(报告出品方/分析师:光大证券殷中枢郝骞黄帅斌刘满君)
1、帝尔激光:光伏激光设备龙头
1.1、公司发展历程
帝尔激光成立于年,十余年来致力于光伏激光设备技术研发,提供高效太阳能电池激光加工综合解决方案,凭借领先的原创性技术优势,公司已占领全球PERC高效太阳能激光设备80%以上的市场份额,其激光技术已得到全球光伏行业龙头生产商的广泛应用,下游客户包括隆基绿能、阿特斯阳光电力、通威股份、天合光能、晶科能源、爱旭太阳能、晶澳太阳能、韩华新能源、协鑫集成、尚德电力、东方日升、亿晶光电等国内外知名光伏企业。
1.2、业绩稳定增长、产销率维持高位
近年来光伏行业装机需求旺盛,公司电池激光加工设备业务持续增长,在手订单充裕,~年,公司营业收入由0.77亿元增长至12.57亿元,5年CAGR高达74.82%,归母净利润由0.30亿元增长至3.81亿元,5年CAGR高达66.03%。
年H1公司实现营业收入6.65亿元,同比增长10.75%,归母净利润2.16亿元,同比增长21.43%,业绩持续增长。
近年来公司主营PERC技术产品成熟度日益提升,光伏退坡政策之下,下游光伏企业对于上游技术供应商存在一定降价预期,公司调低设备售价,导致毛利率有所下滑,但各期毛利率均维持在45%以上,净利率维持在30%以上,保持较强的盈利能力;
受益于规模效应优势及精细化管控,公司销售费用率持续优化,年销售费用率同比-0.28pcts至2.91%,公司注重研发创新,始终将技术视为其核心竞争力,年研发费率同比提升2.98pcts至8.24%。
太阳能电池激光加工设备是公司收入主要来源,~年占整体营收比例分别为97.39%、95.94%、92.74%,毛利率分别为55.93%、45.16%、43.42%。
配件、维修及技术服务费作为补充,~年占整体营收比例分别为2.26%、4.06%、7.26%,毛利率分别为52.47%、79.10%、70.90%。消费电子类激光加工设备是公司最新业务布局,曾在年进行业务拓展尝试,年单年收入0.02亿元,毛利率为54.34%。
公司在手订单充裕,产销率维持高位,~年产销率分别为98.8%、99.8%、.6%和.0%。
产品销售及回款能力较强,~年经营活动产生的现金流量净额分别同比+.32%/+8.36%/+41.65%/+67.70%,H1经营活动产生的现金流量净额1.48亿元,同比增长78.68%。
-年起流动比率及速动比率逐年提升,年流动比率/速动比率分别为4.99/4.03,年H1流动比率/速动比率分别为4.53/3.78,偿债能力优异。
帝尔武汉、帝尔无锡研发基地项目建设受到国内外疫情影响,土建施工进度受阻,部分机器设备需向国外供应商采购,进程有所延缓,基地项目整体有所滞后。预计年、年陆续完工并具备生产条件,产能将得到进一步加强。
1.3、股权结构稳定、产品研发强劲
股权结构稳定,公司实际控制人为董事长、总经理李志刚,直接持有公司41.09%的股权,并通过武汉速能企业管理合伙企业间接持有公司2.24%的股份;副总经理段晓婷持有公司8.69%的股权;监事会主席及监事彭新波持有公司4.07%的股权。
公司董事长、总经理、核心技术团队负责人李志刚博士毕业于华中科技大学物理电子学系,多年来一直从事激光精密加工应用研究,是该领域的资深专家。李志刚博士深耕激光和太阳能光伏领域多年,公司在武汉、无锡、以色列特拉维夫三地设有研发中心,组建了高效专业的研发团队,公司专家团队和技术人才能够高效准确地完成技术研发任务,在业内具有一定的知名度。
公司具备完整的光伏激光设备产品布局。
在太阳能电池生产中,激光加工技术目前主要应用于消融、切割、刻边、掺杂、打孔等工艺,公司主要依靠自主研发,在生产实践中不断完善和提高技术水平,形成了较为完整的、具有自主知识产权的光伏和激光加工设备复合技术储备,产品包括PERC激光消融设备、S激光掺杂设备、MWT系列激光设备、全自动高速激光无损划片/裂片机、LID/R激光修复设备与激光扩硼设备。
