2024年光伏設(shè)備行業(yè)專題研究：0BB量產(chǎn)節(jié)點延長設(shè)備行業(yè)景氣度

2024年光伏設(shè)備行業(yè)專題研究：0BB量產(chǎn)節(jié)點延長設(shè)備行業(yè)景氣度1.0BB適配HJT/TOPCon實現(xiàn)降本增效1.10BB可實現(xiàn)電池環(huán)節(jié)取消主柵降本增效為節(jié)約銀漿耗量，電池主柵傾向于更細(xì)更多，其核心在于寬度與數(shù)量的平衡。電池片正背面的金屬電極可分為主柵（Busbar）和副柵（又稱細(xì)柵，F(xiàn)inger），用于導(dǎo)出內(nèi)部電流。其中副柵用于收集光生載流子，主柵則起到匯集副柵的電流和串聯(lián)的作用。近些年來，主柵技術(shù)不斷發(fā)展，柵線圖形由4BB、5BB發(fā)展到MBB（MultipleBusbar，9-15柵）再發(fā)展到SMBB（Super-MultipleBusbar，16柵及以上），主柵變得更細(xì)（減少遮光損失、降低銀耗）、更多（保證導(dǎo)電性能）。主柵變細(xì)能夠減小表面對太陽光的阻擋，降低銀漿用量；但主柵變細(xì)會增大電阻，需要增加主柵的數(shù)量保證導(dǎo)電性能，因此主柵設(shè)計的核心在于寬度與數(shù)量之間取得平衡。0BB（無主柵）是SMBB技術(shù)的升級，進(jìn)一步降本且增效。一方面直接取消電池片主柵，進(jìn)一步降低銀耗；另一方面在組件環(huán)節(jié)用銅焊帶替代原有主柵導(dǎo)出電流的作用。過去MBB組件焊帶直徑在0.2-0.4mm之間，而0BB焊帶更細(xì)，直徑為0.2mm，遮光面積更小，理論上能夠提升組件功率。0BB技術(shù)最早可追溯至國外的SmartWire方案。2003年Day4Energytechnology申請了無主柵太陽電池技術(shù)專利，該技術(shù)不再在太陽電池上印刷主柵，并采用多根金屬絲(≥10根)代替常規(guī)焊帶，在實現(xiàn)提升效率的同時，節(jié)省了銀漿的用量。2011年Day4Energy將其更名為DNA技術(shù)的電池互連技術(shù)，并成功應(yīng)用于Roth&Rau的HJT電池，取得了19.3%的組件效率；同年梅耶博格收購Roth&Rau。2012年Day4Energy因經(jīng)營不善退市，將SmartWire技術(shù)轉(zhuǎn)讓給梅耶博格，后者將DNA技術(shù)更名為SmartWire并繼續(xù)開發(fā)，并于2013年向市場發(fā)布。國外SmartWire方案專利過期，國內(nèi)0BB技術(shù)開始布局。SmartWire專利由梅耶博格獨享。該方案存在成本較高等問題，早期階段，國內(nèi)并未實現(xiàn)無主柵技術(shù)的大規(guī)模推廣。但SmartWire最核心的專利最早申請于2003年，隨著2023年SmartWire核心專利到期（美國專利保護(hù)期20年），國內(nèi)涌現(xiàn)較多布局0BB無主柵技術(shù)的廠商。1.20BB對HJT降本幅度最大，對TOPCon同樣可觀N型電池代替P型，銀耗成為新的痛點。隨著P型電池（PERC）轉(zhuǎn)換效率逐漸逼近其理論極限24.5%，市場逐漸從P型電池轉(zhuǎn)向理論極限為28%的N型電池（TOPCon、HJT、XBC等）。與此同時，銀漿耗量的增大成為新的痛點（銀漿是電池片的核心輔材，成本占比僅次于主材硅片），其中銀漿成本約占PERC電池的8%，卻占TOPCon/HJT電池的10%和18%，因此降低銀耗成為N型電池降本的關(guān)鍵。我們預(yù)計：（1）PERC銀耗約0.06元/w：PERC電池正面的主柵和副柵均為銀漿，背面為銀漿和鋁漿（主柵銀漿，副柵鋁漿）。目前量產(chǎn)的PERC單W銀耗約9.6mg，我們預(yù)計單W銀漿成本約0.06元（我們假設(shè)高溫銀漿單價約5800元/KG）。（2）TOPCon銀耗約0.07元/w：相比于PERC，TOPCon的單W銀漿耗量更高。