一、激光技術(shù)助力高端制造，光伏行業(yè)效用凸顯

（一）激光加工優(yōu)勢明顯，應用場景日趨廣泛

激光是一種純色、準直、高亮、同向、高能量密度的光子隊列。激光技術(shù)起源于20 世紀60年代，與原子能、半導體、計算機并稱20世紀新四大發(fā)明，享有“最快的刀”、 “最準的尺”、“最亮的光”等美譽，廣泛應用于材料加工與光刻、通信與光存儲、 科研與軍事、儀器與傳感器等領(lǐng)域。

激光產(chǎn)生于激光器，激光器由增益介質(zhì)、泵浦源、光學諧振腔組成。根據(jù)海目星招 股說明書，增益介質(zhì)是光子產(chǎn)生的源泉，通過吸收泵浦源產(chǎn)生的能量，使增益介質(zhì) 從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。由于激發(fā)態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)，此時，增益介質(zhì)將釋放能量回歸 到基態(tài)這一穩(wěn)態(tài)。在此釋能過程中，增益介質(zhì)產(chǎn)生出光子，且這些光子在能量、波 長、方向上具有高度一致性，它們在光學諧振腔中不斷反射，往復運動，最終通過 半反射鏡射出激光器，形成激光束。這一形成原理使得激光具有極好的方向性、亮 度、單色性和相干性，能做到將光束限制在幾個毫弧度立體角內(nèi)，使能量高度集中。

激光加工技術(shù)優(yōu)勢明顯，下游應用場景廣泛。得益于激光出色的特性，激光加工技 術(shù)具備非接觸式加工、熱影響區(qū)小、不受電磁干擾、便于自動化控制、幾乎可應用 于任何材料、精確細致、一致程度高、高速便捷等明顯優(yōu)勢。在材料加工與光刻這 一主要應用領(lǐng)域，激光加工技術(shù)便具備切割、焊接、鉆孔、打標、雕刻、熱處理、 快速成型、涂覆等多種應用方式，下游應用場景廣泛，充分助力制造業(yè)向“光制造” 穩(wěn)步邁進。

（二）光伏主旋律降本增效，激光加工契合行業(yè)發(fā)展需求

“531新政”出臺，降本增效成為光伏行業(yè)主旋律。2018年5月31日，發(fā)改委、財政 部和能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項的通知》，要求控制需要國家 補貼的普通光伏電站建設(shè)規(guī)模，推動光伏發(fā)電補貼退坡。行業(yè)補貼退坡的提前到來 對光伏組件廠商和光伏電站的競爭力提出了更高要求，促使光伏制造企業(yè)產(chǎn)能升級， 加快新技術(shù)的研發(fā)和運用，從而提高光伏電池轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)電成本。

激光加工契合光伏行業(yè)發(fā)展需求。光伏行業(yè)降本增效的主旋律下，各光伏制造企業(yè) 對制造加工的要求越發(fā)提升，傳統(tǒng)的機械加工手段在精度、加工效率、可靠性、適 用范圍等諸多方面開始難以適應新的生產(chǎn)要求，而激光加工在以上方面均表現(xiàn)出色、 優(yōu)勢顯著。疊加激光精細化發(fā)展趨勢，超快激光不斷迭代升級，其憑借超短持續(xù)時 間和超強峰值功率，快速開拓材料超精細、低損傷和空間3D加工處理的新領(lǐng)域，適 配PERC、TOPCon、HJT等高效電池技術(shù)，與光伏行業(yè)生產(chǎn)需求契合度進一步提升。 同時，激光加工的高柔性非常適合自動化、智能化生產(chǎn)，兩相結(jié)合下不僅能提高生 產(chǎn)質(zhì)量，帶來光伏電池轉(zhuǎn)換效率的一定提升、更逼近理論極限，而且能減少人工成 本、節(jié)約生產(chǎn)空間、優(yōu)化生產(chǎn)布局，促進規(guī)?；a(chǎn)下成本降低。

受光伏行業(yè)青睞，各工藝環(huán)節(jié)持續(xù)滲透。在PERC時代，激光設(shè)備已經(jīng)在效率提升 和成本節(jié)約上起到重要作用。激光加工技術(shù)目前主要應用于消融、切割、刻邊、摻 雜、打孔等環(huán)節(jié)，主要的工藝內(nèi)容包括MWT激光打孔，SE激光摻雜、激光擴硼， PERC激光消融，LID/R激光修復以及激光劃片/裂片等重要作用。

二、專用激光加工技術(shù)：PERC 時代充分應用，新技術(shù)路徑有望延續(xù)

