一周解一惑系列：激光设备如何赋能光伏行业发展

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1➢本周核心观点：接近业绩披露期，三季报成为市场关注点。优先推荐三季报业绩较好的设备标的。当前人形机器人、新能源行业新技术、新工艺层出不穷，虽短期市场预期波动较大，但发展方向明确，仍需给予持续关注。➢激光是提高光伏光电转换效率的“超级武器”。光伏产品对于光电转换效率“锱铢必较”，激光可用于掺杂、开槽、转印、无损划片以及打孔技术等，能有效提高光电转换效率，是光伏技术升级的必备“武器”。➢专用激光设备：已成各类电池片技术必配工艺。1)激光消融及激光掺杂率先在PERC电池中实现量产化应用，分别提升1.2%和0.2%-0.3%左右转换效率。2)在TOPCon电池领域，激光掺硼技术可进一步实现降本提效，将持续走向更低的设备投资额及更高转换效率的方向，有望成为未来新增TOPCon产线的标准配置。3)在HJT领域，激光LIA技术可提升电池转换效率，目前已进入小批量验证阶段，潜力可期。4)IBC电池领域，激光消融技术相比传统丝网印刷以及湿法刻蚀工序更为简易，提升IBC电池竞争力。5)钙钛矿电池作为最具潜力的电池技术，激光工艺最多可应用5道步骤，激光设备将率先受益。➢通用激光设备：核心为了省银。光伏电池金属化成本居高不下仍为限制新型电池技术发展的因素之一，潜在解决方案包括激光转印以及铜电镀等工艺方式，激光设备在其中均扮演重要角色。激光转印采用高功率激光束高速图形化扫描形成栅线，铜电镀工艺通过激光器实现掩膜图形化，为电镀沉积金属的前道工艺。此外，在MWT电池中，高精密激光打孔已成为电池核心工艺，提升光电转换效率0.4%左右。组件端的激光无损划片以及光伏玻璃打孔，配合新组件工艺，提升组件光电转换效率以及使用寿命。➢预计2025年激光设备行业市场空间达到68亿元，CAGR=53%。根据我备订单市场空间达到32亿元，合计达到68亿元，2020-2025年CAGR达52.97%。➢激光设备竞争激烈，多个方向有待突破。专用设备：1)TOPCon激光掺杂设备成为主要竞争赛道，布局企业最多。其核心原因在于①TOPCon电池产能扩张进入高峰期，②激光掺杂技术有望成为标配工艺，③激光硼掺杂或具备从PERC激光掺杂迁移的可行性。2)PERC激光掺杂以及PERC激光消融设备生产经验较为成熟。但主要考虑到PERC未来或逐渐被淘汰，对应设备市场空间将逐渐缩小。3)钙钛矿激光刻划设备也有4家企业布局，激光为标配工艺，企业希望通过优先布局获得先发优势。通用设备：激光划片设备因工艺难度较低，布局企业更为多元化。我们更加看好激光设备在激光转印、电镀铜图形化及MWT激光打孔中的应用。目前来看，虽然技术成熟度相对较低，但是研发生产同样存在技术壁垒，前瞻性的业务布局将为企业构筑强竞争壁垒。➢投资建议：建议关注具备激光设备生产能力的企业帝尔激光、海目星、捷佳伟创、迈为股份、英诺激光、大族激光、芯綦微装、华工科技、德龙激光等。➢风险提示：全球光伏新增装机规模不及预期，电池技术路径变化，激光工艺研发进展不及预期。2022年10月09日一惑系列：维持评级师师S110006mszqcom敏S080004wengjiamin@相关研究产化进展加速-2022/09/25展跟踪(三)-2022/09/18美国婚庆市场渗透率加速-2022/09/12的影响-2022/09/045.一周解一惑系列：中报综述(一)：检测稳022/08/27行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告21激光设备：拓宽应用场景，助力国内高端制造 32专用激光设备：激光已成为电池制造中必配工艺 42.1PERC电池：激光消融、激光掺杂等已成标配技术 42.2TOPCon电池：激光硼掺，从“可选”走向“标配” 52.3HJT电池：激光LIA技术，提升电池转换效率，潜力可期 62.4IBC电池：激光消融技术，简易灵活，提升IBC电池竞争力 72.5钙钛矿电池：最多5道激光工艺，单结电池必备环节 93通用激光设备：兼容性强，前景可期 11节约浆料使用，技术兼容性强 113.2铜电镀设备：激光直写，最具经济性的图形化方案 123.3MWT电池：高精密激光打孔，MWT电池核心工艺 133.4组件：无损划片+玻璃打孔，配合新组件工艺 144市场空间测算：预计2025年激光设备行业市场空间达到68亿元，CAGR=53% 175企业纷纷布局，激光设备迎发展机遇 195.1专用设备：TOPCon激光掺杂设备成为主要竞争赛道 195.2通用设备：激光划片设备因工艺难度较低，布局企业更为多元化 196风险提示 21插图目录 22表格目录 22行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告31激光设备：拓宽应用场景，助力国内高端制造激光是指原子受激辐射的光，故名“激光”。