目前我們預(yù)計16BB的TOPCon單片銀耗約為104mg，單W銀耗約12.7mg，我們預(yù)計單W銀漿成本約為0.07元（我們假設(shè)高溫銀漿單價約5800元/KG）。（3）HJT銀耗約0.12元/w：HJT是雙面對稱結(jié)構(gòu)，電池正面和背面都需要通過銀漿實現(xiàn)電極結(jié)構(gòu)，用量接近翻倍。此外，HJT電池采用的是低溫銀漿，而低溫銀漿的導(dǎo)電性能弱于高溫銀漿，因此需要提高銀的含量來提高導(dǎo)電性，所以HJT銀漿耗量更大且銀漿單價更高。目前20BB的HJT單片銀耗約210mg，單W銀耗為19mg，我們預(yù)計單W銀漿成本為0.12元（低溫銀漿較高溫銀漿有溢價，我們假設(shè)低溫銀漿單價約6300元/KG）。HJT對0BB需求最為迫切，TOPCon同樣有動力使用0BB。目前PERC轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)接近理論極限，新增需求和改造需求均不充分。對比HJT和TOPCon，HJT的銀漿成本最高，OBB對HJT電池片的降本幅度最大，因此HJT廠商對0BB需求最為迫切；TOPCon的銀漿成本相對PERC有所增加，因此TOPCon廠商也有動力使用OBB。因此OBB對于這兩種技術(shù)路線的電池都有普適性的改進(jìn)。0BB降低銀漿比例從高到低依次排序的技術(shù)路線為：HJT＞TOPCon。當(dāng)前量產(chǎn)端的主流技術(shù)中，TOPCon多為16BB，HJT多為20BB。根據(jù)我們測算，如果使用0BB技術(shù)，我們預(yù)計TOPCon可降銀耗約18%，HJT可降銀耗約35%。從降銀耗的絕對值上看，我們預(yù)計使用0BB，TOPCon可降低銀漿成本0.01元/W，HJT可降低銀漿成本0.04元/W。2.0BB三大方案正處技術(shù)卡位關(guān)鍵期0BB顯著提高組件良率和產(chǎn)品可靠性，但仍有一定痛點需要解決：例如絕緣膠EL黑影；傳統(tǒng)的EVA膠膜在層壓過程中進(jìn)入焊帶和電池中間，導(dǎo)致焊帶和電池片不能完全貼合；在實際場景，時間長焊帶拉力是否足夠等。根據(jù)焊帶與電池片接觸方式的不同，目前的0BB技術(shù)可分為SmartWire、點膠-層壓和焊接-檢測-點膠三種方案。（1）SmartWire方案：先制作內(nèi)嵌圓形銅焊帶的有機(jī)薄膜（銅絲復(fù)合膜），將電池片串接后再通過層壓實現(xiàn)焊帶與電池片的合金化，這種方案與其它方案最大的不同在于需要銅絲復(fù)合膜。（2）點膠-層壓方案：先施加膠點體（UV膠、熱熔膠等粘合劑），將整條焊帶利用UV燈點膠固化在電池片上，再通過層壓實現(xiàn)焊帶與電池片合金化。（3）焊接-檢測-點膠方案：先將焊帶焊接在電池片上，再點膠將焊帶進(jìn)一步粘貼在電池片上，再層壓合金化，這種方案與點膠-層壓方案不同在于需要進(jìn)行焊接，焊接實現(xiàn)初步的固定、點膠進(jìn)一步固定。第二和第三種方案的點膠也可以通過印刷膠點的方式實現(xiàn)：一般的點膠方式是通過針頭進(jìn)行，速度慢、均勻性不好、費膠；而印刷點膠的方式均勻性好且比較省膠。2.10BB方案一：SmartWire焊帶不易脫柵但復(fù)合膜成本高SmartWire的關(guān)鍵在于銅絲復(fù)合膜。首先需要將電絕緣的光學(xué)透明薄膜、膠粘劑層、多條平行帶涂層的銅絲合成銅絲復(fù)合膜，再將銅絲復(fù)合膜層壓在相鄰的電池片表面形成串聯(lián)。與常規(guī)太陽電池封裝工藝相比，0BB太陽電池是使用新型串焊機(jī)將銅絲復(fù)合膜鋪設(shè)在兩片電池的正、背面，實現(xiàn)相鄰電池的串接，串接后的電池串經(jīng)過排布、疊層后，在一定的層壓溫度和壓力下將銅絲和電池細(xì)柵壓合在一起，形成歐姆接觸。焊帶方面，銅絲上涂層銦錫(InSn)以提升焊帶和電池的有效接觸。