20240422_国金证券_电力设备与新能源行业：0BB工艺专题从可选到必选N型组件降本增效最优解_24页.pdf

敬请参阅最后一页特别声明 1 投资逻辑 多数环节 重大 技 术变 革渐 缓，组件 环节 短期 内仍 有迭 代空 间：光伏行业现阶段 硅料、硅片、电池环节已基本完成技术跳跃，基于对光伏行业所处的周期位置及技术现状的 判断，我们 认为短时 间内主链环 节很难再 有颠覆性 的 技 术 变化及迭代，关于光伏行业新技术的关注点，更应放到“缝缝补补”的降本增 效工艺方面，栅线 工 艺的 演进 便 是 其 中主要的关注点，栅线越细越有利于减少银浆用量从而降 低成本，同 时减少对 电池片的遮 光、提升 发电效率。为进一步去银降本，市场研发方向朝 0BB（无主栅）技术推进，即采用铜丝焊带替 代原有银主栅直接汇集细栅电流，并实现电池片之间的互连，串焊设备是实现 0BB 工艺的核心环节。国内 0BB 技 术研 究蓬 勃发 展，工艺 实践 具体 路径 多样 化：根据焊带与电池片的互连方式，无主栅组件的串焊方案 可以分为“SmartWire”、“覆 膜”、“焊 接+点胶”、“点 胶”四大 类。SmartWire 技术是将嵌有铜网的聚合物薄膜（铜丝复合膜）覆盖在仅有细栅的电池片上；覆膜技术通过胶膜、焊带、无 主栅电池 片的一次性 固定、层 压，或者 各 部 件 多次组合固定的方式形成组件；焊接+点胶技术通过焊接和胶粘两种方式共同保证焊带对电池片及其细 栅的 拉力 和 可 靠性；点胶技术仅使用胶粘的方法实现焊带与电池片的连 接，有望进 一步减少 工序、降低 成本。上 述四类工 艺 均 能 实现 0BB 组件的串联，从电学性能、光电性能、机械性能等角度看各具优势。目前，国内光伏设备、组件主要 制 造 商等在无主栅 技术 方面均进行了 较为全面 的工艺 布局。从“可 选”到“必选”，我们预计 2024-2026 年 0BB 串焊 设 备市 场空 间有 望达 到 194 亿元：在行业尤其是组件企 业 盈利较好的时代，栅线工艺的演进并不迫切，对于 串焊 设 备的 替换 更 新主 要考 虑因 素落 到 产品 端的 差异 化，而 在 行 业下行周期，降本增效的栅线工艺变革受 到了更大的重视，对于 0BB 这种降本增效的工艺需求也更为迫切。根 据 我 们测算，TOPCon 导入 0BB 后，总制造成本下降 约 0.012-0.019 元/W；HJT 导入 0BB 后，总制造成本下降 约 0.042-0.050元/W。假设新增的 0BB 串焊机单位价值量为 0.21 亿元/GW，存量改造的 0BB 串焊机单位价值量为 0.15 亿元/GW，则2024-2026 年，0BB 串焊机对应的市场空间分别为 33/77/84 亿元，2024-2026 年市场空间有望达到 194 亿元，头 部 串焊设备厂商有望直接受益。投资建议与估值 针对 0BB 工艺加速 产业化所带来的投资机会，目前看主要有 三个方向：方向一是可以提供 0BB 串焊设备的头部设备厂商，重点推荐奥特维、迈为股份；方向二是在 0BB 工艺方面研发及量产有望引领行业的头部组件厂商，重 点 推 荐晶科能源、通威股份；方向三是研发实力领先，产品布局全面的辅材龙头。风险提示 0BB 工艺研发进展不及预期；终端接受程度不及预期；行业盈利长时间承压风险。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 1 多数环节重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间.4 1.1 硅环节降本增效幅度有限，后续重点关注非硅环节技术进步.4 1.2 栅线工艺迭代助力电池片降本增效.8 2 国内 0BB 研究蓬勃发展，工艺实践路径多样化.9 2.1 SmartWire：铜丝复合膜实现组件串联，具有良好欧姆接触.10 2.2 覆膜方案：利用胶膜自身粘性实现组件串联，焊带、电池片结合力强.11 2.3 焊接+点胶方案：合金化+固化共同实现组件串联，提高可靠性.12 2.4 点胶方案：仅依靠固化剂实现组件串联，工序简单.13 2.5 0BB 组件总制造成本显著下降，2024-2026 年串焊机市场空间近 200 亿.14 3 0BB 催生组件环节辅材迭代，焊带、胶膜技术壁垒提高.16 3.1 焊带直径细线化，材料性能和工艺控制难度提升.17 3.2 胶膜类型多样化，材料体系和膜层设计可能性增加.18 4 相关标的及投资建议.19 4.1 奥特维：光伏设备平台化龙头企业，充分受益于 0BB 