（一）PERC 仍為行業(yè)絕對主力，N 型新技術(shù)引領(lǐng)未來

理論上，發(fā)電量=年平均太陽輻射總量x電池總面積x光電轉(zhuǎn)換效率，假定太陽輻射保 持不變，光電轉(zhuǎn)換效率的提升將帶來需求電池面積的下降，促進降本增效。目前 PERC電池憑借成熟技術(shù)和較低成本，成為行業(yè)絕對主力，市場占比高達91.2%， 2021年新建量產(chǎn)產(chǎn)線也以其為主。但是，PERC電池轉(zhuǎn)換效率（目前23%左右）正 逐漸逼近24%的理論極限，未來提升空間有限。而以TOPCon、IBC、HJT為代表的 N型電池轉(zhuǎn)換效率更高，目前量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在24.0-24.5%左右，理論極限分別可達 28.5%/28.7%。隨著未來生產(chǎn)上量和工藝突破，成本下行下有望逐步取代PERC電池 成為行業(yè)下一代主流技術(shù)。

（二）PERC：激光開槽設(shè)備居核心地位，可疊加 SE 摻雜等多項技術(shù)

PERC相比常規(guī)光伏電池主要在背面進行工藝改進。PERC電池全稱為鈍化發(fā)射極和 背面電池，其電池結(jié)構(gòu)從常規(guī)鋁背場電池BSF改進而來。根據(jù)《PERC電池專刊》， 常規(guī)BSF電池由于背表面金屬鋁膜層中的復合速度無法降至200cm/s以下，導致到達 鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射回去，極大程度限制了轉(zhuǎn)換效率提升。 PERC通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層，阻止載流子在如電池表面與金屬電極的接 觸處等一些高復合區(qū)域的復合行為，實現(xiàn)電損失減少；同時可以增強電池下表面光 反射，減少光損失，從而帶來約1pct的轉(zhuǎn)換效率提升。此外，SE摻雜、MWT、LID/R 等多項技術(shù)可疊加運用于PERC電池，進一步提升其光電轉(zhuǎn)換效率。

激光開槽：PERC生產(chǎn)核心技術(shù)，對應激光開槽設(shè)備

PERC電池生產(chǎn)工藝主要新增沉積背面鈍化層、開槽形成背面接觸兩項。PERC電池 與BSF電池最大的區(qū)別在于電池背面用全表面介質(zhì)膜鈍化和局域金屬接觸方式取代 全鋁背場電極，其余較為相似。因此PERC電池生產(chǎn)上和常規(guī)生產(chǎn)流程同質(zhì)性高、 較容易實施，主要需要在邊緣隔離工序稍作優(yōu)化，并新增沉積背面鈍化層、開槽形 成背面接觸兩項工序。沉積背面鈍化層工序段需新增如PECVD、ALD等背面鈍化處 理設(shè)備，而開槽形成背面接觸工序段需新增開槽設(shè)備。

激光開槽為最優(yōu)解決方案，化解PERC生產(chǎn)技術(shù)難點。根據(jù)帝爾激光招股說明書， 背面電極透過鈍化層實現(xiàn)微納級高精度的局部接觸是PERC生產(chǎn)主要技術(shù)難點。加 工過程中，需要保證對鈍化膜精密刻蝕的同時，不能損傷到硅襯底材料，否則會導 致電池轉(zhuǎn)換效率受損。目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)主要有光刻、噴墨打印、激光開槽三種解決方案。 其中，光刻多用于實驗室制備，但其工藝復雜、成本偏高、污染嚴重的特點限制了 大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用的可能；噴墨打印技術(shù)需要先制備掩膜再腐蝕掉介質(zhì)層，合計三 個工藝步驟，亦較為復雜。而激光開槽采用高峰值功率激光燒蝕介質(zhì)層，僅需一步 就能形成背面電極和硅片的接觸窗口，大大降低了生產(chǎn)工藝的復雜性和成本，為最 優(yōu)解決方案。同時，隨著硅片厚度不斷減薄，激光開槽具備的非接觸式加工、精度 良率高、加工速度快等特點在規(guī)模化生產(chǎn)中優(yōu)勢越發(fā)明顯。

對應激光開槽設(shè)備，行業(yè)應用廣泛。憑借顯著的技術(shù)優(yōu)勢，激光開槽設(shè)備在光伏行 業(yè)內(nèi)大范圍普及，設(shè)備非常成熟，基本為PERC產(chǎn)線標準配置。

SE激光摻雜：PERC標配工藝，助推轉(zhuǎn)換效率提升

熱擴散制備P-N結(jié)面臨在減少載流子復合和實現(xiàn)良好歐姆接觸間如何選擇的矛盾。 光伏電池發(fā)電本質(zhì)在于形成P-N結(jié)，為進行制備首先需要對硅片表面進行磷或硼摻雜， 對應形成N+/P+發(fā)射極后，和基底硅片共同形成電池P-N結(jié)。目前主流生產(chǎn)工藝為熱 擴散法，對應擴散爐設(shè)備。但是，由于擴散爐擴散的N+（擴磷）或P+（擴硼）發(fā)射 極為均勻摻雜，只能在輕、重兩種程度中二選一。若選擇輕摻雜，可以減小少數(shù)載 流子復合，提升短路電流，但會增大發(fā)射極和柵線電極的接觸電阻。若選擇重摻雜， 可以減少發(fā)射極和柵線電極的接觸電阻，但會增加少數(shù)載流子復合，也會影響效率。