根據(jù)《SmartWiresolarcellinterconnectiontechnology》，InSn涂層中含有50.9%的In和49.1%的Sn，熔點為120℃，體電阻率低至14.4μΩ.cm，熱膨脹系數(shù)接近純銅。經(jīng)過層壓后，焊帶表面的涂層輕微軟化并潤濕電池片，形成歐姆接觸完成合金化。薄膜和膠粘劑方面，可使用的材料范圍很廣。（1）薄膜材料：需要具備高延展性、良好的絕緣特性、光學(xué)透明度、熱穩(wěn)定性、抗收縮性等，并具有良好的粘接能力，可選種類包括EVA、PES、TPU、TPO等；（2）膠粘劑：軟化溫度在90-110℃之間，對薄膜和電池片具有良好附著力的各種材料都適合作為粘合劑。SmartWire的優(yōu)點包括低溫工藝、提升功率、降低銀耗等。（1）低溫工藝：SmartWire加工條件通常在約140-160℃，對電池產(chǎn)生的熱機(jī)械應(yīng)力較小；（2）提升功率：細(xì)網(wǎng)柵線和密集的矩陣式連接不僅降低了電阻損失還減少了太陽能電池片表面被遮蓋的面積，提升組件功率；（3）降低銀耗：省去主柵顯著降低銀耗；（4）焊帶不易脫柵：復(fù)合膜抽真空之后，膜有一定的彈性，熱和冷的狀態(tài)下始終產(chǎn)生力量把焊帶往電池片方向上壓緊，不容易脫柵，結(jié)合力更好。SmartWire也存在工藝復(fù)雜、材料成本高、膜帶來遮擋等問題。（1）工藝復(fù)雜：雖然取消了串焊步驟，但需要進(jìn)行膜線復(fù)合及熱壓成串兩個步驟作為替代，并且頭尾電池片線膜電極復(fù)合單元需要經(jīng)過特殊制作處理，增加了工藝復(fù)雜度，也導(dǎo)致了潛在的量產(chǎn)瓶頸；（2）材料成本較高：雖然節(jié)省了用銀，但焊帶涂層需要用到銦這一稀有金屬元素、增加薄膜等耗材；（3）光學(xué)遮擋：銅絲復(fù)合膜容易造成較為嚴(yán)重的光學(xué)遮擋。目前能夠供應(yīng)銅絲復(fù)合膜的廠商包括明冠新材、嘉興福盈等，但未形成批量供應(yīng)，故成本仍偏高。小牛在點膠、類SmartWire兩種方案上均有布局，主推銅絲復(fù)合膜（覆膜互聯(lián)）的方案，已在下游客戶處驗證。小牛針對類SmartWire方案已進(jìn)行相應(yīng)的專利布局。小牛公司持續(xù)跟進(jìn)電池最新技術(shù)進(jìn)展，提出創(chuàng)新的設(shè)計思路，積極專利布局，已申請覆膜相關(guān)專利18項，獨特創(chuàng)新技術(shù)無侵權(quán)紛擾，梅耶博格工藝路線主要是將銅絲（焊帶）做到膜里形成導(dǎo)體板，再用導(dǎo)體板去粘電池片，與此流程一致則進(jìn)入了梅耶博格專利的保護(hù)范圍。小牛將焊帶、膜、電池通過一次性壓疊粘在一起，從而避開梅耶博格專利方面的問題，小牛的技術(shù)路線已做專利保護(hù)，樹立了技術(shù)壁壘。2.20BB方案二：點膠-層壓設(shè)備簡單但焊帶易脫柵點膠方案的關(guān)鍵流程主要包括點膠-布線-固定-層壓。（1）點膠：在每個電池片表面上進(jìn)行點膠形成多個點膠體；（2）布線：沿著垂直于每個電池片表面的細(xì)柵線的方向均勻間隔布置多條焊帶，與細(xì)柵線垂直；（3）固定：UV燈照射使得焊帶均通過對應(yīng)點膠體粘結(jié)于對應(yīng)電池片上，同時每條焊帶均與對應(yīng)電池片表面的每條細(xì)柵線直接接觸；（4）層壓：對電池組件進(jìn)行加熱層壓，焊帶與細(xì)柵形成合金連接。相鄰兩片電池片的串聯(lián)時，每片電池片的正面焊帶均與下一電池片的背面相連接。由于電池串中任意兩個相鄰電池片通過焊帶連接，形成了較強(qiáng)機(jī)械連接，因此可直接將多個電池串排版，對排版后的多個電池串進(jìn)行匯流條的焊接，以保證多個電池串形成電池組件。與傳統(tǒng)串焊相比，點膠方案在設(shè)備和材料上的變化主要為更換全新串焊機(jī)&使用涂層的低溫銅焊帶和絕緣膠材料。（1）設(shè)備：傳統(tǒng)的串焊機(jī)無法完成0BB組件的串焊，需要更換全新的設(shè)備；（2）材料：點膠體需要增加絕緣膠，焊帶為鉛錫合金涂層的低溫銅焊帶，錫的熔點低、比例高，即63%為錫、37%為鉛，焊帶直徑約0.1-0.3mm，技術(shù)難度不高。