技术迭代.19 4.2 迈为股份：泛半导体领域高端装备制造商.20 4.3 晶科能源：N 型电池产能规模行业领先，研发实力稳居行业前列.20 4.4 通威股份：自上而下完成一体化转型，稳步扩张巩固竞争优势.21 5 风险提示.22 图表目录 图表 1：光伏产业链主要环节技术变革情况.4 图表 2：2023 年以来硅料价格（万元/吨）快速下行.5 图表 3：2024 年以来银价大幅上涨（元/kg）.6 图表 4：2024 年以来光伏银浆价格持续爬升（元/kg）.6 图表 5：光伏用银占比持续提升.6 图表 6：N 型电池技术渗透率有望快速提升.6 图表 7：预计 2024 年光伏银浆需求同比增 长 29%至 7830 吨.7 图表 8：预计 24-25 年全球白银包括金融属性的供需缺口扩大.8 图表 9：多主栅技术发展路线.8 图表 10：2023 年 9BB 及以上技术成为 PERC 技术主流.9 图表 11：2023 年 TOPCon 技术 SMBB 及以上占比达 87.5%.9 图表 12：无主栅技术可以缩短细栅距离，提升细栅电流收集能力（L3 L1 L2）.9 图表 13：覆膜、点胶 工序简洁、焊接+点胶 可靠性高.10 图表 14：SmartWire 工艺中，复合膜的金属丝一侧与电池片接触.11 图表 15：SmartWire 组件依靠金属框架连接、导通.11 图表 16：覆膜工艺相关专利汇总.11 图表 17：一体化覆膜 胶膜、焊带、电池片一体成型.12 图表 18：多步覆膜 焊带组件与电池片结合.12 1ZEVvMqNsRrQtNmPsPqPrQbRcMbRsQnNoMnRlOnNtPfQmOrM7NrQqRwMqRsMMYrRmO行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 19：焊接+点胶工艺专利汇总.13 图表 20：点胶工艺专利汇总.13 图表 21：不同地区合理溢价范围在 0.01 元/W-0.02 元/W.14 图表 22：TOPCon 导入 0BB 后，总制造成本下降 0.012-0.019 元/W.15 图表 23：HJT 导入 0BB 后，总制造成本下降 0.042-0.050 元/W.15 图表 24：预计到 2024-2026 年，0BB 串焊机市场空间将达 194 亿元.16 图表 25：0BB 组件采用细焊带和低克重胶膜.16 图表 26：光伏焊带产品持续迭代.17 图表 27：互联焊带、汇流焊带向多主栅、细线化发展.17 图表 28：焊带细线化在涂锡厚度、屈服强度、同心度等方面提出更高要求.18 图表 29：合金化后，采用常规封装胶膜粘结电池片和盖板（玻璃或背板）.18 图表 30：承载膜连接焊带，粘结膜连接玻璃.19 图表 31：胶膜结构可以根据焊带位置进行调整（水平排列）.19 图表 32：奥特维串焊机产品迭代历程十年.19 图表 33：迈为全资子公司迈展自动化提出 焊接+点胶 专利方案.20 图表 34：晶科无主栅组件专利提出特殊细栅方案.21 图表 35：通威 HJT 组件功率持续增长.21 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 4 1 多数环节 重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间 1.1 硅 环 节降 本 增效 幅度 有限，后 续重 点关 注非 硅环 节技 术进 步 硅 料、硅 片、电 池环 节已 基本 完成 技术 跳跃，短 期内 再难 有大 的 技术 变革：过去 十五 年里光伏行业发展势如破竹，主要环节均实现了较大的技术创新：硅料环节协鑫于2009 年率先突破了冷氢化工艺，使得硅料环节价格大幅下降，后续 2020 年协鑫又在硅烷流化床法制作的颗粒硅方面取得进展，进一步下降了硅料的 生产成本，目前已经 进入 行 业 放 量期；硅片环节 2017 年隆基瞄准金刚线与快速直拉工艺的逐渐成熟的机遇，全力押注单晶硅工艺，并引 领了全行业由多晶向单晶的转型；电池环节 2022 年晶科能源上市以后全力扩产N 型TOPCon 电池，引领了全行业N 型电池对于P 型电池的技术迭代，根据Infolink 预测，2024 年N 型电池渗透率有望达到79%，基本实现了光伏行业由P 型向N 型的迭代。然而从当前时点展望，基于对光伏行业所处的周期位 置及技术 现状的判断，我 们 认 为 短时间内主链环节很难再有颠覆性的技术变化及迭代，关于光伏 行业新技术 的关 注 点，更应放到“缝缝补补”的降本增效工艺方面，其主要对应到非硅环节的成本降低。