公司发行可转换公司债券加强科研投入。
年8月4日,公司向不特定对象发行可转换公司债券万张,每张面值一百元,募集资金84,万元。公司本次募集资金主要用于高效太阳能电池激光印刷技术应用研发项目、新型显示行业激光技术及设备应用研发项目及补充主营业务流动资金。
股权激励加强人才吸引与保留。
年11月13日,公司通过激励计划授予92人限制性股票数量.6万股,约占本激励计划公告时公司股本总额的1.11%。
激励对象包括公司公告本计划时符合公司(含控股子公司)任职资格的高级管理人员以及核心技术(业务)人员。满足归属条件后,激励对象可以每股89.82元的价格购买公司增发的A股普通股。年、年、年对应的考核目标值为年度营业收入较年增长35%、75%和%,对应营业收入分别为9.44亿元、12.24亿元和16.09亿元。
2、激光助力光伏提效、降本
2.1、光伏电池技术迭代,n型逐渐替代p型
全球光伏装机稳中有升。据中国光伏行业协会统计,年全球光伏新增装机达到GW,创历史新高。
未来,在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下,全球光伏新增装机仍将快速增长。在多国“碳中和”目标、清洁能源转型及绿色复苏的推动下,中国光伏行业协会预计“十四五”期间,全球光伏年均新增装机将超过GW。
“提效、降本”是光伏产业发展的核心,规模化与技术进步相互促进。我国已在光伏规模化方面全球领先,技术方面如何“提效”则是下一阶段的重点。
硅料:在电池新技术的引领下,p型料到n型料的发展是大趋势,对提纯的要求更高;颗粒硅虽然在降本上体现了一定优势,但品质也需要进一步提升。硅片:大尺寸、薄片化是重要的发展趋势,连续拉晶则是提效的重要手段。
电池:TOPCon、HJT、IBC等技术将开启对PERC的逐步替代,不同厂商基于自身策略进行选择,呈现各家争鸣的态势;材料及工艺的选择将持续推动电池技术进步。
组件:叠瓦、MBB技术以及适配更多应用场景的组件产品将持续推出。
p型向n型转变:TOPCon、HJT、IBC电池有望接力PERC,各项技术因供需错配而获得超额收益,进而形成投资最佳时间段。
根据CPIA,年,PERC(发射极钝化和背面接触)电池片市占率达到91.2%,平均效率达23.1%,N型电池,主要包括HJT(本征非晶层的异质结)电池和TOPCon(隧穿氧化层钝化接触电池)市占率约为3%,TOPCon电池平均转换效率达到24%,异质结电池平均转换效率达到24.2%,IBC(交指式背接触)电池平均转换效率达到24.1%,未来,TBC(隧穿氧化层钝化背接触)、HBC(异质结背接触)等电池技术也会不断取得进步。
(1)晶硅电池技术的最大区别在于钝化机理和金属化方案。大多数光伏电池结构中,与金属接触区域会形成高度活跃的载流子复合中心,钝化是使硅材料的表面形成缺陷而失活,进而减少载流子的表面复合。
1)场效应钝化:在近表面创建电场,以相同极性排斥载流子;
2)化学钝化:通过形成饱和悬空键来弱化介面电子态。
(2)PERC是通过背面氧化铝覆盖层实现了化学及场效应钝化,钝化接触除满足表面钝化外,通过插入更宽的带隙层解决金属接触区域高度活跃的复合中心而造成的损失;TOPCon是在电池背面制备一层超薄氧化硅,然后再沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构。
N型电池性价比有待进一步提高以实现对PERC的产能替代:
(1)PERC电池目前最为成熟,设备投资约1.5亿元/GW为最低,非硅成本约0.17-0.18元/W,虽然效率有极限,但其他电池工艺若想对PERC形成替代,需要至少在效率、非硅成本、设备投资这三个指标有所突破;
