光伏電池新技術專題報告：IBC技術紅利有望快速釋放

（報告出品方/作者：華鑫證券，張涵）

1、 IBC電池在多方面具有先進性

1.1、 一體化龍頭主導此輪技術迭代，與二線企業優勢 明顯拉大

當前階段光伏已經在大部分地區實現了平價上網，旺盛需求推動矽料價格持續維持 在高位，挖掘光伏高效電池潛力成為行業下一步討論的重點。對於國內市場，產品存在 同質化趨勢，對於龍頭一體化元件廠商，推出更高效、更加個性化的產品成為其發展的 策略。新技術實現產品溢價，可以進一步將利潤留存在一體化環節，在歐洲分散式和 BIPV等個性化的市場，這種效應將發揮得更加充分。我們將透過系列報告，探討光伏新 技術的發展以及推導其發展路徑，本篇報告重點討論IBC技術。

透過覆盤光伏電池技術的發展，近年來行業發生的一次大的變化就是，PERC替代的 BSF電池，2016年下半年開始，PERC為代表的一批高效電池技術湧現，PERC電池結構是 從常規的鋁背場電池（BSF）結構自然衍生而來，BSF電池具有先天的侷限性，應用於常 規BSF電池背表面的金屬鋁膜層中，達到鋁背層的紅外輻射光，只有60-70%能被反射回 去，透過在背面附上介質鈍化層，可大大減少光電損失，僅僅對背面進行最佳化，降低光 伏電池背面的複合損失。PERC生產相對容易實施，只需要在BSF常規流程上增加2-3個步 驟即可。

BSF電池到PERC改變只是改變電池的結構，並沒有改變其襯底，依然使用的是P型矽 片，在結構上變化較小，我們認為這種改動變化相對較小，改動帶來的增益能夠快速收 回投資額，是以裝置企業為主導的一種改變，裝置廠商掌握工藝，向電池廠商輸出工 藝。下一步產業的升級，可能涉及到電池結構變化，襯底的矽片也會有變化，我們認為 這一輪升級需要龍頭一體化元件廠商為主導，裝置與金屬化公司同步配合，涉及到的變 化較大，一線一體化元件廠商與二線企業的差距將明顯拉大。

1.2、 IBC在效率與相容性等多維度具備優勢

IBC（interdigitated back contact）電池的概念，很早就被提出，相比目前規模 產業化的電池，IBC電池其正負極電池均以叉指狀的方式排列在電池背光面，同時其 pn 結也位於電池背面，屬於背結背接觸太陽電池。其特殊的結構使得其在降低光學損失、提升效率、改善電池效能，外觀美觀等多個方面具備優勢，其劣勢在於工藝過程較 為複雜且成本較高，難點在於在成本與效率之間的平衡，IBC過程最佳化為其產業化中行 業普遍關注的問題。

1986年，P。Verlinden率先製備標準強光下光電轉換效率在21%的IBC太陽能電池。 2004年，Sunpower公司研發的IBC太陽能電池在149cm 2的N型基體上實現21。5%的轉換效 率，2014年Sunpower將IBC的轉化效率提高了25。2%。2017年天合光能自主研發的6英寸N 型單晶矽上實現了24。13%的IBC電池轉換效率，2018年2月，進一步將效率提升到 25。04%，2019年黃河水電公司建立了國內首條量產IBC量產先，達到23。7%的轉換效率， 2021年其量產平均效率已經超過24%。

Sunpower目前已經轉型為EPC和開發，元件製造已經以Maxeon品牌獨立運營， Maxeon品牌28。8%的股權被中環股份認購。目前Maxeon並未在中國大規模銷售，主要針 對於歐洲、中東、非洲和澳大利亞等市場，目前Maxeon 分兩個產品線，一是Maxeon 系 列產品，採用IBC的技術路線，二是Performance的產品，採用高效PERC單晶的產品，目 前IBC產品效率明顯高於Performance產品。

Maxeon的IBC產品與P型PERC產品效能有明顯差異，目前公司最為領先的Maxeon 6產 品功率達到420-440W，轉換效率達到22。8%，主要應用住宅市場，並且公司承諾40年的 質保，首年98%的功率輸出保證，以及每年0。25%的線性衰減，其線性衰減明顯要好於P 型PERC產品，其次在幾乎同樣的重量下，N型IBC產品功率要高出同檔位P型產品接近 50W，10個功率檔位，目前PERC產品成組之後的效率約21%，功率約420W，Maxeon N型 IBC產品高出約30W，約6個功率檔位。TOPcon產品相比於普通PERC產品功率目前高出約 20W，溢價約0。1元/W，在不考慮IBC產品更低的衰減與質保年限的情況下，IBC產品溢價 相比於普通PERC產品溢價約0。15元/W，如果充分考慮更低的衰減，以及海外分散式市場 更高的接受度，IBC產品溢價有望進一步提升，預計將達到3-4美分/W。