图表1：光 伏 产 业链 主要 环节 技术 变革 情况 来源：国金证券研究所绘制 硅 料 价 格接 已近 硅料 企业 的成 本线，硅 环节 降本 难度 加大：2023 年以来硅料产能快 速 释放，2023 年底多晶硅产能合计约250 万吨，其中15 万吨高成本海外硅料（OCI、Hemlock、Wacker、REC）用于出口美国市场，价格体系将具有一定的独立性。我们预计 2024 年光伏组件需求 650-700GW，按照硅耗 2.4g/W 测算硅料需求约 160 万吨，扣减海外硅料 后 国内硅料需求约 145 万吨，对应现金成本约 4.5 万元/吨。产能过剩后理性价格应维持在供需均衡状态下边际产能的现金成本附近，同时考虑到 边际 产能 在价 格低 位 时可 能 因 成 本控制、现金管理、费用摊销等因素造成成本上升，我 们预计硅 料价格“理 性底 部 区 间”为致密料含税价 5.5-6.5 万元/吨。根据硅业分会 2024 年 4 月 17 日 最新报价，目前多晶硅致密料价格约 4.6 万元/吨，目前硅料价格已跌破企业生产成本，达到部分企业现金成 本，后 续 进一 步下 降 的空 间 不 大，因此短期内制造环节硅成本直接下降空间有限，虽然 硅成本仍 可以通过硅 片减 薄 等 手 段进一步降低，但考虑到硅片过度薄片化一方面会对电 池片的效 率良率产生 影响，另 一 方面进一步薄片化后组件制造环节中机械载荷、层压引 起的破片 以及 隐裂 都 会相 应 提 高，最终影响良率，因此短期内难有进一步下降的诉求。mhTQS386EBvbKvJzQd6+98iCYydMK33bsDsO0TSEcfY6qZpvjD11zq7ds76CnHfW 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 5 图表2：2023 年以来硅料价格（万元/吨）快速 下行 来源：硅业分会，国金证券研究所 备注：截至 2024/4/17 价格 非 硅 环 节 成本 仍有 下降 空 间：非硅环节的成本下降目前主要分为直接降本和间接降本，直接降本指制造环节的辅材、耗材用量的节省，如电 池片环节 的银浆等环 节、组 件 环 节的胶膜、玻璃等环节；间接降本指通过电池片效率提升 所带来的 各环节成 本进一 步 摊 薄，同时助力终端组件产品提升销售溢价。银浆是制备太阳能电池金属电极的关键材料。太阳能 电池片生 产商通过丝 网印 刷 工 艺 将光伏银浆分别印刷在硅片的两面，烘干后经过烧结，形成太阳 能电池的两 端电 极。太 阳能电池金属电极主要包括主栅和细栅，主栅是电池片 正面上较 粗的银质导 电线，用 于 汇流、导出，细栅是电池片上较细的银质导电线，用于收集电池内部产生的光生载流子。与传统 P 型电池相比，N 型电池是天然的双面电池，N 型硅基体的背光面亦需要通过银浆来实现如 P 型电池正面的电极结构；同时 N 型电池的正面 P 型发射极需要使用相对 P 型电池更多的银浆，才能实现量产可接受的导电性能，因此 N 型电池对银浆的需求量要 高于P 型电池。据CPIA，2023 年PERC 电池片正银消耗量降低至约59mg/片、背银 消耗 量 约25mg/片，TOPCon 电池双面银浆（铝）（95%银）平均消耗量约 109mg/片，异质 结电 池 双面低温银浆消耗量约 115mg/片。随着 2024 年 N 型电池快速放量，N 型银浆用量大概率超市场预期。贵 金 属 属 性叠 加供 需失 衡，N 型时 代降 银需 求愈 发迫 切：银浆生产所需的直接材料为银粉、玻璃氧化物、有机原料等，其中：银粉为核心原材料，据 SMM 光伏视界，银浆中 的银粉含量占比约98%，银粉在直接材料成本中的占比 高达90%以上。2021 年以来白银结构性供应短缺的市况持续，2021-2022 年交易所白银库存急 剧下降，当前库 存仍 处 于 近 几年低位；今年 3 月以来美联储官员“反向扭转操作”及放缓 QT 等发言驱动实际利率下行，黄金价格短期出现大幅上涨激发白银价格拉升，带动 银浆价格 持续上行。此外，光 伏 用银占比有望持续超预期。根据世界白银协会，2023 年全球光伏白银需求量达到6017 吨，同比增长 64%，光伏白银需求量占比进一步提升至 16%。在全球光伏装机持续增长，N 型电池加速渗透的背景下，2024 年 全球 光伏白银需求量有望 提高 20%达到 7217 吨。