SE摻雜技術(shù)可有效解決輕重摻雜選擇矛盾。SE摻雜全稱為發(fā)射極選擇性摻雜，通過 在光伏電池電極柵線與硅片接觸部位區(qū)域進行高濃度磷摻雜，從而降低電極和硅片 之間的接觸電阻；并在電極以外區(qū)域進行低濃度淺摻雜，降低表面復合速率，從而 有效實現(xiàn)電池的開壓、電流和填充因子改善。SE摻雜技術(shù)兼顧輕重摻雜兩者的優(yōu)點， 有效提高了光電轉(zhuǎn)換效率。

產(chǎn)業(yè)內(nèi)實現(xiàn)SE摻雜主要有兩步擴散法、光刻掩膜法、絲網(wǎng)印刷電極和激光摻雜法這 四種解決方案。兩步擴散法：先對整個發(fā)射區(qū)輕擴散，再對電極區(qū)重擴散，新增較 多工藝步驟和設(shè)備，經(jīng)濟性較差，同時二次重擴散會帶來雜質(zhì)二次分布，增加非電 極區(qū)的表面復合，從而降低電池轉(zhuǎn)換效率。光刻掩膜法：本質(zhì)也是兩步擴散法的一 種，先對電極區(qū)進行重磷擴散，再進行第二次輕擴散，需引入光刻技術(shù)，導致生產(chǎn) 成本進一步增加。絲網(wǎng)印刷電極：一次擴散即可達到選擇性摻雜效果，工藝相對簡 化，但局部印刷磷漿會導致表面擴散不均勻，增加表面復合，從而降低轉(zhuǎn)換效率。

激光摻雜法為最優(yōu)解決方案，成為PERC標配提效工藝。激光摻雜法以擴散產(chǎn)生的 磷硅玻璃層為摻雜源，利用激光可選擇性加熱特性，在光伏電池正表面電極區(qū)域形 成選擇性重摻雜的N++重摻雜區(qū)域。相比前三種解決方案，PERC中SE激光摻雜僅 增加激光掃描一個工序，無需經(jīng)過多次高溫擴散和掩膜工藝就可以形成選擇性發(fā)射 極結(jié)構(gòu)，具備提效明顯、工藝流程簡單、投入成本低、設(shè)備緊湊、占地面積小、無 污染、與傳統(tǒng)光伏電池生產(chǎn)線兼容性強等特點，成為行業(yè)主流解決方案。對應激光 摻雜設(shè)備，目前成熟度較高，新建PERC產(chǎn)線均有配備。（報告來源：未來智庫）

MWT激光打孔：利于PERC轉(zhuǎn)換效率提升，產(chǎn)業(yè)化應用較少

MWT激光開孔技術(shù)可用于PERC電池，提升光電轉(zhuǎn)換效率約0.4%。MWT全稱為金 屬穿孔卷繞技術(shù)，采用激光打孔、背面布線的技術(shù)消除正面電極的主柵線，正面電 極細柵線搜集的電流通過孔洞中的銀漿引到背面。此設(shè)計下，光伏電池的正負電極 點都分布在電池片背面，有效減少了正面柵線的遮光，提高光電轉(zhuǎn)換效率，同時能 降低銀漿消耗量和金屬電極-發(fā)射極界面的載流子復合損失，具備降本增效的功能。

MWT制造工藝中激光打孔為核心步驟。為較好實施MWT技術(shù)，需選擇穩(wěn)定性最佳 的激光器，性價比最佳的波長，調(diào)整恰如其分的功率、頻率、脈寬和光束質(zhì)量等參 數(shù)，從而對硅片、銅箔和封裝材料做到精準激光打孔，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的 權(quán)衡。對應CO2激光打孔設(shè)備、微孔UV激光打孔設(shè)備等，由于對激光技術(shù)要求較為 嚴格且需要玻璃、背板等廠商進行產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，因此實施難度較大，目前產(chǎn)業(yè)化進 程較慢。

LID/R激光修復：降低光致衰減率，提升PERC使用壽命

LID效應為PERC最大痛點。根據(jù)晶澳科技《背鈍化電池光致衰減研究》，LID效應 即光致衰減效應，作用機理為光照導致?lián)脚餚型硅片體內(nèi)B-O復合對形成，捕獲少數(shù) 載流子降低體壽命，B和O含量越高，LID效應越嚴重。而PERC電池采取的背鈍化 技術(shù)雖然大幅降低表面復合速度，帶動電池效率提升，卻也導致受體壽命影響占比 增大，使LID帶來的體壽命降低對電池效率產(chǎn)生更大負面影響。根據(jù)隆基樂葉《PERC 電池LID/LeTID原理與控制》，PERC電池初始光致衰減率增大到了5%以上，很大 程度影響其使用壽命。