從公司出貨量來看，2021Q4 IBC產品出貨214MW， Performance 產品出貨363MW。 Maxeon 2021Q4 實現收入2。2億美元，其中1。84億美元來自於屋頂光伏，屋頂光伏中有 1。05億美元收入來自於IBC產品，0。79億美元收入Performance產品。0。38億收入來自於 集中式電站，其中0。32億元收入來自於Performance，其餘為IBC產品，我們可以根據不 同應用場景收入以及總出貨量計算出IBC產品與P型PERC產品的均價分別為0。514美元 /W、0。305美元/W，兩者之間具有明顯價格差異，一部分原因由於公司部分IBC產品收入 來自於美國高價市場，公司25。7%收入來自於美國市場，另一部分原因是兩者之間不同 應用場景及效率帶來價差。 Maxeon一季度預計出貨量為475-495MW，收入為2。1-2。2億美元，公司一季度預計調 整後EBITDA 為虧損0。28-0。34億美元，出貨單價約為0。44美元/W，環比進一步提升，預 計IBC出貨量佔比提升，在海外的分散式市場，高效產品將維持在高價。

目前IBC產品轉換效率上具有領先優勢。根據Clean Energy News 的統計，目前全 球最高效的光伏元件產品前七中有三家採用的是N型IBC路線，分別是Maxeon、LG、黃河 水電公司，此外SILFAB Solar產品效率位列全球第十一，SILFAB Solar是位於加拿大的 元件供應商，其產品供應北美屋頂市場，採用的是P型MWT 結構類似於P型IBC。

IBC電池有更高的功率溫度係數。高於或者低於25℃的每一度減少或者增加特定量 的輸出功率，稱為溫度係數，以%/℃為單位測量，多晶電池的溫度係數為-0。40%/℃， 單晶PERC的溫度係數為-0。38%/℃，單晶IBC電池和單晶HJT溫度係數要低，分別為0。30、-0。25%/℃。

我們認為IBC是效能更優的電池，表現在其產品轉換效率全球領先，溫度係數較 低，無論是成組後功率，還是實際發電量均有較好的表現，尤其適用於高階分散式市 場，預計在歐洲高階分散式市場將會有優異的表現。 IBC在技術上有比較好的相容性，對於IBC的佈局有利於下一代技術的延伸。TBC電 池將TOPcon與IBC相結合，這種電池結構結合了IBC電流高的短路電流與 TOPCon 優異的 鈍化接觸特性，因此能獲得更高的電池效率。HBC是電池利用HJT電池結構和IBC結合， 形成的太陽能電池結構，這種電池結構結合了IBC 電池高的短路電流與 HJT 電池高的 開路電壓的優勢，因此能獲得更高的電池效率。 我們認為，量產效率26%以上的電池需要IBC技術與HJT/TOPcon相結合，當前階段， 技術的積累將具有明顯的“滾雪球”效應，對於IBC的佈局將成為一體化企業的先發優 勢。

2、 P型IBC適用於高階分散式場景，一體化佈局獲得超額收益

2.1、 P型IBC在成本端已經有較高解決方案

1月24日，隆基旗下泰州隆基樂葉光伏科技有限公司 4GW 單晶電池專案環評披露， 在原產2GW單晶電池基礎上對生產線進行改造，改成8條 HPBC 單晶電池，預計形成 4GW HPBC 電池產線。HPBC 即在P型技術路線上採用IBC技術，襯底矽片依然為P型矽片。隆 基股份在4月27日投資者關係記錄表中明確提到公司會運用新型電池結構和新型的元件 來針對分散式光伏的全球的推廣。公司預計新電池產能預計將於三季度投產，針對中高 端分散式市場。我們認為，P型IBC產業佈局加速，成本端已經有較好解決方案。

經典IBC的生產步驟是較為複雜，其中背面 p/n 交替的叉指狀結構的形成是 IBC 太陽電池的核心技術，傳統的工藝需要採用半導體常用的精度更高、均勻性更好的離子 注入裝置，同時需要光刻掩膜工藝裝置，成本較高。按照經典IBC需要17步工藝，過程 相對複雜。

根據江蘇日託光伏於2021年3月申請的專利《一種P型IBC電池的製備方法》，採用P 型矽片作為襯底，正背面均無需硼摻雜，且不需要掩膜和光刻，工藝步驟簡單，將傳統 IBC複雜的過程簡化為12步，生產成本明顯降低。