原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光)，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源具有单色性、相干性、高亮度及高方向性。激光是提高光伏光电转换效率的“超级武器”。光伏产品对于光电转换效率“锱铢必较”，激光可用于掺杂、开槽、转印、无损划片以及打孔技术等，能有效提高光电转换效率，是光伏技术升级的必备“武器”。 图1：激光设备在不同电池技术路径下的应用究院本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告42专用激光设备：激光已成为电池制造中必配工艺2.1PERC电池：激光消融、激光掺杂等已成标配技术PERC电池是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，从而提高电层实现微纳米级高精度的局部接触是技术难点之一(实现钝化膜精密刻蚀+不能损伤硅衬底材料)。 图2：常规全铝背场电池和PERC电池的结构比较激光消融(刻蚀)技术：利用激光在硅片背面进行打孔或开槽，将部分的AlOx与SiNx薄膜层打穿露出硅基体，背电场通过薄膜上的孔或槽与硅基体实现接触。相比较传统的湿法刻蚀工艺，激光消融技术能定位最优化的能量密度分布，精确控制激光作用时间，同时保证每个脉冲严格一致。激光消融设备目前已成为PERC生产流程中不可或缺的关键性装备。PERC激光消融技术的应用，使单晶电池实现1.2%转换效率的提升。激光SE掺杂技术：通过激光掺杂技术，在金属栅线与硅片接触部分进行重掺杂，而电极以外位置保持轻掺杂(低浓度掺杂)，这种结构减少发射极表面少子的复合，而金属电极和发射极之间又能形成良好的欧姆接触，从而获得更高的短路电流、开路电压和填充因子，提高太阳电池转换效率(光电转换效率绝对值提升0.2%-0.3%左右)。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5 图3：激光SE电池技术原理实现选择性发射极电池制备的主要工艺包括丝网印刷掺杂源高温扩散法、离子注入法以及激光掺杂法。激光掺杂法以扩散产生的磷硅玻璃层为掺杂源，利用激光可选择性加热特性，在太阳电池正表现电极区域形成选择性重掺杂n++重掺杂区域，提高电极接触区域的掺杂浓度，降低接触电阻，从而有效地提高转换效率。受益于显著的转换效率提升，激光消融设备和激光掺杂设备目前已成为PERC新建产能的必需工艺。从设备价值量上看，单GW设备投资额约为0.1亿元，占PERC电池整线设备投资额的10%左右。由于PERC用激光设备工艺较为成熟，规模化生产达到一定瓶颈阶段，未来降本空间不大，预计未来单GW设备投资额将继续维持在0.1亿元左右。2.2TOPCon电池：激光硼掺，从“可选”走向“标配”从技术原理上看，TOPCon激光硼掺工艺原理与PERC+SE中的激光SE设备基本相同，通过实现局部重掺，提升光电转换效率0.2%-0.4%。最大的差异在于扩散材料本身存在差异，PERC电池扩散磷，而TOPCon电池扩散硼。尽管扩散工艺基本相同，但是扩硼难度比扩磷难度更大：主要由于硼在硅中的固溶度更低，导致扩硼难度提升。设备投资额：根据海目星2022年4月16日公布的中标公告看，10.67亿中标规模或对应晶科40-50GW的TOPCon产能，预计对应的单GW设备投资额约为2134万-2668万。我们预计随着设备厂商量产规模的不断扩大叠加设备生产技术的不断成熟，未来单GW设备投资或降低到2000万元甚至以下水平。