LID/R激光修復可降低光致衰減率，因?qū)崿F(xiàn)難度大導致產(chǎn)業(yè)化應用較少。根據(jù)帝爾激 光招股說明書，LID/R工藝通過超高功率光照射電池片，產(chǎn)生大量光生載流子來改變 體內(nèi)氫的價態(tài)，快速實現(xiàn)硼氧結(jié)構(gòu)由高活性復合體轉(zhuǎn)變?yōu)榈突钚栽偕鷳B(tài)，以實現(xiàn)降 低光致衰減率。其中，激光因高光強、方向性好、能量轉(zhuǎn)換效率高等特性在LID/R工 藝中有較好應用效果。但產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)中，LID/R激光修復需有快速精準的激光自動化 溫控系統(tǒng)及商業(yè)電池面積尺寸的均勻光照能量覆蓋，實現(xiàn)難度較大，導致產(chǎn)業(yè)化應 用范圍有限。

（三）TOPCon：激光硼摻雜為重要工藝，未來發(fā)展空間廣闊

TOPCon產(chǎn)線可基于PERC產(chǎn)線改建，N型新技術(shù)中成熟度最高。TOPCon電池全稱 為隧穿氧化層鈍化接觸電池，其主要技術(shù)特征為在N型硅襯底背面增加一層超薄隧穿 氧化層，再沉積一層高摻雜多晶硅薄層，最后在其上沉積一層金屬作為電極，三者 共同形成無需開孔的鈍化接觸結(jié)構(gòu)。其中，高摻雜多晶硅薄層和N型硅襯底接觸會形 成一種特殊能帶結(jié)構(gòu)，使N型硅襯底能帶向下彎曲，降低電子傳輸勢壘，因此超薄氧 化層可允許多子電子隧穿而阻擋少子空穴透過，使電子和空穴分離、減少復合，提 高電池的開路電壓和短路電流，從而實現(xiàn)電池效率提升。工藝上，主要將磷擴散替 換為硼擴散，新增隧穿氧化層制備、離子注入、退火、單面多晶硅刻蝕四道工序， 減少激光開槽一道工序。根據(jù)賽瑞達微信公眾號，從PERC電池轉(zhuǎn)向TOPCon電池， 70%左右的產(chǎn)線可以兼容，設(shè)備投資額較小。

硼摻雜為TOPCon重要工藝，激光摻雜法維持最優(yōu)解決方案。TOPCon相比PERC， 從磷摻雜替換為了硼摻雜。根據(jù)隆基樂葉專利，硼在硅材料中的擴散系數(shù)較小，且 硼比磷的激活難度更高，導致硼摻雜工藝難度更大。目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)主要有掩膜刻蝕二 次擴散法、絲網(wǎng)印刷法和激光摻雜法三種解決方案，均在SE磷摻雜基礎(chǔ)上對應改進 以匹配硼摻雜工藝。其中，掩膜刻蝕二次擴散法新增步驟和設(shè)備較多，導致經(jīng)濟性 較差；絲網(wǎng)印刷法相較前者更為簡便，但由于印刷掩膜層對準精度不夠，也較少使 用；激光摻雜法依然是硼摻雜環(huán)節(jié)最優(yōu)解決方案，但相較磷摻雜復雜度提升。

激光硼摻雜主要分為兩種產(chǎn)業(yè)化路徑。（1）一次激光摻雜、兩次擴散+清洗：根據(jù) 天合光能CN110299422A發(fā)明專利，工藝步驟主要為首先對N型硅片進行清洗制絨， 隨后進行硼擴散，推進形成高硼表面濃度的P++層，不進行氧化過程。之后采用激 光對柵線區(qū)域進行摻雜推進，并清洗。由于激光較高能量會損傷硅襯底，因此需要 放回擴散爐進行氧化形成選擇性發(fā)射極，結(jié)束后清洗去除背面的BSG和P+層。該產(chǎn) 業(yè)化路徑下，雖然激光摻雜僅使用一次，但需進行兩次擴散+清洗，導致相應設(shè)備投 資額增加，抬升生產(chǎn)成本。

（2）一次擴散、一次激光摻雜：根據(jù)正泰太陽能CN112670353A發(fā)明專利，工藝步 驟主要為在N型硅片清洗制絨后以擴散方式制備硼摻雜P-N結(jié)，隨后在正表面柵線對 應位置處印刷硼漿并烘干，采用激光對硼漿區(qū)域進行激光摻雜。最后進行清洗，去 除硼漿、BSG及PSG等。該產(chǎn)業(yè)化路徑即市場普遍認知的一次激光摻雜法，相較前 一種路徑減少一次擴散+清洗，生產(chǎn)工藝得到簡化，設(shè)備投資額偏低。但該路徑技術(shù) 難度大，對公司技術(shù)實力要求較高。 目前一次激光摻雜、兩次擴散+清洗效果良好、技術(shù)成熟，業(yè)界正逐步發(fā)力研發(fā)一次 擴散、一次激光摻雜，進展迅速。對應激光硼摻雜設(shè)備有望持續(xù)迭代升級，打開市 場空間。

