退火爐 價格（光伏設備行業專題研究）

（報告出品方/作者：廣發證券，代川、朱宇航）一、TOPCon繼往開來，技術路線多樣化TOPCon技術是德國Fraunhofer太陽能研究所2013年在第28屆歐洲PVSEC光伏大會上首次提出的一種新型鈍化接觸太陽能電池。TOPCon電池在結

（報告出品方/作者：廣發證券，代川、朱宇航）

一、TOPCon 繼往開來，技術路線多樣化

TOPCon技術是德國Fraunhofer太陽能研究所2013年在第28屆歐洲PVSEC光伏大 會上首次提出的一種新型鈍化接觸太陽能電池。TOPCon電池在結構上與PERC電池 的區別在于背面增加了超薄隧穿氧化層和多晶硅層，二者形成鈍化接觸結構，為硅 片背面提供了良好的界面鈍化。

隨著TOPCon技術的持續推進，其競爭力逐步顯現，主要表現在以下三個方面：

第一，轉換效率較高，潛力較大。PERC目前的量產轉換效率在23%左右，轉換效率 的提升空間已然有限，TOPCon目前的量產轉換效率在24.0-24.5%左右，理論最高 轉換效率在28.7%，與HJT（異質結）電池28.5%的轉換效率較為接近，而HJT電池 的量產轉換效率目前也在24.0-24.5%左右，兩者較為接近。

第二，與存量PERC兼容度高，能夠繼承PERC時代的技術積累與大部分設備。與現 有 PERC 生 產 工 序 相 比 ， TOPCon 主 要 增 加 硼 擴 散 和 隧 穿 層 沉 積 的 LPCVD/PECVD/PVD等設備；同時，近兩年新建大尺寸PERC產線一般預留了 TOPCon的升級空間，一些廠商也專門推出了針對存量產線改造的設備，諸如捷佳偉 創推出了三合一設備，并與潤陽簽訂了5GW存量產線改造的合同。

TOPCon技術可以延長現有產線的生命周期，節約資本開支。根據英利能源的數據， 新建PERC產線的設備投資額為1.2-1.7億元/GW，新建TOPCon產線設備投資額為2- 2.5億元/GW，新建HJT產線設備投資額為4-4.5億元/GW。而若從PERC升級至 TOPCon則設備投資額為0.5-0.7億元/GW，能有效降低投資成本；此外，從行業平均 的電池成本來看，TOPCon的單W成本比PERC高0.1元/W左右，而個別TOPCon先 進產能的單W成本已經與PERC相當接近，HJT的單W成本比PERC高約0.2-0.3元/W， 先進產能的單W成本差距可以做到0.2元/W左右。

第三，性價比具有一定優勢。TOPCon較高的轉換效率使得電池單瓦及單位面積發 電量有所提升，能夠有效的降低BOS成本。晶科能源N型TOPCon組件效率較現有產 品進一步提升，最新N型TOPCon組件Tiger Neo效率達到22.2%，功率達到620W， 天合和中來均推出了700W的組件。

同時，TOPCon電池具備良好的弱光效應，延遲組件日發電時長，有效降低LCOE。 根據中來公眾號發布的數據，考慮25年全生命周期的維度，與PERC組件相比， TOPCon組件首年衰減低1%，BOS成本低3.9%，LCOE低6.6%，發電增益高6.3%，經第三方檢測機構TUV北德在不同反射率的地面條件下的實證發電測試發現， TOPCon組件最高可以得到30%的發電增益，若控制LCOE不變（$0.1066），與主 流PERC組件對比，TOPCon組件比PERC有2.8美分/每瓦的價格優勢。

TOPCon技術方案多樣，LPCVD較為成熟，PECVD、PVD、PEALD等各顯身手， 電池片環節的專有技術有望增多，競爭格局有望優化。從結構方面來看，TOPCon結 構分為兩層：第一層為超薄氧化硅隧穿層，厚度1-2nm，可以通過熱氧、化學腐蝕方 式形成。