S01：對P型單晶矽基底進行化學清洗和鹼拋光，去除矽基底表面的機械損傷層和汙 染物，且使矽基底正背表面形貌較為平坦。 S02雙面沉積氧化矽和非晶矽膜層：拋光後的基底正背面沉積氧化矽層和非晶矽 層。 S03背面P擴散、退火：對背面非晶矽層進行磷摻雜處理，後高溫退火處理，非晶矽 轉化為多晶矽。 S04背面鐳射刻蝕：利用納秒級或皮秒鐳射對背面進行圖案化處理。 S05去除正側面PSG：在S02和S03過程中，同時會在基底正面以及側面形成磷矽玻璃層，即PSG，採用HF酸去除；S06鹼制絨：利用KOH溶液使基底正面和背面區域性區域構造為金字塔絨面結構。

S07雙面沉積AlOx膜層：以原子層沉積方式在基底正背面沉積一層緻密的氧化鋁薄 膜。 S08背面沉積減反射膜層：以PECVD的方式在基底背面沉積氮化矽、氮氧化矽中的一 種或多種疊層膜。 S09正面沉積減反射膜層：以PECVD的方式在基底正面沉積氮化矽、氮氧化矽中的一 種或多種疊層膜。 S10背面鐳射開膜：利用納秒級或皮秒級鐳射對背面減反射層和鈍化膜疊層進行開 膜處理 S11絲網印刷正負電極：N區印刷負電極Ag漿，P區印刷正電極Al漿。 S12燒結：正電極Al漿和負電極Ag漿共燒結，形成良好的歐姆接觸。

這種方法的變化在於1）利用P型單晶矽襯底作為P區，正背面均無需硼摻雜，且無 需掩膜和光刻，工藝步驟簡單；2）P區正電極採用Al漿，Ag漿使用量降低50%，且採用P 型單晶矽作為基底，明顯降低了生產成本。鐳射裝置在此方法下得到比較好的應用。 裝置環節省去了比較昂貴離子注入和光刻掩膜裝置，金屬化環節採用高溫銀漿與鋁 漿，金屬化成本同步降低，增加裝置僅為鐳射裝置與部分清洗裝置，初步估計改良後P 型IBC裝置與PERC/TOPcon裝置成本較為接近，龍頭企業規模化採購，降低投資成本，預 計單GW投資額約在1。9-2。1億元。（報告來源：未來智庫）

2.2、 一體化佈局P型IBC會獲得超額收益

矽片環節，P型IBC相比於P型PERC變化較少，需要選擇少子壽命較高的P型矽片，簡 單來說，即品質更高的矽片，對於一體化企業矽片環節影響較小，N型電池技術需要用 到N型矽片，N型矽片可以做得更薄，降低矽耗，但是其在熱場、坩堝、拉晶等環節，成 本有所增加，根據我們測算，當N型矽料溢價2%時，N型矽片做到160μm可以與P型矽片 成本基本持平，N型矽片做到150μm，其成本相比於P型矽片低0。04元/W，N型矽片達到 120μm時，相比於P型矽片成本低0。15元/W。

根據我們的測算，P型IBC電池在裝置折舊上相比於P型PERC電池高約0。01元/W，在 金屬化上由於其同樣採用高溫工藝，同時使用銀漿和鋁漿，其金屬化成本與PERC 基本 接近，根據我們測算當其良率在95%的時候，P型IBC電池相比於PERC成本高0。04元/W， 當良率與達到98%的時候，P型IBC電池相比於P型PERC成本高約0。01元/W。

對於元件環節，高效產品可以做到透過攤薄封裝環節成本來實現成本降低，Maxeon 的IBC元件採用的是純POE膠膜的封裝路線，晶科 TOPcon元件採用的也是POE的封裝路 線，對於更高效產品膠膜環節成本預計會所增加，其他環節成本將會降低，總體來看， 當功率高出20W P型IBC單玻與PERC電池單玻兩者之間電池片以外環節成本基本接近。當 功率進一步提升時，在元件環節，P型IBC也會在電池片以外環節存在成本優勢。

以P型矽片為起點的一體化企業有望在P型IBC元件產品上獲得超額收益。使用鐳射 類裝置在一定程度上會對襯底的P型矽片產生損傷，需要在P型矽片環節選擇品質更高的 產品，考慮到P型IBC產品應用場景主要是海外分散式，終端對於高效能產品溢價接受度 較高，假設其溢價可以達到0。2元/W，約合3美分/W，當P型IBC電池良率達到95%時，P型 IBC產品一體化盈利即可達到約0。25元/W，當良率達到98%的時候，一體化盈利可以進一 步提升到0。28元/W。