（四）IBC：轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)跑，激光開槽助力降本

IBC轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)跑N型新技術(shù)，工藝復雜掣肘產(chǎn)業(yè)化進度。IBC電池全稱為全背電極 接觸晶硅光伏電池，最大特點是將P-N結(jié)和金屬接觸都置于電池背面，使面朝太陽的 電池片正面呈全黑色，無柵線遮擋，增加電池片有效發(fā)電面積，有利于發(fā)電效率提 升。同時，其背面可以容納較寬的金屬柵線以降低串聯(lián)電阻從而提高填充因子FF， 疊加電池前表面場以及良好鈍化用途帶來的開路電壓增益，使IBC電池擁有了高轉(zhuǎn)換 效率。根據(jù)CPIA，2021年IBC電池轉(zhuǎn)換效率已達24.1%，且在2025年有望實現(xiàn)25.3% 的高目標，光電轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)跑N型新技術(shù)。目前阻礙IBC大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化運用的主要原 因是其生產(chǎn)工藝相對復雜、設(shè)備投資成本偏高，導致生產(chǎn)成本居高不下。

激光開槽替代傳統(tǒng)光刻掩膜法，助力IBC電池降本。IBC電池核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)為在電池 背面制備呈叉指狀間隔排列的P+區(qū)和N+區(qū)，以及在其上面分別形成金屬化接觸和柵線。背面?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)工藝為光刻掩膜法制結(jié)，成本較高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)，目前產(chǎn) 業(yè)內(nèi)提出采用激光開槽技術(shù)進行替代。激光開槽技術(shù)的基本過程是采用高強度脈沖 激光將電池表面按設(shè)定的區(qū)域整體挖低，在被挖掉的區(qū)域和沒有被挖掉的區(qū)域之間 通過陡峭的側(cè)壁進行分離，接著用化學腐蝕液去除激光造成的損傷部分，解決了全 背電極制作過程中如何將同時位于后表面的正負電極有效分開的難題。該技術(shù)助力 IBC生產(chǎn)工藝大幅簡化，實現(xiàn)高效降本。

（五）HJT：LIA 可提升轉(zhuǎn)換效率，有望隨 HJT 滲透打開市場

HJT生產(chǎn)工藝大幅簡化，激光設(shè)備仍有一席之地。HJT全稱為本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池， 是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型光伏電池。根據(jù)《高效太陽電池 技術(shù)及其核心裝備國產(chǎn)化進展》，HJT電池結(jié)構(gòu)由N型單晶襯底、光照側(cè)P型氫化非 晶硅層、背面?zhèn)萅型氫化非晶硅層以及兩側(cè)透明電極和集電極構(gòu)成，其對稱結(jié)構(gòu)可以 獲得較低表面復合速度，進而提升光電轉(zhuǎn)換效率。生產(chǎn)工藝上，HJT核心工藝主要 分為清洗制絨、非晶硅沉積、TCO膜制備、絲網(wǎng)印刷四步，相比PERC大幅簡化。 其產(chǎn)線與原PERC產(chǎn)線兼容度低，對原PERC激光設(shè)備需求較小，但新增LIA鈍化設(shè) 備和HJT匹配度高，激光設(shè)備仍可在產(chǎn)線內(nèi)具備一席之地。

激光LIA技術(shù)助力HJT轉(zhuǎn)換效率提升。根據(jù)帝爾激光官網(wǎng)，LIA即光誘導退火。作用 機理為HJT電池中α-Si：H/c-Si界面存在大量界面態(tài)（Si懸掛鍵），在光照的情況下對此結(jié)構(gòu)進行加熱退火，可有效減少界面態(tài)（Si懸掛鍵）密度，降低界面復合，從 而提高非晶硅鈍化效果，主要表現(xiàn)為Voc和FF提高，帶動光電轉(zhuǎn)換效率提升。目前 產(chǎn)業(yè)中常用激光加工實現(xiàn)LIA，即通過超高功率激光照射HJT電池片，產(chǎn)生大量光生 載流子改變α-Si：H中氫的價態(tài)，使α-Si：H/c-Si界面復合降低，能提升HJT電池的 Voc，并能改善TCO層導電性能，降低Ag/TCO的接觸電阻，從而提高HJT電池的FF。

激光LIA技術(shù)優(yōu)勢顯著，對應LIA鈍化設(shè)備成長空間較大。根據(jù)帝爾激光公開調(diào)研紀 要，激光LIA技術(shù)除了可以提升HJT轉(zhuǎn)換效率，還可以降低暗衰減，提升HJT使用壽 命。并且對比其他鈍化技術(shù)，激光LIA修復可保持穩(wěn)定，而其他技術(shù)的效率提升會隨 時間回落，技術(shù)優(yōu)勢顯著。對應LIA鈍化設(shè)備已有成熟產(chǎn)品推向市場，有望隨HJT滲 透逐步打開市場空間。

