让利给下游实现行业降本。

中信建投认为,当前来看,2022年的N型组件类似于2016年的单晶组件,已经具备显著性价比优势,同时头部组件企业已启动量产布局、下游业主接受度在持续提升,产品迎来渗透率初步提升。而随着未来降本技术的继续推进,同时产能释放带来的规模效应,将持续拉大 N 型组件的优势身位,市场份额有望快速提升至主流水平。

TOPCon电池参数优异,可基于PERC工艺升级

TOPCon(隧穿氧化层钝化接触)是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构。德国Fraunhofer ISE研究所在2013年首次提出TOPCon 电池概念,TOPCon电池为硅片的背面提供了良好的表面钝化,提升了电池的开路电压和短路电流,从而提升转化效率。

中信建投认为,与之前工艺相比,TOPCon主要有两大优势。

1) TOPCon优势之一:电池参数性能优异。TOPCon 电池的理论转化效率上限高,据德国研究所 ISFH 基于载流子选择性的概念,分析 PERC、HIT、TOPCon 电池的理论极限效率分别为 24.5%、27.5%、28.7%。其中基于双面 POLO2-BJ 结构,TOPCon理论效率28.7%接近晶硅极限29.43%。当前 TOPCon量产平均效率在23.5%—24.5%之间,实验室纪录已突破25%以上。

同时TOPCon电池还具备高双面率、低温系数好、低衰减等优点。根据晶科,其N型组件产品具备85% 双面率,能够提升背面 15%的发电量。P型的光致衰有1%到2%,TOPCon新品是P型首年衰减2%的一半,平均衰减0.4%。低温度系数方面,TOPCon 具备-0.3%/℃,远低于P型-0.4%/℃,高温条件具备更好发电量优势。

2) TOPCon 优势之二:可沿用大部分当前 PERC 工艺技术。目前 TOPCon 在现有 PERC 设备基础上,修改部分工艺即可完成技术升级。但由于当前 PERC 产线仍有一定经济性,且当前主流的 LPCVD 工艺路线占地面积较大不易改造,因此晶科等领先厂商产能仍以新建为主。随着后续 TOPCon 技术全面成熟抢占 PERC 市场,以及 PECVD 等三合一路线持续优化完善,有望开启 PERC 存量产能的改造。

N型电池组件效率参数优异,降本及溢价水平显著

中信建投认为,当前新技术渗透初期阶段,在技术产能方面布局领先的电池组件企业将能享受较强的技术红利,有望通过 N 型电池组件溢价获取超额利润及估值弹性,具备较好投资机会。而随着技术持续成熟加速释放,技术红利壁垒将一定程度弱化,技术红利会让利给下游带来光伏行业整体降本,此时设备、辅材公司是关注重点。

N 型组件相较于P型的性价比主要来自于三个方面:1)转化效率提升时,能够摊薄每 W 玻璃、胶膜、铝框等成本,降低组件自身的非硅成本;2)转化效率提升时,能够摊薄每 W 终端安装时的 BOS 成本,形成组件产品的溢价;3)由于 N 型高效电池组件具备低衰减、高双面率以及低温度系数等优势,能够实现全生命周期每 W 发电量更高,形成组件产品的溢价。

根据测算,电池片效率每提升0.5个 pct,组件端标称功率将随之增加2.1%-2.2%。而 N 型电池双面率的提升以及低温系数的改善,也能够带来功率 2%左右的增益幅度。

1) 高效率带来组件非硅成本的摊薄。组件成本中,电池成本占比为 63%,其他非硅成本主要包括玻璃、胶膜、铝边框、焊带、接线盒等。由于 N 型组件功率更高,能够有效降低面积相关的单 W 非硅成本。假设 PERC 组件和 N 型组件非硅(面积相关)不变,那么电池片效率每提升 0.5%,N型组件成本将节约1.1-1.2 分/W。

2) 高效率带来电站BOS成本的摊薄。根据 CPIA 的统计,电站端系统成本中组件占比较高,其他BOS成本则包括土地、逆变器、一次设备、二次设备、支架等。由于在同样面积下,N型组件功率更高,能够有效降低土地、支架、建安费用等面积相关的单位投资成本,因此在售价上,N型组件相比于PERC组件来说具有一定溢价。

3)低衰减进一步带来组件溢价。由于 N 型组件具有低衰减的特性,因此即使在综合输出功率相同的情况下,N 型组件全生命周期发电量仍然会高于 PERC 组件,从而能够降低电站度电运营成本。

假设PERC组件首年衰减2%,经年衰减0.50%,N型组件首年衰减1%,经年衰减0.40%。根据测算,在单瓦初始投资成本相同的情况下,N型组件对应的LCOE相比于PERC组件低0.007元/kWh。进一步基于两者 LCOE相同的情况下测算,N 型组件系统初始投资相比于PERC组件有0.08-0.09元/W左右的溢价空间。另外再叠加效率提升带来的系统端BOS成本的下降,N型组件溢价空间将进一步扩大。

降本层面:考虑到非硅成本下降,N 型电池片效率由 23%提至 24.5%,能够节省组件非硅成本 0.035 元/W。

溢价层面:同时考虑 BOS 成本下降及低衰减带来度电成本下降后,N 型组件溢价预计为 0.195 元/W。分拆来看:1)N 型电池片效率由 23%提至 24.5%,能带来 BOS 成本下降的 0.082 元/W 溢价空间;2)低温度系数以及高双面率大约能够带来 0.027 元/W 的溢价空间;3)N 型组件低衰减速率能够带来大约0.086元/W 的溢价。

中信建投总结认为,当前TOPCon电池处于技术爆发红利前期,N 型量产布局领先的企业将有望率先获得高额利润及市场份额,持续扩大其优势地位,今年有望实现平均0.1-0.2元/W 以上溢价。而随着后续技术持续扩散红利将逐步释放至下游终端,实现光伏产业链整体降本,溢价水平或将持续降低至 0.1元/W以内直到技术完全扩散,技术领先一体化头部组件公司将获得更好的市场份额。

本文节选自中信建投研报《N型TOPCon 有望成为年度光伏板块投资首选方向——光伏组件深度报告(二)》,原文作者:朱玥等。

关键词: 光伏电池片 光伏产品