(2)TOPCon工艺可在PERC旧有设备进行改造,追加投资约6万元/GW;新建产线则约2-2.5亿元/GW,目前非硅成本依然要比PERC增加0.04-0.1元/W,在效率上目前可以增加约1%,因此,现阶段TOPCon具有一定性价比,在此基础上,设备投资和非硅成本可进一步降低,产业内当前TOPCon扩产较为激进。
(3)HJT目前设备投资依然较高,非硅成本也高出PERC约0.2元/W,需要薄片化、银浆、靶材技术推动进一步降本,产业化才能更具优势。
TOPCon可在现有PERC产线上进行改造、HJT工艺环节短:
(1)与p型PERC路线不同,如果是基于n型的TOPCon路线需将磷扩散改成硼扩散、增加隧穿氧化层和非晶硅层工艺,但总体上改进或增加步骤较少,同时核心设备和技术都有进一步集成空间,PERC产能较大的龙头厂商,支持该路线的较多;
(2)HJT路线则采用全新的工艺路线,核心在于非晶硅膜和透明导电膜工艺,这些核心设备均需要重新购置,所以新进入者更青睐该路线;
(3)IBC路线的核心是在电池背面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的p区和n区,需在电池背面印刷一层叉指状扩散掩蔽层。
2.2、激光技术助力光伏电池提质增效
2.2.1、不同光伏技术激光设备价值量
中国激光设备平稳增长。中国科学院武汉文献情报中心预计,年我国的激光设备市场销售收入增速有所回落,将达到-亿元,同比增长6.7%~9.6%。年至年中国激光设备市场销售收入及预测分别为亿元、亿元和亿元。
激光设备价值量占光伏设备整线投资有望达到20%以上。
激光技术可应用于PERC电池激光消融、SE激光掺杂,TOPCon电池激光硼掺杂、激光开膜、特殊浆料开槽,HJT电池的LIA激光修复,IBC电池的激光开槽。
在电池片金属化方面,激光转印相较传统丝网印刷设备,在节约银浆、提升效率、减少碎片率方面更有优势,工艺路线已经覆盖了PERC、TOPCon、IBC、HJT等电池工艺。
2.2.2、PERC激光掺杂+消融
PERC(PassivatedEmitterandRearCell)钝化发射区和背表面电池,通过在电池背面增加钝化层,阻止载流子在一些高复合区域(如电池表面与金属电极的接触处)的复合行为,减少电损失,同时可以增强电池下表面光反射,减少光损失,从而提高电池的转换效率,提高电池的性能。
PERC电池与常规全铝背场电池最大的区别在于:电池背面用全表面介质膜钝化和局域金属接触方式取代全铝背场电极。
PERC+SE电池较普通
PERC电池的光电转换效率绝对值可提高0.3%至0.5%。采用激光掺杂的SE技术可以显著提高太阳能电池浅扩散区域的表面浓度,降低表面复合,在金属接触区域实现重掺杂,改善金属浆料和电池的接触,降低接触电阻,提高电池转换效率。
因此,激光掺杂技术能在与现有PERC电池线兼容的基础上,提高产出电池的光电转换效率。
PERC背面电极透过钝化层实现微纳级高精度的局部接触是技术难点之一。
加工过程中,在对钝化膜精密刻蚀的同时,不能损伤到硅衬底材料,否则会影响电池片最终转化效率。迅速定位与特定材料加工匹配的微纳级激光加工技术和适应高效生产的控制系统是PERC电池激光加工设备的技术核心,同时也是高效太阳能电池实现产业化的保证。PERC激光消融和激光掺杂设备占产线的投资额不到10%,单GW约0万。
2.2.3、TOPCon激光掺杂
TOPCon(TunnelOxidePassivatedContact)即隧穿氧化层钝化接触电池,大多数TOPCon是基于n型硅,正面采用氧化铝和氮化硅电解质层来钝化p+硼扩散发射极,在背面拥有~1nm隧穿氧化层——“氧化硅”是其核心特点,而后分别镀n+多晶硅层和氮化硅层,最后在电池正反面刷上银电极。