該方案的優(yōu)點在于設(shè)備簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)，缺點在于EL檢測時焊帶下有陰影、焊帶和電池片結(jié)合力不足。2.30BB方案三：焊接-檢測-點膠不易脫柵但工藝要求高焊接-檢測-點膠方案的關(guān)鍵步驟為焊接-點膠-固化。（1）焊接：通過紅外加熱使得焊帶表面合金或金屬熔化并與電池片表面及細(xì)柵完成初步連接；（2）點膠：在焊接好的電池片?焊帶的指定位置施加粘附點，粘附點的數(shù)量過多會直接導(dǎo)致增加工藝難度以及施加粘附點工藝周期，然而數(shù)量過少則達(dá)不到加固焊帶和電池片的連接強(qiáng)度要求，因此根據(jù)遮光面積和機(jī)械性能需要，粘附點數(shù)量3?8排；（3）固化：將電池串正面粘附點固化，繼續(xù)將電池串搬運(yùn)至下一工站，將電池串保持一定溫度條件下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并在電池串背部施加粘附點，同時固化，形成電池串。焊接-檢測-點膠方案的電池片成串時，每片電池片的正面焊帶均與下一電池片的背面相連接。將裁切成所需長度的焊帶移動至工作位，之后在需要的位置放置電池片，再裁切另一段焊帶放置于電池片上，通過固定工件固定焊帶，同時放置下一片電池片，重復(fù)裁切焊帶以及放置電池片的步驟。與點膠-層壓方案相比，焊接點膠方案最大的區(qū)別在于需要先焊接預(yù)固定，再通過點膠加固。先通過紅外加熱等方式焊帶和柵線形成連接，后續(xù)再進(jìn)行點膠、固化進(jìn)一步消除焊帶與電池片連接不穩(wěn)定的風(fēng)險。該方案的優(yōu)點在于焊帶和電池片的結(jié)合力足，不易脫柵，缺點在于焊接過程中容易導(dǎo)致斷柵，對點膠精度要求高難度大，同時焊帶收縮過程中容易斷柵。2.4點膠-層壓、焊接-檢測-點膠兩種方案在國內(nèi)量產(chǎn)優(yōu)勢較明顯目前三種方案均有龍頭設(shè)備廠商布局，其中點膠-層壓、焊接-檢測-點膠兩種方案在國內(nèi)量產(chǎn)優(yōu)勢較明顯?？偨Y(jié)來看，三種方案各有優(yōu)缺點：SmartWire的特殊之處在于銅絲復(fù)合膜，雖然提升了焊帶與電池片的結(jié)合力，但帶來成本上升、光學(xué)遮擋等問題；點膠-層壓方案步驟簡單、設(shè)備穩(wěn)定性強(qiáng)，但EL檢測時焊帶下有陰影、焊帶和電池片結(jié)合力不足；焊接-檢測-點膠方案多了焊接的步驟，增強(qiáng)了結(jié)合力，但對設(shè)備的點膠精度要求高難度大，同時焊帶收縮過程中容易斷柵。3.0BB有望在2024H2迎來量產(chǎn)節(jié)點3.10BB應(yīng)用難度低且經(jīng)濟(jì)性高我們預(yù)計0BB大規(guī)模量產(chǎn)后，HJT（20BB，210尺寸）的材料+設(shè)備成本可降低0.05元/W，TOPCon（16BB，182尺寸）可降低約0.02元/W。相較于現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)的SMBB技術(shù)，0BB技術(shù)可以通過效率提升、材料耗量減少、設(shè)備配置減少三方面攤薄成本。我們假設(shè)：（1）效率降本：SMBB量產(chǎn)的HJT（20BB，210尺寸）組件功率約720W，TOPCon（16BB，182尺寸）組件功率約600W，我們預(yù)計0BB量產(chǎn)后HJT功率提升約10W，TOPCon功率提升約6W；（2）材料降本：①銀漿成本降低，基于SMBB量產(chǎn)的TOPCon銀漿耗量約12.7mg/W以及HJT銀漿耗量約19mg/W，我們預(yù)計HJT單片銀耗降低約30%（雙面結(jié)構(gòu)），TOPCon單片耗量降低約15%；②0BB點膠環(huán)節(jié)需要絕緣膠，目前單W成本約0.015元，我們預(yù)計未來規(guī)模化后降至0.01元；③膠膜成本降低，目前單W成本約0.065元，我們預(yù)計膠膜克重減少約7%。