三、通用激光加工技術(shù)：促進光伏電池降本增效

（一）激光轉(zhuǎn)印：降本增效明顯，未來價值量有望提升，成長空間廣闊

N型電池目前仍面臨成本高、技術(shù)不完全成熟等問題，激光設(shè)備及技術(shù)創(chuàng)新協(xié)助降 本空間廣闊。盡管N型技術(shù)路線具備效率高，潛力大等諸多優(yōu)勢，但是成本較高仍然 是行業(yè)核心痛點。TOPCON和HJT的單瓦成本分別比PERC高13%和33%；TOPCON 和HJT的單瓦非硅成本較PERC高32%和88%。其中由于N型電池雙面上漿，其漿料 和靶材成本顯著高于PERC。

激光轉(zhuǎn)印在降低銀漿耗量，提高轉(zhuǎn)換效率角度優(yōu)勢顯著，有望成為下一代主流技術(shù) 及激光設(shè)備。電池金屬化是光伏晶硅電池的必須工藝步驟，光伏行業(yè)目前最大的技 術(shù)變革是從P型轉(zhuǎn)向N型電池，其中金屬化技術(shù)也對應變化。根據(jù)帝爾激光2021年12 月29日投資者關(guān)系記錄表披露，目前綜合幾種技術(shù)來看，激光轉(zhuǎn)印的優(yōu)勢非常明顯， 有望成為主流技術(shù)之一。

激光轉(zhuǎn)印主要通過更細柵線實現(xiàn)降本增效。激光轉(zhuǎn)印相較傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷主要優(yōu)勢在 于：（1）激光轉(zhuǎn)印柵線更細，現(xiàn)可做到18微米以下漿料節(jié)省30%，在PERC上已得 到論證，在TOPCON、HJT等路線上的節(jié)省量有望更高；（2）印刷高度一致性、均 勻性優(yōu)良，誤差在2μm，低溫銀漿也同樣適用；（3） 可以改變?nèi)嵝阅さ牟坌?，?據(jù)不同的電池結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)即定的柵線形狀，改善電性能；（4）激光轉(zhuǎn)印為非接觸 式印刷，可以避免擠壓式印刷存在的隱裂、破片、污染、劃傷等問題。同時，未來 硅片薄片化趨勢，薄片化會帶來更多隱裂問題，激光轉(zhuǎn)印由可以有效解決類似問題。

激光轉(zhuǎn)印技術(shù)有望明顯降低銀漿耗量，大幅節(jié)約漿料成本。根據(jù)帝爾激光2021年12 月28日公告的投資者溝通材料，現(xiàn)在PERC電池的銀漿耗量約15mg/w，TOPCon略 高為10-20mg/w，HJT為25-30mg/w,幾乎是PERC的兩倍。由于N型電池的柵線更寬， 疊加雙面用漿的特性，因此銀漿節(jié)約量會較PERC更大。根據(jù)公司2021年12月29日 投資者關(guān)系活動材料，公司已經(jīng)可以做到18微米以下漿料節(jié)省30%，在PERC上已 經(jīng)得到論證，在TOPCon、HJT等路線上的節(jié)省量會更高。

激光轉(zhuǎn)印具備通過縮短柵線的寬度，降低柵線遮光面積從而提高光電轉(zhuǎn)換效率的可 能。根據(jù)《Finger metallization Using Pattern Transfer PrintingTechnology for c-Si Solar Cell》論文中顯示，激光轉(zhuǎn)印的1-4組較絲網(wǎng)印刷相比，柵線寬度均有明顯下 降。在保持柵線數(shù)量相同的組1-2中，試驗轉(zhuǎn)換效率的最優(yōu)記錄與平均值均比絲網(wǎng)印 刷有所提高，平均提高0.07%-0.09%。而柵線寬度更細，柵線數(shù)量更多的組3-組4轉(zhuǎn) 換效率相對則更低，核心原因是更細的柵線增加了串聯(lián)電阻，從而影響了填充因子 和轉(zhuǎn)換效率。因此，根據(jù)試驗結(jié)果，激光轉(zhuǎn)印具備通過降低柵線寬度提升轉(zhuǎn)換效率 的可能，但是也會因為過細的柵線提高串聯(lián)電阻，從而影響轉(zhuǎn)換效率，核心在于對 柵線寬度、數(shù)量的合理把握。

目前進展：激光轉(zhuǎn)印技術(shù)在IBC和TOPCON中已有量產(chǎn)整線樣機計劃。目前激光轉(zhuǎn) 印在傳統(tǒng)PERC路線上已得到效果論證，在IBC和TOPCON兩大技術(shù)路線中處于已交 付工藝樣機驗證并已有2家頭部客戶有交付量產(chǎn)線樣機計劃，距離產(chǎn)業(yè)化又邁進一步。 在HJT路線上仍處于研發(fā)階段。激光轉(zhuǎn)印技術(shù)作為行業(yè)顛覆性技術(shù)，未來有望率先 在IBC和TOPCON兩大技術(shù)路線中率先實現(xiàn)量產(chǎn)。