氧化硅提供极好的化学钝化作用,重掺杂的多晶硅截面排斥“少子”,隧穿氧化层可以使“多子”在非常低的结电阻下隧穿通过,由于载流子选择性,在掺杂层之间,载流子形成快速输运能力,使得电阻损失减少、载流子复合率降低,而达到提升效率的目的。
激光技术可用于n型电池硼扩散与重掺。
由于硼的扩散速率慢,在硅中固溶度低,掺杂困难,限制了选择性发射极的应用。
帝尔激光的硼掺杂技术目前已实现低损伤、掺杂能力强等技术特点,用于TOPCon电池选择性发射极的形成,降低金属电极与衬底的接触电阻,进一步提升电池转换效率。
除了二次掺杂的技术,帝尔激光在做一次掺杂,只增加一道激光,不用新增其他高温、氧化、清洁等设备,对于客户来说减少投资成本,同时也有约0.2-0.3%效率提升。
单GW价值量在2~万以上。
2.2.4、HJT激光修复
HJT(Heterojunction)即异质结电池,其典型结构是在n型单晶硅衬底上,沉积本征非晶硅和p型非晶硅薄膜,形成p-n异质结。
n型硅片经过清洗制绒后,表面依次沉积本征富氢非晶硅薄膜、P型非晶硅薄膜,从而形成p-n异质结,然后在背面依次沉积本征富氢非晶硅薄膜,以及n型重掺杂的非晶硅膜,形成背表面场。
在两面的外侧再沉积上透明导电氧化物薄膜TCO,最后通过丝网印刷技术在两侧顶层形成金属电极(栅线),这样就构成了拥有两面对称结构的HJT电池。
激光修复可降低光致衰减、提高发电转移效率。
通过超高功率光照射电池片,产生大量光生载流子来改变体内氢的价态,快速实现硼氧结构由高活性的复合体转变为低活性的再生态,以达到降低光致衰减目的。
帝尔激光的激光修复技术通过激光均匀辐照,整幅面激光辐照均匀性可达5%以内,满足mm以下尺寸电池片高光强辐照,提高非晶硅的钝化效果,提升电池开路电压,同时改善银浆与衬底的接触,大幅提高填充因子,进而提升转换效率。单GW价值量在~3万左右。
2.2.5、IBC激光消融
IBC(Interdigitatedbackcontact)即指交叉背接触。正负金属电极呈叉指状方式排列在电池背光面的一种背结背接触的太阳电池结构,它的p-n结位于电池背面。
(1)电池正面无栅线遮挡,避免了金属电极遮光损失,最大化吸收入射光子,实现良好短路电流。
(2)电池背面制备呈叉指状间隔排列的p+区和n+区,以及在其上面分别形成金属化接触和栅线;由于消除了前表面发射极,前表面复合损失减少。
(3)TOPCon、HJT与IBC结合形成TBC、HBC电池。
激光消融技术可实现精准开模,降低生产成本。
帝尔激光的大尺寸无损消融技术可应用于IBC背面钝化层开膜上,可以实现背面PN钝化膜层的精准消融,替代传统IBC电池采用光刻的技术路线,简化工艺流程,大幅度降低生产成本,进一步提高IBC电池的竞争力。单GW价值量约2万。
激光无损划片减小光伏电池效率损失。
帝尔激光研制的快速、精准、低损的激光无损划片技术,实现高效太阳能电池组件的半片及叠瓦工艺,大幅度减少太阳能电池在激光划片中的效率损失,提高组件功率和机械载荷,提升组件长期可靠性。
2.3、超前布局下一代光伏激光设备应用技术
2.3.1、光伏激光转印:通用型电极金属化技术
激光转印的优势明显。
(1)激光转印的栅线更细,现在可以做到18微米以下,浆料节省更多,在PERC上已经得到论证,在TOPCon、HJT等路线上的节省量会更高;
(2)印刷高度一致性、均匀性优良,误差在2μm,低温银浆也同样适用;
(3)可以改变柔性膜的槽型,根据不同的电池结构,来实现即定的栅线形状,改善电性能;
(4)激光转印为非接触式印刷,可以避免挤压式印刷存在的隐裂、破片、污染、划伤等问题。未来硅片薄片化趋势,薄片化会带来更多隐裂问题,激光转印由于非接触式印刷,可以有效解决这个问题。激光转印技术有望替代丝网印刷。
9月20日,根据公司