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 6 图表3：2024 年以来银价大幅上涨（元/kg）图表4：2024 年以来光伏银浆价格持续爬升（元/kg）来源：Wind，国金证券研究所 备注：截至 2024/04/17 价格 来源：SMM 光伏视界，国金证券研究所 备注：截至 2024/04/17 价格 图表5：光 伏 用 银占 比持 续提 升 图表6：N 型 电 池技 术渗 透率 有望 快速 提升 来源：同花顺 iFinD，世界白银协会，国金证券研究所 来源：中国光伏产业发展路线图（2023-2024），国金证券研究所 我们预计 2024-2025 年全球光伏新增装机 520/620GW，对应组件需求 676/806GW，电池需求 690/822GW，同增 28%/19%。组件出货结构方面，TOPCon 技术路线凭借较高的性价比、设备及工艺流程较为成熟等 优势，率先大规模量产，随着 TOPCon 产能加速释放，预计 2024-2025 年 TOPCon 份额快速提升至 70%/85%；HJT、xBC 等技术有望随成本、工艺进步逐渐放量，预计到 2025 年，PERC/TOPCon/HJT/xBC 出货占比分别达到 4%/85%/5%/6%。单位银耗方面，随着 电池效率不断提升，PERC、TOPCon、xBC 电 池单 位银 耗小 幅 下 滑，HJT 未来随着 0BB 和银包铜等技术导入单位银耗预计有较大幅度下滑，预计到 2025 年，PERC/TOPCon/HJT/xBC 单位银耗分别下降至 9.84/11.08/10.52/11.12 mg/W。综 上，预计 2024-2025 年全球光伏银浆需求量 7830/9047 吨，同比增长 29%/16%。3000400050006000700080005000550060006500700075002022/12 2023/04 2023/08 2023/12 2024/04 0%4%8%12%16%20%010002000300040005000600070008000%23%60%66%65%55%48%3%7%14%20%29%34%1%2%3%5%10%13%0%20%40%60%80%100%2023 2024E 2025E 2026E 2028E 2030EPERC TOPCon XBC 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 7 图表7：预计 2024 年光 伏银 浆需 求同 比增 长 29%至7830 吨 2022 2023 2024E 2025E 全球光伏装机（GW）230 405 520 620 容配比 1.28 1.3 1.3 1.3 组件需求（GW）294 527 676 806 电池需求（GW）300 537 690 822 YOY 79%28%19%各 类 电 池出货及份额 PERC 出货（GW）270 399 152 33 TOPCon 出货（GW）24 124 483 699 HJT 出货（GW）5 7 28 41 XBC 及其他出货（GW）2 8 28 49 PERC 占比 90.0%74.3%22.0%4.0%TOPCon 占比 8.0%23.0%70.0%85.0%HJT 占比 1.5%1.3%4.0%5.0%XBC 及其他占比 0.5%1.4%4.0%6.0%各 类 电 池功率 PERC（W/片）7.69 7.72 7.79 7.82 TOPCon（W/片）8.09 8.25 8.38 8.48 HJT（W/片）8.12 8.32 8.52 8.65 XBC 及其他（W/片）8.09 8.22 8.32 8.45 各 类 电 池银浆单耗 PERC 正面银浆单耗（mg/W）8.45 7.64 7.19 6.90 PERC 背面银浆单耗（mg/W）3.38 3.24 3.08 2.94 TOPCon 银浆单耗（mg/W）13.51 12.55 11.63 11.08 HJT 银浆单耗（mg/W）15.64 13.82 12.21 10.52 XBC 及其他银浆单耗（mg/W）13.51 12.60 11.72 11.12 各 类 电 池银浆需求量 PERC 正面银浆需求（吨）2284 3048 1090 227 PERC 背面银浆需求（吨）914 1291 467 97 TOPCon 银浆需求（吨）325 1550 5613 7743 HJT 银浆需求（吨）70 97 337 433 XBC 及其他银浆需求（吨）20 95 323 549 光 伏 银 浆需求合计（吨）3613 6080 7830 9047 YOY 68%29%16%来源：中国光伏行业协会，国金证券研究所测算 白银需求方面，除了光伏装机高增持续提振白银需求，AI、机 器人 等应 用 也将 带 动 含 银元器件需求提升。