第二層是摻雜多晶硅層，可以由LPCVD、PECVD、PVD等方法制備，主要技術路線 分為磷擴摻雜、離子注入摻雜、原位摻雜，與傳統的擴散摻雜不同，離子注入是將雜 質原子電離成帶電粒子后，再用強電場加速這些粒子注入到硅基體材料中進行摻雜， 但是離子碰撞會引起晶格斷裂或損傷，需要退火來完成摻雜離子的去除和激活；原 位摻雜是在沉積多晶硅的同時通入含有雜質的氣體，使多晶硅摻雜均勻，后期也需 要退火處理來達到晶化目的，PECVD、PVD多使用原位摻雜。各家電池廠商基于自 身的技術積累，選擇了不同的技術路線進行攻關，隆基、晶科以LPCVD為主，通威 以PECVD、PEALD為主，中來以POPAID為主。

我們認為與PERC和HJT較為統一的技術路線不同，TOPCon多樣的技術方案使得 電池廠商從以往的整線采購向分環節采購設備“攢”產線轉變，有望增強電池端在 產業鏈中的話語權，競爭格局有望優化。

隧穿氧化層的制備，熱氧化法較為成熟，而PECVD法和ALD法也是目前研究的重點 方向。對于隧穿氧化層的制備主要有熱氧化法、PECVD、原子層沉積、濕化學法等， 目前TOPCon氧化層制備主要采用熱氧化法，其鈍化效果最好，但反應速度較慢，熱 氧法所用設備為熱氧化管式爐，其可以與非晶硅沉積環節設備集成；PECVD法的優 勢在于生長速率較快，但是鈍化效果和均勻性稍差；ALD鈍化效果和均勻性優于 PECVD法，但是生長速率較差；濕化學法和準分子源干氫法應用較少。

摻雜多晶硅層的制備，LPCVD法為現有主流且較為成熟，PECVD法、PEALD法、 PVD法也是目前研究的重點方向。對于摻雜多晶硅層，主要有4中制備方法，其中 LPCVD、PECVD和PEALD屬于化學沉積方式，而濺射法是屬于物理氣相沉積(PVD) 方法。LPCVD是目前工藝較成熟的設備，具有產量高、可直接制備n型多晶硅層的優 點，但會損傷石英件，石英件需要定期更換，且存在繞鍍問題；PECVD法沉積速度 要高于LPCVD，但其設備要求高，同時產生的膜層不致密，燒結后開壓較低；PEALD 則是較新的技術，采用原子層沉積原理，其沉積速率最高，但成本較高，也無法解決 PECVD膜層不致密的問題；PVD的優點在于無污染，操作簡單且安全，沉積速率也 高于LPCVD，但缺點在于其硅靶材用量較大，成本較高，膜層均勻性相對較差，退 火溫度也較高。

除去常見的N型TOPCon電池之外，現在出現了一種基于P型硅片的TOPCon電池結 構，根據中科院寧波材料所的公開資料，P型TOPCon電池正面和PERC結構一致， 無需增加擴硼設備，只需增加氧化硅和多晶硅的相關設備（諸如“二合一”PECVD 設備），只需有限的設備投入，非常適合現有PERC產線的升級。

從現有的轉換效率紀錄和廠商布局來看，由于LPCVD較為成熟，絕大部分廠商現有 布局以LPCVD法為主，少部分為PECVD法；值得注意的是，寧波研究所的25.50% 的轉換效率是用PECVD法取得的。另外，PVD法主要是中來在布局，PEALD主要是 通威、微導在主導。

當前業內多家企業已布局TOPCon電池，推出大功率級TOPCon組件。根據2021年 SNEC展會，多家廠商已推出TOPCon組件產品，量產轉換效率多數已達到22%以上。

TOPCon有望率先放量，22年全年產能投入有望超過30GW。根據晶科能源公眾號 的披露，2022年1月安徽晶科能源一期8GW新型高效電池片實現貫通投產，主要生 產高效N型TOPCon電池，目前晶科TOPCon電池平均量產效率在24.5%，最高效率 已經達到25.4%，該項目的投產預示著TOPCon大規模投入的條件已經較為成熟；除 去晶科之外，隆基、天合、中來、晶澳等電池片廠商以及比亞迪等新晉廠商均有不同 規模的投入計劃，根據集邦咨詢和我們的統計，目前規劃的TOPCon產能超過 100GW，我們預計2022年TOPCon將迎來投產高峰期，有望超過30GW。（報告來源：未來智庫）

