HJT:國產設備降本助推產業化提速

HJT：國產設備降本助推產業化提速

北極星太陽能光伏網訊:01摘要

HJT設備國產化帶來的降本有望推動產線投資回收期快速下降，加速HJT電池的產業化進度。2020-2025年HJT設備需求空間有望超過600億元，率先布局的設備企業有望享受產業化初期較高的訂單彈性。

（來源：微信公眾號「老成之見」 ）

02支撐評級的要點

HJT電池兼具高轉換效率與短工藝流程：簡潔獨特的非晶矽膜鈍化結構一方面使得HJT電池具備高轉換效率，另一方面使得僅需4步主工藝即可完成HJT電池的生產，在一定程度上降低了HJT電池工藝控制的複雜程度和產業化的難度。

PECVD：提效與降本之匙：PECVD作為支撐HJT電池關鍵工藝非晶矽薄膜沉積的設備，其質量與HJT電池轉換效率緊密相關。同時，PECVD在HJT產線中50%-60%的價值量佔比也決定了其在HJT設備降本中的關鍵地位。當前PECVD環節國產化熱情高漲，已有部分國內企業取得階段性積極成果。預計國內企業有望取得產能、性能、價格之間的平衡，國產PECVD設備的價格水平有望在單臺150-250MW產能的基礎上降低至3億元/GW左右，進而有望將整條生產線的設備投資降低至5億元/GW以下。

其他主設備：國內企業積極入局，國產化全面推進：在非晶矽鍍膜之外，TCO鍍膜、清洗制絨、絲網印刷等其他主工藝設備亦呈現國內企業積極入局、設備國產化全面推進的良好局面，在清洗制絨環節部分企業已推出具備性價比優勢的產品。

設備降本或打響產業化提速「發令槍」：預計HJT電池後續主要通過效率提升、銀耗降低、設備降價、矽片減薄等途徑實現降本，其中設備降價不僅可直接降低折舊成本，還有望推動HJT產線投資回收期快速下降。我們測算 HJT設備初始投資額在降至5億元/GW時，HJT產線投資回收期將快速下降至4年左右，有望顯示出充分的投資吸引力，從而擴大HJT產能規模並逐步顯現規模效應以加速效率提升和材料降本的進程，形成良性循環後有望進一步加快HJT電池的產業化進度。

03投資建議

在設備國產化的基礎上，HJT設備初始投資額在降至5億元/GW以下的過程中有望推動HJT產線投資回收期快速下降，進而加速HJT電池的產業化進度並加速對現有技術路線的替代。我們測算2020-2025年新增設備需求空間有望超過600億元，產能投放高峰年份空間有望超過200億元，較早布局的設備企業有望享受產業化初期較高的訂單彈性。推薦HJT設備國產化先鋒邁為股份、捷佳偉創，建議關注金辰股份，此外建議關注非上市公司理想萬裡暉、鈞石能源等。

04評級面臨的主要風險

HJT電池效率進步與降本速度不達預期；設備與輔材降本進度不達預期；單晶PERC電池效率競爭力超預期；光伏政策風險；疫情影響超預期。

05報告正文

1HJT電池兼具高轉換效率與短工藝流程

純異質結電池實驗室轉換效率已超過25%：目前國內外對異質結電池的研究已大範圍展開，轉換效率亦逐步攀升。現在在M2的標準矽片尺寸下，純異質結結構電池的轉換效率世界紀錄為25.11%，由我國漢能成都研發中心創造，且此轉換效率是在使用量產設備和量產工藝的前提下取得的，具備相當程度的量產可能性。同時，疊加IBC技術組成的HBC電池轉換效率已達到26.7%。

高轉換效率得益於電池材料和結構：HJT異質結電池以N型單晶矽片為襯底，在經過清洗制絨的N型矽片正面依次沉積厚度為5-10nm的本徵a-Si:H薄膜和P型摻雜a-Si:H薄膜以形成p-n異質結，在矽片背面依次沉積厚度為5-10nm的本徵a-Si:H薄膜和N型摻雜a-Si:H薄膜形成背表面場，在摻雜a-Si:H薄膜的兩側再沉積透明導電氧化物薄膜（TCO），最後通過絲網印刷或電鍍技術在電池兩側的頂層形成金屬集電極。HJT電池中的本徵非晶矽薄膜（i-a-Si:H）有效降低了晶矽/非晶矽異質結表面的複合速率，同時補償了本徵非晶矽層自身存在的懸掛鍵缺陷，在矽片表面獲得了令人滿意的鈍化效果，顯著提升了電池的開路電壓和轉換效率。