然而，矿产银供给的增速放缓对白 银的供需 平衡构成压 力。全 球 矿 产银主要来源于其他金属矿的伴生矿，受铜 锌等 主金 属 矿山 资本 开支 和供 应 扰动 的 影 响，未来矿产银的供给增量可能放缓，从而限制了白银的整体供给。我们预计 24-25 年全 球白银包括金融属性的供需缺口将有所扩大，白银价格 存在大幅 波动风险，企业 降 银 需 求愈发迫切。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表8：预计 24-25 年 全球 白银 包括 金融 属性 的供 需缺 口扩 大 单位：吨 2022 2023 2024E 2025E 矿产银 26,025 25,830 26,337 26,855 再生银 5,504 5,556 5,713 5,874 政府净销售 54 51 51 51 总供应量 31,583 31,437 32,101 32,780 工业 18,298 20,353 22,441 24,016 其中：光伏 3,540 5,959 7,674 8,867 其他 14,758 14,394 14,767 15,149 摄影 855 840 841 843 银饰 7,295 6,318 6,976 7,702 银器 2,286 1,717 2,078 2,514 实物净投资 10,486 7,562 7,562 7,562 净套保需求 557 379-总需求量 39,778 37,169 39,898 42,637 供需平衡-8,195-5,732-7,796-9,857 来源：世界白银协会，中国光伏行业协会，Metal Focus，国金证券研究所测算 1.2 栅 线 工艺 迭 代助 力电 池片 降本 增效 降本提效诉求下，栅线工艺得到了快速发展，SMBB（超 多主栅）、0BB（无 主栅）技 术 快速渗透。对电池片而言，栅线越细越有利于减少银浆 用量从而 降低成本，同时 减 少 对 电池片的遮光、提升发电效率，2010 年起电池栅线设计朝着增加主栅数量和减小栅线宽 度的方向发展，多主栅技术 从2BB 一路发展到近几年的MBB（9BB-15BB），目 前出 现了 在MBB基础上发展的 SMBB 技术，全新的 无主栅技术等。图表9：多 主 栅 技术 发展 路线 来源：国金证券研究所绘制 2019 年MBB 技术快速渗透，2022 年9BB 以下市场份额已下降至2%，目前MBB 技术 已 成 为绝对主流。SMBB（16BB 及以上）技术是MBB 的升级版，将主栅数增加至16 及以上，在主栅增加的同时，配合更细的焊带，提高串焊精度、降低主栅 PAD 点面积，不仅能够降 低银浆耗量、减少成本，还能够减少电流传输距离，降 低栅线遮 挡，提 高光 学利 用 率，有效降低组件的串联电阻，最大化利用太阳光。目前主流厂商 SMBB 主栅数已增加到 16-20，据 CPIA，2023 年 TOPCon 电池片中 16BB 及以上的 SMBB 技术占比达 87.5%。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表10：2023 年9BB 及以上技术成为 PERC 技术主流 图表11：2023 年TOPCon 技术 SMBB 及以上 占比达87.5%来源：中国光伏产业发展路线图（2023-2024），国金证券研究所 来源：中国光伏产业发展路线图（2023-2024），国金证券研究所 为进一步去银降本，市场研发方向朝 0BB（无 主栅）技 术推 进，即采 用铜 丝焊 带 替 代 原有银主栅直接汇集细栅电流，并实现电池片之间的互连。相比 SMBB 技术，0BB 技术有以下优势：1）直接节省主栅银浆和便于定位、焊接的 PAD 点银浆，从而降低银浆成本；2）使用更细、数量更多的焊带导出电流，导电能力提高，组件 CTM 因此提高；3）组件端低温封装，可以进一步降低硅片减薄的临界厚度；4）更多数量的焊丝与细栅连接，接触点增多，对电池片的拉力增大，组件可靠性提高。图表12：无 主 栅 技术 可以 缩短 细栅 距离，提 升细 栅电 流收 集能 力（L3 L1 L2）来源：小牛自动化 公众号，国金证券研究所绘制 2 国内 0BB 研究 蓬勃发展，工艺实践路径多样化 根据焊带与电池片的互连方式，无主栅组件的串焊 方案可以分 为“SmartWire”、“覆 膜”、“焊接+点胶”、“点 胶”四大 类。