激光轉(zhuǎn)印的強功效、銀漿的有效節(jié)約決定其有望擁有較高價值量?？紤]到激光轉(zhuǎn)印 技術(shù)較傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷優(yōu)勢顯著，未來有望替代絲網(wǎng)印刷成為主流的印刷技術(shù)。從價 值量角度，PERC路線下絲網(wǎng)印刷設(shè)備的單GW價值量大約在2000萬左右，IBC和HJT 由于絲網(wǎng)印刷工藝難度更大，單GW價值量更高，約為3000萬/4000萬左右。考慮到 激光轉(zhuǎn)印無論是在銀漿節(jié)約還是轉(zhuǎn)換效率上均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷，且前期技術(shù) 研發(fā)投入巨大，因此我們判斷激光轉(zhuǎn)印的單位價值量有望略高于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷設(shè)備。

謹慎假設(shè)下，激光轉(zhuǎn)印設(shè)備的價值量仍較傳統(tǒng)消融和摻雜環(huán)節(jié)提升明顯。由于激光 轉(zhuǎn)印技術(shù)尚無量產(chǎn)訂單，因此暫無官方定價參考。并且考慮到前期技術(shù)替代風險和 廠商接受度的不確定性，我們謹慎假設(shè)激光轉(zhuǎn)印設(shè)備的價值量與絲網(wǎng)印刷一致—— 即 在 PERC/IBC/HJT 三 種 路 線 下 ， 保 守 預 計 激 光 轉(zhuǎn) 印 單 GW 價 值 量 分 別 為 2000/3000/4000萬，則相較于傳統(tǒng)激光消融與硼摻雜設(shè)備（約1000萬/GW價值量） 有數(shù)倍的價值量提升。從激光設(shè)備占總設(shè)備投資比例角度看，激光轉(zhuǎn)印設(shè)備價值占 比在10%-14.3%之間，也顯著高于PERC時代約7%的占比。（報告來源：未來智庫）

（二）無損激光劃裂：適配高效組件技術(shù)，提升組件輸出功率

光伏發(fā)電最終目標在于降低LCOE，組件端亦可明顯增益。目前，產(chǎn)業(yè)內(nèi)主要有雙 面/雙玻、半片、疊瓦、多主柵等高效光伏組件技術(shù)，可在既有電池效率下，在組件 封裝環(huán)節(jié)提升組件輸出功率或增加其全生命周期中單瓦發(fā)電量，從而降低LCOE。其 中，半片和疊瓦技術(shù)鋒芒漸露。

（1）半片組件：半片組件是指將電池對切后串聯(lián)起來的技術(shù)，因電池片面積減小一 半，電流降為原來1/2，串聯(lián)電阻引起的內(nèi)部損耗降低為整片電池的1/4，進而提升 組件功率。因高效光伏電池輸出電流更高，組件封裝損耗大于常規(guī)電池，將半片技 術(shù)應用于高效光伏電池后增益效果也更加明顯。

（2）疊瓦組件：疊瓦組件是指將太陽能電池在優(yōu)化柵線設(shè)計后切成多個小片，然后 將每小片以類似導電膠的方式疊加串聯(lián)，通過串并聯(lián)的方式做成組件，令電池間的 縫隙降到最低，因此在同樣的單位面積中可以鋪設(shè)更多電池，增加組件輸出功率。

激光劃裂為核心生產(chǎn)工藝，無損技術(shù)逐步成熟。目前，光伏行業(yè)常規(guī)劃裂技術(shù)為激 光燒蝕配合機械掰片。雖然激光加工本身的顯著優(yōu)勢已經(jīng)大幅度降低對光伏電池的 損傷，但由于采用機械掰片這一外界力，仍會導致掰片后光伏電池的切割道出現(xiàn)明 顯毛刺。而半片和疊瓦組件工藝流程均從激光劃裂開端，劃裂的成果好壞直接影響 著組件輸出功率，常規(guī)劃裂技術(shù)不再適用，新型無損激光劃裂技術(shù)應需而生。根據(jù) 《全自動太陽電池無損傷激光劃裂機的設(shè)計》，無損激光劃裂核心原理為利用激光 熱應力控制材料斷裂。首先在光伏電池邊緣加工1個超小槽口，然后使用激光進行局 部快速加熱，形成激光光斑，同時利用設(shè)備配套的冷卻裝置對進行局部冷卻，不均 勻溫度場誘發(fā)熱應力產(chǎn)生，使光伏電池發(fā)生斷裂；斷裂會隨著激光照射及后續(xù)冷卻 的移動軌跡從最初的超小槽口開始穩(wěn)定擴張，最終完成對光伏電池的切割。

無損激光劃裂優(yōu)勢顯著，有望成為行業(yè)新一代主流技術(shù)。無損激光劃裂技術(shù)具備截 斷面干凈、不存在損傷點、加工產(chǎn)生的硅粉塵數(shù)量少、抗彎強度保持不變等特點， 解決了常規(guī)激光劃裂造成的電池片損傷問題，能將切片前后電池性能損失降到最小， 助推組件輸出功率提升。對應無損激光劃裂設(shè)備，帝爾激光、海目星、奧特維等多 家公司已推出成熟產(chǎn)品，隨著半片、疊瓦等高效光伏組件技術(shù)市場份額持續(xù)提升， 相關(guān)設(shè)備有望持續(xù)放量。

