企业竞争图谱:2024年BC(背接触)光伏电池 头豹词条报告系列
头豹研究院·2024-08-20 20:11

报告行业投资评级 报告未提及行业投资评级相关内容 报告的核心观点 - 硅片价格大幅下跌和行业降本增效压力加大,设备厂商有望率先受益 [18] - 多家主流光伏电池厂商布局BC电池,HPBC与ABC技术各具优势 [19] - 光伏装机量创新高,BC电池适合分布式场景,市场占有率有望大幅提升并推动相关企业出海 [20] 根据相关目录分别进行总结 行业定义 - 光伏电池是决定组件效率和成本的关键器件,也是产业链中技术含量最高的环节,当前转换效率提升已达极限且盈利能力较低,开发新技术提高转化效率成核心 [5] - 背接触(Back Contact)电池技术把正负电极置于电池背面,无金属电极遮挡,能最大限度利用入射光,减少光学损失,带来更多有效发电面积,拥有高转换效率且外观美观,兼容性强,可与TOPCon、HJT等技术叠加,也称为“xBC电池” [5] 行业分类 - HBC(IBC+N型HJT):异质结背接触电池,正面无电极遮挡,采用a - Si:H作为双面钝化层,兼具IBC电池和HJT电池优势,能取得更高开路电压和短路电流,达到更高光电转换效率 [7] - PBC(IBC+PERC):钝化背接触电池,通过在电池背面进行钝化处理和优化电极结构,提高电池的光电转换效率 [7] - ABC(爱旭自研,以N型硅片为衬底,与TBC类似):全背接触太阳能晶硅电池,具有正面美观无栅线、高转换效率、高可靠性、低衰减、温度系数好、阴影遮挡发电优化、高温抑制等特点 [7] - HPBC(隆基自研,以P型硅片为衬底,TBC+PBC):复合钝化背接触电池,以电池正面无栅线为特点,将电池所有负责收集传输载流子的金属栅线移到组件背面,提升光线利用率 [7] - TBC(IBC+N型TOPCon):又名POLO - IBC电池,将TOPCon钝化接触技术与IBC相结合,正面无栅线,能有效提高钝化效果和开路电压,获得更高光电转换效率 [7] - IBC(技术平台,最基础BC电池):叉指式背接触电池,正面无栅线电极,正负极交叉排列在背面,前表面仅有减反射层和钝化层,PN结和金属接触都处于电池背面,无金属电极遮挡,有利于提升光电转换效率 [7] 行业特征 - 对比传统技术:兼容性强,效率更高,IBC太阳电池正负电极在背面交叉分布,正面无金属栅线遮挡,短路电流高,是目前光电转换效率最高的晶体硅太阳电池之一,通过优化衍生出的新型电池体现出兼容性,IBC理论最高值相比PERC和TOPCon有显著提升,量产效率与HJT基本相同 [8] - 核心工艺:包括钝化、图形化、金属化。钝化可降低生产成本并实现光伏电价平价上网,IBC太阳电池采用金字塔结构和抗反射层,通过扩散形成FSF或p型浮动结结构;图形化通过印刷源浆、光刻、激光掺杂等方式形成叉指状的P⁺区和n⁺区;金属化需分别将正负电极精准印刷在P⁺区和N⁺区,主要采用丝网印刷和铜蒸镀两种方式 [9] - 产业阶段:处于快速降本阶段,相比钙钛矿技术路线难度系数较低,光电转换效率理论值有望突破30%,主要竞争对手是N型电池,目前产品良率达95%,具备大规模量产能力,但仍面临成本挑战,预计成为产业主流需5 - 6年 [10][11] - 生产端:脱银化趋势确立,银浆占电池片非硅成本的30% - 40%,电池企业通过工艺优化降低银浆消耗,主流BC技术在P型硅片上用铝浆替代银浆,N型硅片的BC电池采用电镀铜技术,但成本较高,悲观预计光伏产业进入TW时代,脱银化未完全普及可能导致银价上涨 [11] 发展历程 - 技术验证期(1975 - 1996年):1975年提出背接触概念,1984年报道类似点接触太阳电池,1985年制备出效率21%的IBC太阳电池,技术从概念提出到实验研究取得突破 [13] - 产业形成期(1996 - 2012年):1997年开发的IBC电池在1个光照下得到23.2%的转换效率,2004年研发出第一代大面积IBC电池A - 300,2007年研发出可量产的第二代IBC电池,2012年天合光能承担国家相关计划,技术从高效性验证、产业化初期、工艺优化与量产到国家支持与技术推广 [14] - 研发突破期(2012 - 2017年):2014年SunPower公司制备的第三代IBC太阳电池最高效率达25.2%,天合光能创造24.4%的世界纪录,2017年天合光能在n型单晶硅上实现24.13%的光电转换效率,同年HBC电池报道出26.6%的电池转换效率,中国企业技术不断突破,达到世界一流水平,HBC等技术方案不断推出 [15] - 激烈竞争期(2017年至今):2019年建立国内首条IBC电池量产线,2020年提出SiO₂ - SiNₓ - SiO₂ (ONO)表面钝化膜结构使IBC太阳电池获得25%的光电转换效率,2022年设计出集成光子晶体的多晶硅氧化物叉指背接触太阳能电池,效率可提高到29.1%,2023年首款钙钛矿/混合型BC四端叠层太阳电池面世,叠加后转换效率达到33.94%,中国IBC电池产线规模化加速,混合高效率xBC电池技术逐步成熟 [16] 产业链分析 - 