SmartWire 技术是将嵌有铜网的聚合物薄膜（铜丝复 合膜）覆盖在仅有细栅的电池片上；覆膜技术通过胶膜、焊带、无主栅电池 片的 一 次 性 固定、层压，或者各部件多次组合固定的方式形成组件；焊接+点胶技术通过焊接和胶粘 两种方式共同保证焊带对电池片及其细栅的拉力和可靠 性；点胶 技术仅使用 胶粘 的 方 法 实现焊带与 电池片的连接，有望进一步减少工序、降低 成本。目 前，国内头部 光 伏 设 备、组件主要制造商等在无主栅组件方面均进行了一定的技术布局。从电学性能、光电性能、机械性能等角度综合对比：1）“SmartWire”工艺是最早提出、最早应用、最早量产的 0BB 组件技术，铜丝复合膜保证了铜丝与电池片连接的可靠性，以及实现良好的欧 姆接触。但是复合膜 不可 避 免 地 增2%1%10%7%4%3%2%1%88%93%96%97%98%99%0%20%40%60%80%100%2023 2024E 2025E 2026E 2028E 2030E9/10BB 11BB 16BB 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 10 加了组件在 封装 环节的成本，并对组件的光学透过性 有一定程 度的损失。此外，对 于 国内厂商来说，目前 仍 受制于梅耶伯格的专利侵权风险。2）“覆膜”工艺由国内设备厂商提出，依赖于胶膜的 粘接力固 定焊带和 电池片，实 现 串联。工艺简单，焊带与电池片之间的结合力强。但与 焊带接触 的一侧为改 性胶 膜，制 作成本增加，容易造成光学阻挡，使得电池片透光率下降、光电性能降低。3）“焊接+点胶”工艺是基于常规串焊工艺，针对 0BB 组件进行的技术升级。合金化和固化共同实现焊带对电池片的强大拉力，耐热斑能力强。但是对 点胶的精度 和面 积 提 出 了较高要求，快速焊接过程容易破坏细栅，对设备的控制强度和精度有一定要求。4）“点胶”工艺是在“焊接+点胶”工艺的基础上，节省焊接的步骤，依 靠绝 缘或 者导 电胶实现焊带和电池片、细栅的接触。但仅依靠固化剂，焊带与电 池片间的 拉力相 对 较 弱；从设备看，由于不再涉及焊接工序，当前的串焊机不再适用。图表13：“覆 膜”、“点 胶”工 序简 洁、“焊 接+点胶”可靠性高 SmartWire 覆膜 焊接+点胶 点胶 工艺流程 以铜丝复合膜与电池片 连接，实现电池片组串，后续层压，加热合金化 胶膜、焊带、电池片通过融 化胶膜再次固化形成连结 先将焊带焊接在电池片上，再点胶增加粘附点然后 UV 固化 在细栅之间施加胶点体（UV胶、热熔胶等粘合剂），将 焊带固化在电池片上，通过层 压把焊带和 电池连接成串 关键点 制作铜丝复合膜 制作皮肤膜 焊接、点胶、UV 固化 UV 固化 封装材料 铜丝复合膜+胶膜 皮肤膜+胶膜 常规胶膜 皮肤膜+胶膜 优点 焊带与电池贴合度高，高导电性 焊带与电池贴合度高，操作简单 无需皮肤膜，焊带与电池结合性好，耐热斑能力强 可以在原有设备上改造 工艺简单，无焊接过程 缺点 增加铜丝复合膜材料成本 工艺复杂度高，层压后 EL 测试难以通过 增加皮肤膜；光学透过性差 层压后 EL 测试难以通过 点胶精度要求高，焊接过程容易断栅 速度慢 焊带与电池片结合力一般 层压后 EL 测试难以通过 设备厂商 梅耶博格 宁夏小牛、奥特维等 迈为股份、奥特维等 东方日升、奥特维、光 远 股份、沃特维等 来源：北极星太阳能光伏网，各公司专利，国金证券研究所 2.1 SmartWire：铜丝复合膜实现组件串联，具有良好欧姆接触 梅耶伯格 SmartWire 方案 于 2013 年向市场发布，最早可以追溯到 加拿大电池组件公 司Day4 Energy，其于 2008 年 10 月 6 日提交名为Electrode for photovoltaic cells,photovoltaic cell and photovoltaic module 的专利申请文件，2011 年 9 月 6 日获 得正式授权，专利有效期预计截至 2025 年 1 月 14 日。Day4 energy 于 2010 年收购当时 光伏制造和集成最先进的生产自动化和设备 公司德国 ACI，同 年与 异质 结电 池设 备 制 造 厂商德国 Roth&Rau 共同研发建设先进 光伏电池、组件和生产系统，2011 年 Roth&Rau被瑞士公司梅耶伯格收购，2012 年 Day4 energy 将所有业务、资产和运营转让给 加拿大公司0941212 B.C.Ltd.