在《机械行业周报20220424：影响激光掺杂设备短期替代程度的因素分析》报告中，我们针对TOPCon激光掺杂设备对电池降本水平做了相应的敏感性分析，本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6率率根据测算，在应用激光掺杂技术的乐观假设下，激光掺杂技术增益0.40%，且对应设备投资额仅需2000万/GW的情况下，单W电池片成本或降低1毛钱，即1000万元/GW的降本空间，具备显著的经济性，即投资回收期在2年左右。回溯光伏设备的发展路径，随着技术和工艺的不断成熟，我们判断，长远来看，TOPCon激光掺杂设备将持续向着更低的设备投资额以及更高的转换效率去发展，有望成为未来新增TOPCon产能的标准配置。表1：光伏电池的降本空间分析激激光掺杂设备投资额(亿元/GW)单瓦降本水平0.000.200.250.300.350.4000.00%-----0.15%--0.0012-0.00020.00080.00180.002800.20%-0.25%--0.0047-0.0037-0.0027-0.0017-0.000700.30%-00.35%0.40%-0.0099--Light-InducedAnnealing(LIA)：α-Si：H/c-Si的界面存在大量的界面态 少界面态(Si悬挂键)密度，降低界面复合，从而提高非晶硅的钝化效果。这个现LIAHJTSiHcSi；在光照情况下，对HJT电池进行加热退火，发现电池转换效率明显上升，主要体现在Voc和FF的提升上。通过超高功率激光照射HJT电池片，产生大量光生载流子改变α-Si：H中氢够改善TCO层导电性能，降低Ag/TCO的接触电阻，从而提高HJT电池的FF。除此以外，在HJT电池上，LIA技术同时能减少电池片的暗衰减，延长电池组件的使用寿命。在HJT电池中的应用方面，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230mm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。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告7技术进展：小批量验证阶段，随着工艺的不断成熟，激光LIA设备有望实现批量出货：2020年11月，帝尔激光获得欧洲客户量产订单，产品主要系HJT高效电池的激光LIA设备，总金额达1000多万元；2021年4月27日，激光LIA设备出厂，装机发往欧洲。根据帝尔激光公司公告，此次出口的一批设备具有“千瓦”级光强、“秒”级加工时间、“片”间主动控温系统、全幅面“匀“化辐照等传统光源及设备无法实现的优异性能，可以帮助客户的HJT电池产品效率大幅提升。 图4：帝尔激光LIA设备出厂IBC(指交叉背接触)电池是指电池正面无电极，正负两极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流密度，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻，从而提高填充因子，加上电池前表面场以及良好钝化作用带来的开路电压增益，因此IBC电池不仅转换效率高，而且看上去更美本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8 图5：IBC太阳电池结构示意图院IBC电池的工艺相比传统太阳能电池更为复杂。IBC电池工艺的关键是如何在电池背面制备出呈叉指状间隔排列的P区和N区，以及在上面分别形成金属化接触和栅线，其中重点的工艺主要集中在扩散掺杂、钝化镀膜、金属化栅线三个方面，其中激光设备可实现替代的工艺主要系图6中的步骤4以及步骤8，对应两道激步骤4：掩膜法制备PN结。常见的定域掺杂的方法为掩膜法，可以通过以下方式制备：①光刻法：可以通过光刻的方法在掩膜上形成需要的图形，这种方法的成本高，不适合大规模生产。②印刷法：通过丝网印刷刻蚀浆料或者阻挡型浆料来刻蚀或者挡住不需要刻蚀的部分掩膜，形成需要的图形，这种方法成本较低，但对电池背面图案和栅线的设计要求非常高，存在丝网印刷的对准精度问题和印刷重复性问题。③激光法：激光也是解决丝网印刷局限性的一条途径。无论是间接刻蚀掩膜，还是直接刻蚀，激光的方法都可以得到比丝网印刷更加细小的电池单位结构，更小的金属接触开孔和更灵活的设计。