产业链上游:包括硅片、PET基膜、银浆等原材料,2023年光伏行业价格波动,硅片价格大幅下跌,年末PERC电池和组件价格大幅下降,未来行业变革依靠技术创新和规模化龙头企业,设备厂商在中游电池片制造商投产前有望受益,当前BC电池设备投资平均达到3.3亿元/GW,爱旭ABC电池部分设备投资额占比大,IBC电池领域设备价值有所提升 [17][22][24] - 产业链中游:多家主流光伏电池厂商布局BC电池,隆基绿能的HPBC技术在成本控制方面有优势,爱旭股份的ABC技术在电池转换效率和组件最高效率方面表现更佳,预计未来BC电池将在成本和效率之间达到平衡 [19][25][28] - 产业链下游:光伏装机量屡创新高,市场需求旺盛,2023年全球光伏新增装机容量超400GW,中国新增和累计装机容量均居全球第一,政策推动全球光伏装机大幅增长,BC电池适合分布式场景,市场占有率有望大幅提升并推动相关企业出海,尤其在欧美市场 [20][30][31] 行业规模 - 2019 - 2023年,中国BC电池行业市场规模由0亿元增长至27.47亿元,预计2024 - 2028年,由137.76亿元增长至1431.38亿元,期间年复合增长率79.54%;2019 - 2023年,中国BC电池设备行业市场规模由0亿元增长至14.94亿元,预计2024 - 2028年,由62.05亿元增长至193.63亿元,期间年复合增长率32.91% [35] - 历史变化原因:内需方面,中国分布式光伏新增装机增长较快,2023年新增装机96.29GW,同比增长88%,预计2024年新增装机量保持在80 - 100GW;外销方面,欧美家庭市场需求强劲,2023年欧盟光伏市场新增并网容量达55.9GW,同比增长40%,美国分布式太阳能市场安装超过29GW的发电容量 [36][37] - 未来变化原因:设备端截至2025年末将有100GW +的BC电池片投产,行业初具规模;整体行业随产量稳步提升,BC电池整体容量将快速扩大,当前价格已至低位,产能加速出清,预计2024年下半年价格企稳回升,销售单价有相应预测 [38][39] 政策梳理 - 《关于组织开展“充电基础设施建设应用示范县和示范乡镇”申报工作的通知》:鼓励条件适宜地区结合充电设施建设分布式光伏、分散式风电等,形成绿色充电一体化系统,增加农村市场对BC光伏电池的需求,推动行业发展和市场扩展 [42][43][44] - 《关于推动能源电子产业发展的指导意见》:开展TOPCon、HJT、IBC等高效电池及组件的研发与产业化,突破N型电池大规模生产工艺,推动BC光伏电池技术进步和规模化生产,提升其在生产工艺和材料质量上的竞争力 [45][46][47] - 《关于组织开展农村能源革命试点》:加快风电、光伏发电建设开发,鼓励利用多种屋顶建设光伏发电,推进分布式光伏发电和技术创新应用,扩大BC光伏电池市场,提升技术水平和应用场景多样性 [48] - 《绿色产业指导目录》:规范光伏发电设备制造和运营标准,推动技术创新和多能互补发展,鼓励分布式能源和建筑可再生能源应用,扩大市场需求,促进BC光伏电池在多种应用场景中的广泛使用 [48] - 《关于促进光伏产业链供应链协同发展的通知》:构建供应链大数据平台,推广应用新服务,提高供应链整体应变及协同能力,鼓励技术创新、规范行业秩序、加强系统对接和深化全链合作,提升BC光伏电池行业的技术水平、市场竞争力和供应链稳定性,促进产业高质量发展 [48] 竞争格局 - 行业目前集中度较高,爱旭和隆基绿能具备大规模量产能力。第一梯队有爱旭股份、隆基绿能等;第二梯队有中来股份、均达股份、TCL中环、天合光能等;第三梯队有晶科能源等 [49] - 竞争格局形成原因:少数企业较早开始布局,提前实现投产/量产,国际企业起步早有先发优势,中国企业隆基股份技术处于行业领先水平,规划未来几年BC电池年产能将达到100GW,中国BC光伏电池企业通过技术研发在全球光伏市场占据重要地位 [50][51] - 竞争格局变化原因:BC电池企业通过提升良率和优化封装工艺提高自身竞争力,产品良率可达94% - 95%左右,正逐步缩小与N型TOPCon的成本差距;双面率将直接影响企业在集中式场景的份额,爱旭和隆基的产品双面率有所提升,未来BC电池产品双面率水平影响其在集中式场景的市场份额 [52][53][54] 企业分析 - 隆基绿能科技股份有限公司:2023年实现营业收入1294.98亿元,同比增长0.39%;实现归属于上市公司股东的净利润107.51亿元,同比下降27.41%。技术优势明显,已成功研发HPBC二代产品,组件功率比同规格TOPCon组件高5%以上,可提升电站全生命周期发电量6.5% - 8% [59][60][61] - 上海爱旭新能源股份有限公司:2023年实现营业收入271.70亿元,同比减少22.54%;实现归属于上市公司股东的净利润7.57亿元,同比减少67.54%。具有生产优势,柔性化布局使单位面积产能提升50%,有显著环保特征并降低近40%的用电量 [62][63][64] - 天合光能股份有限公司:2023年实现营业收入1133.92亿元,同比增长33.32%,实现归母净利润55.31亿元,同比增长50.26%。具有品牌优势,入选中国企业500强榜单,多次上榜彭博新能源财经一级光伏组件制造商名录,获多项荣誉和大奖 [65][67][68]

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