簡單的電池結構決定了較短的生產工藝流程：從電池結構上看，異質結電池由中心的矽片基底疊加兩側的數層薄膜組成，整體結構頗為簡單，各層材料之間基本不存在交疊、貫穿等現象。HJT電池生產過程的核心即為各層薄膜的沉積，不涉及擴散、注入等工藝，整體而言其工藝流程較短，主工藝僅有4步。相對於同屬於N型電池、但生產工藝需要10-20步的IBC和TOPCon電池，HJT電池較短的工藝流程在一定程度上降低了工藝控制的複雜程度和產業化的難度。

HJT電池設備與現有主流工藝設備不兼容：HJT電池各步工藝分別對應清洗制絨設備、非晶矽薄膜沉積設備、TCO膜沉積設備、金屬化設備等各個主工藝設備，其中非晶矽薄膜沉積設備與TCO膜沉積設備不應用於現有主流單晶PERC電池的生產製造，而清洗制絨、金屬化設備與PERC電池設備類似，但仍有不同之處。整體而言HJT電池生產設備與單晶PERC電池生產不兼容，亦不完全與TOPCon、IBC等其他N型電池設備兼容。

2PECVD：提效與降本之匙

2.1 HJT核心工藝：非晶矽薄膜沉積

HJT電池轉換效率與非晶矽薄膜質量直接相關：HJT電池之所以具備較高的光電轉換效率，核心原因在於其具備顯著高於其他結構電池的開路電壓，而較高的開路電壓則來源於矽片兩面分別沉積的兩層非晶矽薄膜（i-a-Si:H/n-a-Si:H/p-a-Si:H）對界面接觸的鈍化效果。因此非晶矽薄膜的沉積質量即與產線產出HJT電池的轉換效率直接相關。

CVD為非晶矽薄膜沉積的主流工藝：為了獲得具有鈍化功能的非晶矽薄膜，實際生產中一般採用化學氣相沉積（CVD）工藝，其中以等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）和熱絲化學氣相沉積（HWCVD/Cat-CVD）兩種工藝路徑為主。本徵和摻雜非晶矽薄膜分別由矽烷、硼烷、磷烷等氣體裂解沉積而成，而等離子體與高溫熱絲都是起促進氣體裂解的作用。

HWCVD產業化應用相對較少：HWCVD是利用高溫金屬絲的催化作用使矽烷、硼烷等氣體分解沉積至矽片表面從而獲得非晶矽薄膜。在高溫金屬絲的作用下，反應氣體分解效率較高，反應速率相對較快，因此薄膜沉積的速率相對較高，同時沉積出的薄膜更為有序。此外，HWCVD還具備氣體利用率高、沉積對矽片本身損傷較小等優點。但由於HWCVD同時具有熱絲壽命較短導致更換成本高、熱絲溫度控制精度不高、熱絲溫度影響矽片溫度等問題，目前產業應用相對較少，少量的應用以日本HJT電池企業為主，國內有科研院所與企業正在研發。

2.2PECVD：HJT設備降本的關鍵

PECVD沉積薄膜的基本過程：PECVD技術是藉助於輝光放電等離子體使含有薄膜成分的氣態物質發生化學反應，從而實現薄膜材料生長的一種製備技術。基本反應過程為：1）在非平衡等離子體中，電子與反應氣體（HJT電池生產中為矽烷、硼烷、磷烷、氫氣等）發生初級反應，使得反應氣體發生分解，形成離子和活性基團的混合物；2）各種活性基團向薄膜生長表面（襯底，即矽片）擴散輸運，同時發生各反應物之間的次級反應；3）到達生長表面的各種初級反應物和次級反應產物被吸附並與表面發生反應，同時伴隨氣相分子物的再放出。

梅耶博格與應用材料為海外主要供應商：瑞士光伏設備廠商梅耶博格生產的HELiA系列HJT電池生產線中包含有用於非晶矽鍍膜的PECVD設備。其設備已應用於REC、3Sun、Ecosolifier等海外HJT電池廠商。梅耶博格PECVD設備的特點：1）在不同鍍膜腔體內使用不同的託盤（tray）以隔絕沉積不同膜層時可能出現的交叉汙染，可提升鍍膜質量；2）設備每個腔體內的託盤始終保持已加熱的狀態，節約了每次鍍膜的初始加熱時間，可提升生產節拍。

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