步骤8：钝化膜去膜。传统IBC电池主要采用光刻(湿法刻蚀)或丝网印刷刻蚀浆料工艺，但是该方法工艺复杂、成本较高、难以在太阳能电池领域大规模量产。然而，无损激光消融技术可以替代传统工艺，应用于IBC电池背面钝化层开膜，实现背面P-N钝化膜层的精准消融，简化工艺流程，大幅度降低生产成本，提高IBC电池的竞争力。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9 IBC电池工艺流程 图7：IBC电池与传统铝背场电池对比增加工序关于设备价值量，根据帝尔激光公布与隆基绿能的日常经营合同的公告，2022年度，帝尔激光与隆基系新签合同金额总计约6.0亿元。期间，隆基绿能HPBC电池产能建设规模系30GW，由此，我们推断，BC技术路线下，单GW的激光开膜设备投资额约为2000万元。.5钙钛矿电池：最多5道激光工艺，单结电池必备环节钙钛矿电池极限转换效率总体高于晶硅电池，优势突出。在理论极限上，晶体硅太阳能电池、普通单晶硅电池、HJT电池、TOPCon电池的极限转换效率为29.43%、24.5%、27.5%、28.7%。但是相比之下，钙钛矿电池单层电池、晶硅/钙钛矿双节叠层电池、三节层电池的理论转换极值分别可达到31%、35%、45%，转换效率随着钙钛矿材料的叠加使用，转换效率不断提升至新的高度。如果在钙钛矿中掺杂新型材料，钙钛矿电池的转换效率最高可达到50%，约为目前晶硅电池转换效率两倍以上。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10 图8：不同电池结构类型太阳能电池理论极限转换效率对比情况60%.00%431.00%27.50%28.70%20%0%纯钙钛矿薄膜电池在制造过程中有四道必备的激光划线工艺，对提高电池转换效率有较为重要的作用。激光P1：去除TCO层，在可见光波段有较高的透射率；激光P2：去除功能层，不能损伤TCO；激光P3：背电极加功能层，主要为金属或者TCO等；激光P4：去除玻璃上的所有膜层(类似去除电池边缘饶镀的功能)。此外，还有一道可选工艺，激光P5：在玻璃上直接刻印文字，达到美观的效图9：纯钙钛矿薄膜电池结构行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告113通用激光设备：兼容性强，前景可期3.1激光转印：显著节约浆料使用，技术兼容性强激光图形转印技术(PatternTransferPrinting，以下简称PTP技术)是一种新型的非接触式的印刷技术，帮助电池实现超密电池，提升电池转换效率。该技术能在特定柔性透光材料上涂覆所需浆料，采用高功率激光束高速图形化扫描，将浆料从柔性透光材料上转移至电池表面，形成栅线。采用该激光转印技术开发的设备可替代现有高效太阳能电池产线中的丝网印刷机设备。PTP技术能轻松实现25μm以下的线宽，进而实现更优的高宽比，帮助电池实现超细密栅电池，匹配选择发射极技术，提升电池转换效率。 图10：激光转印浆料填充过程(a.浆料填充；b.银浆转移)表2：激光转印技术的主要优势1省银浆用量m。在22均匀性优良性、均匀性优良，误差在m适用3栅线形状可控44接触式印刷染、光转印由于非接触式印刷，可以有效解决这个问题5兼容性较强电池技术：HJT、perc、topcon转印在设备结构上没有差，但是浆料略有不同；2)兼容不同的银浆材料：适用于高温银浆、低温银浆以及银包铜等，且针对低温银浆等更加具备适配性院行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12关于设备投资量，我们推断激光转印和丝网印刷设备基本匹配，目前异质结整线设备投资额约为4亿元，其中丝网印刷设备对应设备价值量占比约为15%，则对应设备投资额为6000万元/GW。但是考虑到激光转印仅针对丝印印刷细栅线的两道工艺进行替换，则单GW对应激光转印设备的价值量约为3000万元/GW。3.2铜电镀设备：激光直写，最具经济性的图形化方案电镀技术是一种非接触式电极制备技术，利用电解的原理在导电层表面沉积金属。在正式制作铜电极之前，为改善金属与透明导电薄膜的接触及附着特性，引入一层极薄的种子层(100nm)，增加电镀金属与TCO之间的附着性能；然后通过图形转移技术选择性的获得电极的设计图案。