（3）設(shè)備降本：①絲印設(shè)備價值量由4000萬/GW下降至2000萬/GW（過去SMBB技術(shù)需要4臺絲印設(shè)備，正背面的主副柵各需要一臺絲印設(shè)備，由于0BB不需要印主柵，因此0BB的絲印環(huán)節(jié)只需要2臺設(shè)備；但目前0BB設(shè)備未完全去掉主柵，假設(shè)2024年依舊需要4臺設(shè)備，2025年后需要2臺設(shè)備）；②串焊環(huán)節(jié)需要購置新的0BB串焊機(jī)，傳統(tǒng)的SMBB串焊機(jī)價值量為2000萬/GW，0BB串焊機(jī)目前為3000萬/GW，未來有望下降至2000萬/GW。3.20BB有望在2024H2實現(xiàn)規(guī)模招標(biāo)（1）0BB在HJT中滲透速度較快目前華晟、東方日升進(jìn)展較快。（1）量產(chǎn)：華晟2023年9月16日與邁為簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將在3年內(nèi)向邁為分期釋放不低于20GW高效異質(zhì)結(jié)太陽能0BB組件串焊設(shè)備需求訂單，首期5.4GW的0BB串焊設(shè)備合同已簽訂；東方日升2023年上半年有望招標(biāo)量產(chǎn)訂單，8月量產(chǎn)0BB組件。（2）中試：正在中試的廠商包括愛康、REC等。（2）0BB在TOPCon端實現(xiàn)量產(chǎn)突破過去，市場認(rèn)為0BB為“HJT”而生，TOPCon對0BB技術(shù)的需求不強(qiáng)烈，但是2023年HJT因電池初始投資及生產(chǎn)成本較高而擴(kuò)產(chǎn)不及TOPCon，市場過去擔(dān)憂，若0BB僅在HJT中量產(chǎn)，那么HJT滲透率不高將限制0BB在全市場的滲透率。但2024年，0BB在TOPCon龍頭組件廠商實現(xiàn)量產(chǎn)突破，打造了第二增長極。TOPCon廠商中，晶科、通威、正泰等進(jìn)入中試階段，我們預(yù)計TOPCon廠商在2024年將實現(xiàn)0BB量產(chǎn)突破，超市場預(yù)期。除此之外，2024年3月，奧特維（設(shè)備商）發(fā)布了TOPCon的0BB焊接量產(chǎn)工藝，降低單片銀耗超10%，組件功率超5W，進(jìn)一步助力0BB實現(xiàn)量產(chǎn)。（3）0BB有望復(fù)制SMBB放量節(jié)奏SMBB放量節(jié)奏快，僅需1年時間成為主流。從SMBB的切入速度來看，2022年初行業(yè)開始試用SMBB，2023年便成為市場主流?？紤]到SMBB剛完成一輪更新替換，0BB放量節(jié)奏會稍緩于SMBB，約1.5年。我們判斷2024年隆基、天合、晶科、晶澳、阿特斯等組件大廠的0BB技術(shù)將量產(chǎn)突破，但由于2023年組件大廠新擴(kuò)TOPCon產(chǎn)能中有250-300GW均為SMBB串焊機(jī)新產(chǎn)能，如果快速推動0BB會導(dǎo)致組件廠利益受損。因此組件大廠會把握自身0BB試樣和量產(chǎn)的節(jié)奏，我們認(rèn)為0BB放量節(jié)奏會稍緩于SMBB，約1.5年。綜上所述，0BB滲透率天花板打開想象空間，2024年TOPCon廠商有望開始規(guī)模招標(biāo)。3.3我們預(yù)計2025年0BB設(shè)備市場空間約92億元我們預(yù)計2024-2026年全球串焊機(jī)設(shè)備市場空間約98/122/151億元，其中0BB的市場空間約13/92/151億元。關(guān)鍵假設(shè)如下：（1）光伏全球裝機(jī)規(guī)模：根據(jù)標(biāo)普全球(S&PGlobalCommodityInsights)，預(yù)計2024年中國光伏裝機(jī)將達(dá)到226GW，全球