Segen是英國最大的光伏元件分銷商，其分銷產品幾乎為海外知名元件廠商及國內 一體化龍頭企業產品，歐洲分散式市場存在個性化需求，IBC產品外觀美觀，客戶對於 其售價有較高接受度，龍頭一體化元件廠商可以透過其在海外分銷渠道結合其高效產品 實現超額盈利。

屋頂分散式光伏2021年快速增長，主要增長來自於中國、美國、德國、西班牙等國 家，其中西班牙屋頂分散式2021年比於2020年增長100%，分散式光伏佔比逐年提升， 2021年全球新增裝機中分散式佔比約45%。2022年歐洲分散式光伏市場快速發展，主要 原因是各國政府基於能源獨立考慮實施的鼓勵政策以及持續上漲的PPA電價。德國、荷 蘭、波蘭等歐洲國家分散式裝機快速增長，巴西小型光伏市場也快速增長，根據 BloombergNEF統計，其小型光伏2022年將實現裝機9。0GW，同比增長80%。分散式光伏預 計將成為全球光伏增長裝機重要動力，IBC在高階分散式和BIPV市場具有競爭力。

根據我們測算，預計歐洲屋頂分散式光伏今年裝機將達到28GW。2025年達到57GW裝 機，美國戶用屋頂光伏將達到10GW裝機，中國BIPV裝機保守估計將達到30GW，考慮部分 拉美、亞太地區需求，適用於IBC的應用場景將達到約100 GW，若按照50%的滲透率，預 計到2025年IBC產品裝機將達到50GW以上。

3、 技術迭代帶動裝置需求，利好鐳射和串焊環節

根據我們的測算，預計到2025年全球光伏電池產能將達到864GW，其中P型產線產能 佔到70%，N型產能佔到30%，若龍頭企業能夠將P型IBC產線順利調試出貨，其產能有望快速擴張，預計2025年P型IBC產能將達到97GW，佔到 P型產線的16%，佔到光伏電池總 產能的11。2%。

2021年光伏電池產能達到350GW，PERC產線擴張階段性放緩，行業逐步切換至N型 TOPcon與IBC產能，預計2023年加速擴張，2024年HJT產能加速擴張，預計2022-2025年 光伏電池裝置市場空間186/240/321/380億元，增速分別為7%/29%/34%/19%。

P型IBC對於鐳射類裝置需求產生明顯拉動。PERC類產品對於鐳射的需求主要集中在 鐳射消融裝置上，該鐳射裝置用於PERC背鈍化量產線，SE摻雜裝置用於磷摻雜選擇性擴 散工藝，在PERC環節滲透率幾乎達到100%，單GW PERC產線鐳射類裝置價值量在1000- 1200萬元左右，約佔PERC產線價值量的6-8%。IBC產線在PERC產線的基礎上進一步增加 了鐳射裝置，預計鐳射裝置約佔IBC產線價值量的15%（暫不考慮鐳射轉印），P型IBC產 能快速擴張將帶動鐳射類裝置增速提升。在N型電池中，TOPcon產線需要用到鐳射硼摻 雜裝置來增加效率，預計單GW價值量約佔TOPcon產線的10%，HJT產線採用LIA鐳射修復 技術，實現電池片抗光衰工藝，使太陽能電池具備抗光照衰減的能力，帝爾鐳射的LIA 鐳射修復技術已取得客戶量產訂單。

鐳射轉印有望在高效電池中滲透率提升。鐳射轉印的柵線更細，可以做到 18 微米 以下漿料節省 30%，在 PERC 上已經得到論證，在 TOPCon、HJT 等路線上的節省量會 更高；2）印刷高度一致性、均勻性優良，誤差在 2μ m，低溫銀漿也同樣適用；3） 可 以改變柔性膜的槽型，根據不同的電池結構，來實現即定的柵線形狀，改善電效能；4） 鐳射轉印為非接觸式印刷，可以避免擠壓式印刷存在的隱裂、破片、汙染、劃傷等問 題。同時，未來矽片薄片化趨勢，薄片化會帶來更多隱裂問題，鐳射轉印由於非接觸式 印刷，可以解決此問題，我們認為鐳射類裝置1-2年維度看IBC擴產帶來的對於鐳射裝置 需求提升，長期看鐳射轉印滲透率提升。 根據我們測算，2022-2025年光伏電池鐳射類裝置市場空間將達到17/24/35/45億 元，對應增速分別為25%/46%/47%/27%，預計2023、2024年鐳射類裝置空間將加速提 升。