完整的电镀流程包括之后的电镀粘合层、导电层、焊接层、掩膜的剥离及退镀等流程，最终得到具有优异塑性和良要在铜表面再镀一层锡抗氧化(锡厚度约为1微米)，保证电极的稳定性和一致性。铜电镀优势主要集中在：1)成本低：通过铜电镀可以完全替换原有银浆(包括主栅和细栅)，进而降低制作双面金属网栅的材料成本；2)可以实现宽度超细线宽(≤10μm)的栅线和低接触电阻，从而提升转换效率；3)可以同时实现双面电镀，电池正背面正极能同时完成，铜电镀技术由此逐渐受到市场关注。其中，掩膜图形化环节(图12中的步骤③)直接和电极成型以及电池转换效率直接相关。电镀工艺中的掩膜图形化，与BC电池中的掩膜图形化存在一定的共同性。膜层图形化可选方案包括湿法刻蚀以及激光等，但湿法刻蚀工艺对应生产成本和设备投入相对较高，激光直写由此成为可替代的路径。关于设备投资额，我们预计与IBC激光开膜对应单位投资额基本相同。图11：电镀工艺流程图12：激光加工模板利用电镀沉积填充金属行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13MWT技术通过硅片上的孔将正面电极引到电池的背面，使电池的正负电极点都分布在电池片的背面，有效减少了正面栅线的遮光，提高了光电转换效率，同时降低了银浆的耗量和金属极-发射极界面的载流子复合损失。MWT技术可以适配PERC、TOPCon、HJT等各种电池路线。该技术采用激光打孔、背面布线的技术消除正面电极的主栅线，正面电极细栅线搜集的电流通过空洞中的银浆引到背面，进而实现电池的正负电极点都分布在电池拍你的背面，从而减少正面栅线的遮光，进一步提高MWT-PERC/TOPCon/HJT电池的光电转换效率，MWT激光打孔工艺可提高光电转换效率绝对值0.4%左右。 图13：PERC+MWT+SE电池设计原理小米推出米家太阳能电池板，应用MWT电池技术，标志光伏电池产品进一步向2C端延伸。2022年9月6日，小米发布米家太阳能板100W，定价1099元。该电池板应用MWT电池技术，运用独特平面封装工艺以导电箔取代焊带，避免传统高温焊接带来的应力、微隐裂痕造成性能衰减等问题。使得面板性能得到稳定发挥。 图14：米家100W太阳能电池板MWT电池制造中在硅片、铜箔和封装材料中做精准打孔成为最核心的步骤。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告14低功率、短波长的激光器打孔的质量好、热损伤小，但速度慢、成本高，并不适合规模化的生产；高功率、长波长的激光器打孔速度最快，但热损伤大，容易产生隐的功率、频率和脉宽、光束质量等参数是做好MWT电池的基础。我们认为MWT电池技术中需要使用到大量激光打孔工艺步骤，因此，单GW对应价值量将远高于PERC激光应用的规模。 图15：P型硅基MWT电池基本工艺流程3.4.1激光无损划片无损切割，又称激光热应力切割，利用激光局部照射产生不均匀的热效应，在受热区产生一个不均匀的温度场，材料表面产生的温度梯度，诱发热应力产生。其材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到材料的断裂强度时，就会使材料发生断裂，裂纹会随着激光的移动轨迹稳定扩展。激光划片技术主要应用于电池片半片或多片的自动切割、裂片。半片组件由于其电池面积减小一半，电流降低为原本的1/2，串联电阻引起内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件功率。一方面，随着多分片组件技术的推进，激光划片技术需求逐渐提升；另一方面，由于高效电池的输出电流更高，组件封装损耗大于长队电池，将半片工艺应用于高效电池后的增益也更加的明显，因而激光划片技术的需求也更为迫切。切片工艺对于激光切割方向、深度、热影响区、切割面形貌等有较为严格的要求。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15图16：半片组件技术3.4.2激光打孔技术：背板玻璃打孔的最优解光伏玻璃是制造光伏电池组件必不可少的重要原材料，决定光伏组件使用寿命以及光电转换效率。光伏玻璃主要用于光伏组件的透光面板，经过镀膜处理后，可确保更高的光线透过率的同事具有更高的强度，可以使得太阳能电池片承受更大的风压及较大的昼夜温差变化。