（简称“094”），截 至目 前，该专 利 所有者显示分别为德国ACI、加拿大 094、瑞士梅耶伯格及旗下全资子公司德国 Somont Gmbh。SmartWire 技术 提出的初衷是寻找一种低成本实现电极与 电池片 表面良好 欧姆 接 触 的 方法。电池制作环节中主栅的作用在组件制作环节被金属丝取代，金属丝在 90-110 的 工作温度下嵌入聚合物薄膜表面的粘合剂层中，在组件 层压的过 程中，与电 池片 的 导 电 表面（细栅、ITO 等导电薄膜等）形成直接欧姆接触。聚合物薄膜的厚度在 10-50 m，必须具有较 大的延展性、良好的绝缘性、光学透明度、热 稳定 性、耐收 缩性，并 且 具 有 良 好的粘接能力；粘合剂层不能完全浸没金属丝（与电池片直接接触的金属丝），且对聚合 物薄膜和电池片均需具有良好的附着力。该技术较特别 的一点是，每个电池 片外 部 设 有 绝缘膜连接的金属框架（优选铜箔），用于固定金属复合膜与电池片的位置，以及实现组 件中各电池片之间的导电通道。行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 11 图表14：SmartWire 工艺中，复合膜的 金属丝一侧与电池片接触 来源：梅耶伯格专利 US8013239B2，国金证券研究所 绘制 图表15：SmartWire 组件 依靠金属框架 连接、导通 来源：梅耶伯格专利 US8013239B2，国金证券研究所 绘制 2.2 覆 膜 方案：利用 胶膜 自身 粘性 实现 组件 串联，焊 带、电池 片结 合力 强 0BB 组件覆膜方案简单来说是通过热压的方式将胶膜和 焊带同时 或者组合 后与 电 池 片 形成连接，由国内光伏设备厂商提出，具体实施办法存在差异。图表16：覆 膜 工 艺相 关专 利汇 总 公司 授 权 公 告日/申 请 公 布日 发明名称 专利号 备注 小牛 2022/07/12 一种电池串生产方法及电池串铺设设备 CN114744080A 一体化覆膜 奥特维 2021/3/12 电池串生产线及电池串生产设备 CN112490329A 多步覆膜 2021/10/29 电池串生产设备 CN214542264U 覆膜设备 爱康科技 2022/4/27 一种无主栅的光伏组件及其制备方法、焊带焊接方法 CN114864721A 一体化覆膜 来源：国家专利局，国金证券研究所整理 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 12 从宁夏小牛方案来看，具体实现路径如下：胶膜、焊 带同 时与 电池 片完 成 固定。以 正 面方向为例，按从下到上分别为电池片、焊带、胶膜的 顺序依次 叠放，利用 胶膜 在 加 热 状态下具有粘接性，冷却后固化的特点，在胶膜粘结在 电池片上 的同时，将 焊带 固 定 在 指定位置，一次性完成电池片、焊带、胶膜的连接。该方法由宁夏小牛 在 2022 年 率先 提出，称 为 一 体 化 覆 膜 技 术（Integrated Film Covering，IFC）。用于一次性固定的胶膜是经过改性的 EVA、POE、PVB 等，可以 作为 组件封装所需胶膜的一部分，称为皮肤膜；由于焊带和 电池片金 属化部分的 接触 不 涉 及 焊接工艺，不受焊接点厚度（锡珠直径）影响，封装所 需胶膜的 克重（厚度）有 望 进 一 步下降。2023 年12 月，小牛出货首台GW 级直接覆膜串联设备，助力客户TOPCon 无主 栅 电池组件项目量产；2024 年 4 月，小牛中标正泰新能年产 5GW 无主栅组件项目，标志小牛IFC 技术即将在无主栅领域实现大 规模应用。图表17：一 体 化 覆膜 胶膜、焊 带、电池 片 一体 成型 来源：小牛专利 CN114744080A，国金证券研究所 绘制 奥特维方案有所差异化：胶膜、焊带合成零件，再与 电池片连 接。根据每 条焊 带 连 接 相邻电池片正背面的特点，先将胶膜热压在焊带不与电 池片接触 的一侧，并 按一 定 的 位 置周期裁剪成焊带组件，按从下到上为焊带组件 1 的背面接触部分、电池片、焊带组件 2的正面接触部分的顺序叠放，再次热压固定，制成电池串。图表18：多步覆膜 焊带 组 件与 电池 片结 合 来源：奥特维专利 CN112490329A，国金证券研究所 绘制 2.3 焊接+点胶 方案：合金化+固化共同实现组件串 联，提高可靠性 0BB 组件“焊接+点胶”方案保留了原本焊带与主栅的连接方式，但考虑到细栅线宽远 小于主栅，焊点存在稳定性问题，焊点断裂将会影响电流从细栅中导出，使得组件 CTM 损失增大，因此采用额外的粘合剂将焊带与电池片进行 固定，缓 解焊接点附 近的 应 力，提高组件可靠性。