對於不同技術路線電池技術路線，元件端都需要用到串焊機。串焊機龍頭奧特維布 局的串焊機可以覆蓋市場上各種技術路線的工藝。奧特維在投資者關係記錄表中提到， 公司在2014年就推出了IBC串焊機，IBC串焊機和現有的串焊機有明顯差異。串焊機需求 來自於新增元件產能與存量元件產能改造，我們認為隨著N型TOPcon與IBC滲透率提升， 存量產能改造比例將會有所提升，暫不考慮串焊機單GW價值量變化，預計2022-2025年 市場空間分別為47/58/73/91億元，相應的增速分別為19%/23%/25%/25%。（報告來源：未來智庫）

4、 重點公司分析

1） 隆基股份：1月24日，隆基旗下泰州隆基樂葉光伏科技有限公司4GW單晶電池專案環評披露，在原產2GW單晶電池基礎上對生產線進行改造，改成8條HPBC單 晶電池，預計形成4GW HPBC 電池產線。HPBC即在P型技術路線上採用IBC技術， 襯底矽片依然為P型矽片。隆基股份在4月27日投資者關係記錄表中明確提到公 司會運用新型電池結構和新型的元件來針對分散式光伏的全球的推廣。公司預 計新電池產能預計將於三季度投產，針對中高階分散式市場。同時公司積極貫 徹“不領先、不擴產”的經營策略，加速新型電池技術的產業化應用和產能建 設，預計將在 2022 年第三季度開始投產。

2） 愛旭股份：2021 年 6 月，公司在上海 SNEC 展會推出了最新研發成功的 ABC 電池，該新型 ABC 電池採用了全新的背接觸結構，正面無任何柵線遮擋， 具有轉換效率高、溫度係數低、弱光響應高、易於薄片化等優勢，預計平均量 產轉換效率將達到 25。5%左右。新技術路線大規模應用後，等面積發電量較目 前市場主流的 PERC 電池可增加 10%，有望引領光伏產業鏈展開新一輪的技術 迭代，推動光伏產業的進一步發展。公司 ABC 技術的 300MW 電池中試線及 500MW 元件實驗線進展正常，珠海 6。5GW 的 ABC 電池量產專案已順利開工， 專案建設正有序推進中，公司預計 2022 年三季度可建成投產。

3） 帝爾鐳射：隨著鐳射技術的成熟及應用成本的下降，光伏生產工序透過鐳射 來實現提效降本的工藝場景越來越多，如利用鐳射實現消融、摻雜、修復、劃 片等。公司在 PERC 工藝路線的鐳射消融與摻雜具備市場主導地位；在 TOPCon 工藝路線，公司擁有硼摻雜、開膜、特殊漿料開槽等相關技術儲備；在 HJT， 公司的 LIA 鐳射修復技術已取得客戶量產訂單；在 IBC 電池工藝上，公司的 鐳射開槽技術已經量產；同時，公司也在開展鈣鈦礦電池的相關研發。公司加 大研發投入實現多線佈局，2021 年研發投入 1。04 億元，同比顯著增長 83。7%，研發費用率提升至 8。24%，為應對下游客戶不同工藝路線選擇提供相關 裝置，繼續引領鐳射在光伏領域的應用。 鐳射轉印裝置是公司的獨創裝置，並在全球範圍內申請專利保護。相較傳統絲 網印刷裝置，鐳射轉印在節約銀漿、提升效率、減少碎片率方面更有優勢。激 光轉印裝置相容多種光伏電池技術方向，具備良好的前景，有望成為公司新的 增長極。

4） 海目星：在光伏領域，公司透過多年鐳射應用技術以及現有應用領域的鐳射 及自動化量產能力和技術實力的積累，為公司開發提升客戶自身效率需求的激 光及自動化裝置奠定了堅實基礎。2022 年 4月，公司光伏業務獲得客戶 10。67 億元中標通知，主要產品為 Topcon 鐳射微損裝置，本專案是公司光伏鐳射及 自動化裝置首次獲得大規模訂單。

5） 奧特維：XBC元件需要專門的串焊機，焊接原理髮生了變化，從雙面焊接變成 了單面焊接，此款產品奧特維在2014年就和客戶聯合研發出來，當時沒有商業 化，主要是由於IBC在當時並不成熟，目前公司在已有技術上，根據最新電池片 特點，驗證新的電池片技術對XBC的新工藝要求。目前技術迭代主要有三個方 向，一是SMBB在TOPcon電池片的技術應用，二是HJT電池片的技術應用，三是有 部分客戶在佈局IBC的技術，公司均有儲備。

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

精選報告來源：【未來智庫】。