图17：单玻组件和双玻组件结构示意图随着下游对于更长组件使用寿命以及更高光电转换效率的追求，双玻光伏组件受到市场普遍关注，客观也促进光伏玻璃背板打孔技术的发展。常规光伏电池组件仅需盖板使用光伏玻璃，而双玻光伏组件的盖板以及背板同时使用光伏玻璃，将行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16节拍(片/min)精度(mm)良品率(%)产量要求综合成本(万元)节拍(片/min)精度(mm)良品率(%)产量要求综合成本(万元)光伏电池组件电流引出到接线盒，需要在背板光伏玻璃的特定位置上打孔才能实现。传统机械打孔方式对于光伏玻璃产生直接的破坏作用，激光打孔技术由于其高效及高品质等加工特点被普遍应用。激光打孔技术原理：通过高峰值短波脉冲激光聚焦后从玻璃下表面逐层扫描至上表面，玻璃内部在高能量密度激光作用下形成微裂纹链接成线、面，最终实现玻璃激光打孔。 图18：激光打孔技术简图激光打孔优势分析：相比较与机械打孔，激光打孔具备多项优势，包括无接触、更少的机械应力引发的崩边暗裂、免维护、人工成本低、无污染、可打任意形状、耗水量低等。根据《激光打孔技术在光伏背板玻璃上的应用》测算，假设处理同样的光伏玻璃数量(17280m²/天)，考虑设备成本、耗材成本、人工成本等因素，激光打孔设备对应综合生产成本仅203万元，较机械打孔机更具备比较优势。表3：三种打孔机成本及参数孔机机械打孔机(低成本)机械打孔机(高成本)6644497行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告174市场空间测算：预计2025年激光设备行业市场我们针对光伏激光设备市场空间的测算，核心假设包括：1)全球新增光伏装机量：取CPIA官方预测的乐观、保守两种情形的平均值作为未来4年新增光伏装机的核心假设，预计2025年全球光伏新增装机规模将达到300GW，2021-2025年CAGR为14.42%；2)全球电池片产能：全球电池片产能同时与容配比、产能利用率有关。关于容配比，2020年10月23日，国家能源局发布《光伏发电系统效能规范》，该标准对光伏行业的容配比重新定义，使得光伏电站容量不再受容配比1:1的限制。根据规范推荐，一类地区最佳容配比约在1.2左右，二类地区在1.4左右，三类地区最高可达到1.8，我们假设全球未来平均容配比为1.4左右。关于产能利用率，根据CPIA统计，2020年全球电池片产能利用率为59.06%；2022年上游硅料价格居高不下，下游高效电池片技术迭代加快，产能新建迎来高峰期，但是我们认为随着技术变化加们预计2021-2025年电池产能利用率将逐渐降低。3)电池技术渗透率：由于PERC电池极限转换效率基本达到上限，TOPcon、HJT、xBC等新型高效电池极限转换效率更高，度电成本降低潜力更大，我们预计未来新建量产产线将从传统的PERC向HJT、TOPCon、xBC电池产线转移。同时，我们认为HJT电池具备更高的极限转换效率以及更简易生产流程，中长期将以HJT电池技术路线为主，具备更高的渗透率。4)单GW设备投资额：随着设备端国产化以及规模化生产的持续推进，HJTLIA、TOPCon激光掺杂以及激光转印等存在较高技术壁垒的激光设备，单GW对应投资额或有一定程度的降低。行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告18综上测算，我们保守测算估计2025年，专用激光设备订单市场空间有望达到36亿元，通用激光设备订单市场空间达到32亿元，合计达到68亿元，2020-2025年CAGR=52.97%。表4：激光设备市场空间测算全球光伏装机容配比产能利用率%全球电池片产能度新增产能%0%%%0%0%%激光转印渗透率%%01940819200激光转印新增装机0000112亿元/GWTOPCon(激光硼掺杂)亿元/GWJTLIA亿元/GWxBC(激光开槽)亿元/GW激光转印亿元/GW电镀铜(特殊浆料开槽)亿元/GW激光设备市场空间元876110TOPCon(激光硼掺杂)元029689JTLIA元038xBC(激光开槽)元003456用设备市场空间元8262328电镀铜(特殊浆料开槽)电镀铜(特殊浆料开槽)通用设备市场空间计：激光设备市场空间CAGR(2020-2025)元元元元1400012660729868000激光转印52.97%0008行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告195.1专用设备：TOPCon激光掺杂设备成为主要竞争赛道根据我们的梳理，目前布局激光设备的企业超过10家，根据技术经验积累的差异，各家厂商在不同类型的激光设备开展研发生产活动。