国内厂商基于“焊接+点胶”的基本原理，针对具体的工艺实践提出了 不同的 方案，基 本工序可以分为三类：先焊接再点胶加固、先胶粘固定 焊带位置 再焊接、粘 合剂 在 串 焊 的同时稳定焊带和电池片的相对位置。例如，迈为 专利 CN115224161A 中，通过加热使涂有助焊剂的焊带与电池表面完成焊接，再在电池串的金 属连接线 上设置粘附 点并 固 化，消除连接不稳定的风险；通威专利 CN220253256U 中，先通过粘合剂对焊带位置进行预固定，绝缘胶位于每个焊带和细栅接触点的附近，再进行焊 接，有效 防止焊接位 置偏 离；通 威专利 CN110993733A 中，将一侧依次带有 胶带 和低温焊料涂层 的 焊带（从外部到焊带的方行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 13 向）排布在电池片表面，通过施加压力固定焊带和电池片。为了匹配不同的组件工艺，焊点和胶点的位置、粘合 剂性质的 选择也各不 相同。例 如 上述通威 专利 CN110993733A 中使用的胶带为导电的压敏胶带；而公司专利 CN220253256U中的粘合剂则为绝缘胶。上述迈为专利 CN115224161A 中焊带与细栅接触位置均进行了合金化，粘合剂用于固定焊带和电池片位置。图表19：焊接+点胶 工艺 专利 汇总 公司 授权公告日/申 请公布日 发明名称 专利号 备注 迈展（迈为子公司）2022/8/22 一种新型无主栅太阳能光伏组件的制作方法 CN115224161A 先焊接 后点胶 2022/11/27 一种光伏太阳能电池片组件的制备方法 CN115939253A 固定上述专利工艺中焊带的方法 2023/3/28 一种光伏电池串制造设备 CN218769576U 0BB 串焊设备整体设计 奥特维 2023/5/2 一种电池片成串装置及成串方法 CN116053359A 先点胶后焊接 2023/5/12 电池串生产方法及电池组件生产方法 CN116111004A 先焊接后点胶 通威 2020/4/10 一种光伏组件制作方法 CN110993733A 焊接、固化同时 2023/12/26 一种无主栅的电池片、无主栅的电池串及光伏组件 CN220253256U 先点胶后焊接 爱康科技 2022/6/2 一种高密度无主栅的光伏组件 CN217562580U 点胶+焊接 正泰新能 2023/12/4 一种无主栅光伏组件制备方法、无主栅光伏电池及组件 CN117374165A 锡膏+助焊剂（仅焊接）晶科能源 2023/05/12 一种电池片以及光伏组件 CN116110980A 特殊细栅（仅焊接）来源：国家专利局，国金证券研究所 整理 2.4 点 胶 方案：仅依 靠固 化剂 实现 组件 串联，工 序简 单 0BB 组件“点胶”方案本质上仅通过粘合剂在电池片和 焊带间的 固化 实现 两者 的粘连。根据粘合剂是否具有导电性，胶点的位置被区分是否 与细栅直 接接触，当 使用 非 导 电 的粘合剂时，胶点应位于不 与细 栅接 触的 区域，如 相邻 两条 细栅 之间（奥 特 维 专 利CN217280819U）；当 使用 导电 粘合 剂时，胶 点应 与细 栅直 接接 触，并且 为了 保证 粘接 可 靠性，胶点可以横向延长、覆盖多根细栅（东方日升专利 CN214848646U）。图表20：点 胶 工 艺专 利汇 总 公司 授 权 公 告日/申 请 公 布日 发明名称 专利号 方案 备注 奥特维 2022/4/12 一种电池片成串装置及成串方法 CN114335246A 点胶 绝缘胶 2023/3/28 一种点胶装置及串焊机 CN115846134A 点胶 点胶设备 2022/8/23 一种电池串焊接机 CN217280819U 点胶 UV 固化胶 东方日升 2023/3/10 一种太阳能电池片、电池串及太阳能组件 CN218602452U 点胶 绝缘胶 2021/7/8 光伏组件 CN214848646U 点胶 绝缘胶/导电胶 2022/7/19 一种太阳能电池组件的封装方法及太阳能电池组件 CN114765229A 点胶 绝缘 胶 宁夏 小牛 2023/6/27 一种电池串及光伏组件 CN219267667U 点胶 绝缘胶/导电胶 光远股份 2022/5/17 一种用于光伏行业电池片无应力焊接设备的焊接工艺 CN11