二、TOPCon 技術方案多點開花，設備廠商爭奇斗艷

TOPCon技術方案多樣，設備廠商各有側重。在PERC技術升級為TOPCon的核心3 大工藝步驟中（隧穿氧化層、多晶硅層、擴散），多家廠商推出了各自的技術方案， 氧化層需要新增的設備主要是氧化爐、PECVD、PEALD，隧穿氧化層一般需要增加 LPCVD、PECVD，根據摻雜方案的不同，需要增加退火爐、擴散爐或者離子注入機。

目前采用較多的為拉普拉斯的LPCVD方案，即隧穿氧化層用熱氧（氧化爐），多晶 硅層用“本征+磷擴”（LPCVD、擴散爐），該方案技術成熟，但存在產能低、良率 低等問題，多晶硅層亦可用“摻雜+退火”（LPCVD、退火爐），繞鍍較易清理，但 是存在鍍膜速率較慢、膜層均勻性等問題；捷佳偉創基于自身在PECVD方面的深厚 積累，推出了“三合一”設備，實現了隧穿層、多晶硅層、原位摻雜層的制備，解決 了傳統TOPCon電池生產過程中繞鍍、石英件高損耗的固有難點，而且新型PE-poly 路線的原位摻雜時間僅為傳統LP路線的五分之一；微導提出了基于PEALD的方案， 隧穿氧化層采用基于PECVD的“摻雜+退火”方案，具有氧化層均勻性易控制，繞鍍 輕微，鍍膜速率快，但是也有H含量較高，容易爆膜的問題。

預計2022年光伏電池片設備市場規模約254億元，其中TOPCon設備市場規模約92億元。我們通過統計國內新增電池片環節的新增產能，并對不同技術路線的在新增 產能中的占比以及產線投入作出假設，得到2022-2025年的光伏設備市場規模為 254/348/430/535億元，復合增長率保持在20%左右。

三、硅料產能釋放，電池片盈利回升，資本開支望上行

短期波動不改長期趨勢，靜待下游盈利好轉。從21年初到22年1月初，硅料價格從72 元/kg，上升到235元/kg，上升幅度達226%，期間最高達到270元/kg，上升幅度達 275%，同期電池片價格從約0.95元/W上升到約1.10元/W，上升幅度只有約16%，硅 料價格上漲，電池片環節成本不能順利向下傳導，使得電池片環節盈利惡化。

以愛旭股份為例，20Q4-21Q3四個季度的毛利率分別為17.7%/9.7%/1.7%/6.0%，凈 利率為12.7%/3.4%/-3.2%/-0.5%，電池片環節開工率與盈利情況均不甚理想，也對 電池設備的投入與驗收工作造成了一定的負面影響。我們認為硅料價格的高企造成 的只是電池片設備投入的推遲而不是取消，隨著硅料產能的逐步釋放、電池片環節 開工率與盈利的逐步好轉，電池片設備的投入將繼續。

2022年隨著硅料產能逐步釋放，硅料環節“相對緊缺”現狀年內有望得到改善，電 池片盈利或將回升，有望帶動資本開支上行。根據集邦咨詢，至2022年年底全球多 晶硅有效產能有望達80-85萬噸，新增產能約為20-30萬噸。考慮硅料產能爬坡時間 約6個月，且受能耗雙控及產線檢修影響，2022年上半年硅料新增有效產能有限，疊 加下游剛性裝機需求，硅料仍處于緊平衡狀態，隨著Q3、Q4季度硅料廠商擴產項目 達產，產能逐步釋放，Q2末硅料供需緊平衡狀況將得到緩解，硅料或將小有余量， 電池片盈利或將回升，將有效帶動設備的需求增長。

四、重點公司分析：技術路線多點開花，設備廠商各有千秋

（一）捷佳偉創：多路線布局，有望受益于行業擴產進程

捷佳偉創成立于2007年，是國內領先的從事晶體硅太陽能電池設備研發、生產和銷 售的國家高新技術企業。公司憑借自身的技術研發實力在太陽能電池設備生產領域 行業地位突出。