在专用设备领域，布局企业数量最多的设备为TOPCon激光掺杂设备，包括帝尔激光、海目星、英诺激光、捷佳伟创、大族激光以及盛雄激光等6家企业。我们认为布局TOPCon激光掺杂设备企业数量较多的原因主要在于：1)国内TOPCon电池产能扩张进入高掺杂设备作为提效的重要设备，将率先受益；2)根据前文分析，激光掺杂具备成为TOPCon电池产线标配的可能性，技术领先的企业将更为受益。3)技术具备迁移的可行性。目前具备TOPCon激光硼掺杂的设备厂商中，有50%的企业同样具备PERC激光掺杂的经验积累，包括帝尔激光、捷佳伟创以及盛雄激光，虽然掺杂难度存在差异的，但仍存在技术迁移的可行性。其次，具备PERC激光掺杂以及PERC激光消融设备生产能力的企业较多，其核心原因在于，PERC电池仍为技术最成熟以及成本最稳定的选择，为新建电池产能主要的电池技术路径；同时，PERC电池生产所需工艺和设备较为明确，因此，作为标配的激光掺杂和激光消融设备成为激光设备厂商的首选产品。然而，随着N型及其他新型电池技术的不断发展，PERC电池或逐渐被淘汰，我们认为未来这两款设备的市场空间将会显著缩小。此外，钙钛矿激光刻划设备也有4家企业布局，我们认为其核心原因在于钙钛矿电池作为最具潜力的新型电池技术，激光同样是单结钙钛矿薄膜电池的标配工艺，企业希望通过优先布局的方式，获得先发优势。元化受益于激光设备应用的共通性，在通用设备领域，布局最多的设备环节系激光划片设备。具备设备生产能力的企业不仅包含传统的激光设备企业帝尔激光、迈为股份、华工科技以及江苏启澜激光等，同时还有组件设备企业奥特维。我们认为区别于TOPCon激光掺杂设备，激光划片设备有较多的设备生产商的核心原因在于设备生产技术壁垒较低，因此激光设备厂商出于产品多元化的角度以及组件设备厂商出于设备配套的角度，均做了相应的布局。从技术难度和设备价值量的角度看，我们更加看好激光设备在激光转印、电镀铜图形化以及MWT激光打孔中的应用。目前布局的企业相对较少，一方面是技术本身的成熟度相对较低，同时技术研发也存在一定的技术壁垒。但是，随着难点行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20的不断突破以及技术成熟度不断提升，各环节对应的设备企业将率先受益，并且保持较长的技术领先性，构筑强竞争壁垒。表5：激光设备技术布局情况司名称用设备通用设备PERCTOPConHJT钙钛矿激光掺杂激光消融激光掺杂激光退火激光刻划激光转印 (图形化)激光打孔 (光伏玻璃)激光片光打孔√激光开膜设备√√√√√√√√√海目星√英诺激光√√迈为股份√√√捷佳伟创√√√√大族激光√√√綦微装√激光直写曝光设备工科技√√特维√德龙激光√息装备√√雄激光√√√√江苏启澜激光√相关企业数量44461432251行业专题研究/机械本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告216风险提示1)全球光伏新增装机规模不及预期。如果未来国内外疫情反复，则可能会影响光伏新增装机需求，进而影响我们对于激光设备市场空间的测算；2)电池技术路径变化。目前市场主流的N型电池片技术包括TOPCon以及异质结电池等，但是光伏电池技术迭代更新速度较快，若市场出现新的电池技术，可能会对依附于各项电池技术的激光设备需求形成一定影响。3)激光工艺研发进展不及预期。激光工艺在电池生产中的应用尚未完全成熟，产业化应用仍存在不确定。若新激光工艺的研发进展不及预期，将对相关激光设备的需求以及相关企业的经营产生影响。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告22插图目录图1：激光设备在不同电池技术路径下的应用 3图2：常规全铝背场电池和PERC电池