公司的主要業務為晶體硅太陽能電池設備研發、生產和銷售，主要產品包括PECVD 及擴散爐等半導體摻雜沉積工藝光伏設備、清洗、刻蝕、制絨等濕法工藝光伏設備 以及自動化（配套）設備、全自動絲網印刷設備等晶體硅太陽能電池生產工藝流程 中的主要及配套設備的研發、制造和銷售。

公司收入和凈利潤穩中有升。公司實現2020年收入40.44億元，同比增長60%， 2021Q1-Q3季度實現37.45億元，同比增長21.43%，2021年收入預計將保持增長。 公司2020年凈利率為12.93%，毛利率為26.43%，相較于2019年均出現下滑，2021 年Q1-Q3季度凈利率為16.01%，毛利率為25.70%，凈利率較2020年有所上升，毛利 率下滑速度趨緩。

根據公司在互動易對投資者的答復，公司正加速第三代電池設備布局，管式PECVD 正在中試線上進行量產定型的工藝調試階段，運行情況均符合公司預期，并且還在 升級優化，公司在光伏各技術路線及海外市場上的新簽訂單在不斷增加。（報告來源：未來智庫）

（二）邁為股份：國際 HJT 設備領先企業，率先受益于 HJT 擴產進程

邁為股份成立于2010年，是一家集機械設計、電氣研制、軟件算法開發、精密制造 裝備于一體的高端智能裝備制造商。公司憑借多年來優異的自主研發能力、產品質 量與售后服務體系，打破了外國廠商在光伏絲網印刷設備領域的壟斷，成為全球光 伏絲網印刷設備的龍頭企業，實現了光伏絲網印刷制造設備領域的國產化替代。

邁為股份的主要業務為面向太陽能光伏、顯示、半導體三大行業，研發、制造、銷售 智能化高端裝備，主要產品包括全自動太陽能電池絲網印刷生產線、異質結高效電 池制造整體解決方案、OLED柔性屏激光切割設備、Mini/Micro LED晶圓設備、半導 體晶圓封裝設備等。

公司收入和凈利潤穩中有升，凈利率和毛利率持續回升，盈利能力強。公司實現2020 年收入22.85億元，同比增長59%，2021Q1-Q3季度實現21.85億元，同比增長35%， 2021年收入預計將保持較高增長。公司2020年凈利率為17.25%，毛利率為34.02%， 2021年前三季度凈利率為20.39%，毛利率為38.41%，凈利率與毛利率持續上升，盈 利能力較強。

（三）帝爾激光：光伏激光設備龍頭，技術持續突破

帝爾激光成立于2008年，是一家研發精密激光加工配套設備,提供相應解決方案設計 的國家級高新技術企業。公司在微納級激光精密加工領域深耕多年，在高效太陽能 電池路線領域，PERC激光消融設備、SE激光摻雜設備，技術水平處于行業前列， 是行業內少數能夠提供高效太陽能電池激光加工綜合解決方案的企業。

公司主營業務為精密激光加工解決方案的設計及其配套設備的研發、生產和銷售。 公司主要產品為應用于光伏產業的精密激光加工設備，目前的主要產品包括PERC 激光消融設備、SE激光摻雜設備、MWT系列激光設備、全自動高速激光劃片/裂片 機、LID/R激光修復設備、激光擴硼設備等激光設備。近來公司在激光轉印等領域 持續突破，已覆蓋了高效太陽能電池的PERC、MWT、SE、LID/R等多個工藝環 節，PERC、IBC、SE、LID/R等工藝可在高效太陽能電池生產過程中疊加。

公司收入和凈利潤穩步上升，凈利率和毛利率緩慢下滑但仍維持高位。公司實現2020 年收入10.72億元，同比增長53%，2021Q1-Q3季度實現9.35億元，同比增長31%。 公司2020年凈利率為34.79%，毛利率為46.54%，2021年前三季度凈利率為30.12%， 毛利率為44.62%，凈利率與毛利率有所下滑，但整體盈利能力仍較強。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站