四、光伏激光設(shè)備行業(yè)空間測算：受益技術(shù)進步和價值量提升，行業(yè)空間廣闊

光伏設(shè)備行業(yè)空間估算：總體來看，光伏激光設(shè)備的市場空間，主要受到上 游電池片產(chǎn)能擴張速度、不同技術(shù)路徑擴產(chǎn)結(jié)構(gòu)、單GW投資額、相應技術(shù)的應用滲 透率四大核心因素影響。 全球新增光伏裝機量：預計2025年達到300GW，21-25年CAGR為15.3%。我們主 要依據(jù)CPIA官方預測的樂觀、保守兩種情形平均值作為我們對于全球新增光伏裝機 量的核心假設(shè)。

全球電池片產(chǎn)能：預計2025年達到700GW，21-25年CAGR為15.3%。全球電池片 產(chǎn)能除了與新增光伏裝機量相關(guān)，還與容配比、產(chǎn)能利用率有關(guān)。對于容配比，由 于2020年10月23日國家能源局發(fā)布的《光伏發(fā)電系統(tǒng)效能規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》） 中規(guī)定，容配比從過去的1:1正式解禁，一類地區(qū)最佳容配比約在1.2左右，二類地 區(qū)在1.4左右，三類地區(qū)最高可達1.8，因此我們假設(shè)未來全國平均容配比在1.4左右。 對于產(chǎn)能利用率，我們認為技術(shù)變化加劇會加速淘汰落后產(chǎn)能，導致產(chǎn)能利用率的 回落，從2018-2020年全球電池產(chǎn)能利用率下行中已經(jīng)有所體現(xiàn)，因此我們預計產(chǎn) 能利用率穩(wěn)定在60%左右。

技術(shù)路徑假設(shè)：預計未來幾年的擴產(chǎn)技術(shù)路徑主要以TOPCon/HJT/IBC為主，PERC 技術(shù)路線顯著減少。我們的假設(shè)主要依據(jù)CPIA在《2021光伏技術(shù)路線圖》中預計 2030年幾種技術(shù)路徑存量占比，HJT（約占36.7%）/TOPCON（約占32.2%）/IBC （約占5%）將領(lǐng)先，因此未來擴產(chǎn)的主要技術(shù)路線將為幾種具備顯著效率優(yōu)勢的新 技術(shù)路線為主。 單GW設(shè)備投資額：投資額角度HJT>IBC≈TOPCON>PERC，且保守預計每年同比下降10%。根據(jù)CPIA，以及隆基等光伏龍頭企業(yè)擴產(chǎn)公告，我們預計不同技術(shù)路線 的投資金額，整體來看新技術(shù)的單GW投資由于技術(shù)難度大，電池效率高等因素，投 資額相較PERC更大。

設(shè)備滲透率：根據(jù)前文第三章第一節(jié)分析，由于激光轉(zhuǎn)印技術(shù)較傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷優(yōu)勢 顯著，能幫助客戶大幅優(yōu)化銀漿耗用，從而節(jié)約生產(chǎn)成本、提 高轉(zhuǎn)換效率，我們認為激光轉(zhuǎn)印設(shè)備的行業(yè)滲透率有望逐步提升。參考此前激光設(shè) 備在PERC時代作為新技術(shù)，最終成為行業(yè)主流的技術(shù)路徑，滲透率終值較高。預 計2025年激光轉(zhuǎn)印設(shè)備滲透率在TOPCon/HJT/IBC滲透率在保守/樂觀情形下分別 達到40%/60%。由于PERC技術(shù)路線銀漿耗用較小，預計PERC技術(shù)路線下激光轉(zhuǎn) 印滲透率較其他路線更低，預計2025年設(shè)備滲透率在保守/樂觀情形下分別達到 30%/40%。

其他光伏激光設(shè)備行業(yè)空間測算：2025年其他光伏激光設(shè)備行業(yè)體量保守/樂觀 情形下，分別有望達到18.8/24.3億元，21-25年CAGR分別達到22.3%/33.1%。 與激光轉(zhuǎn)印不同，傳統(tǒng)光伏設(shè)備價值量相對更低；雖然激光設(shè)備在新工藝的應 用有一定變化，但較激光轉(zhuǎn)印來說研發(fā)難度更小，客戶接受度更高，因此我們 假設(shè)新技術(shù)的滲透率初始值也比激光轉(zhuǎn)印更高，且新的激光設(shè)備也需要經(jīng)歷滲 透率逐步提升的過程。

從滲透率角度，根據(jù)前文分析，PERC時代中主流的激光技術(shù)路徑，在TOPCon、 HJT、IBC新技術(shù)路徑下延續(xù)性較強，且帝爾激光在部分技術(shù)路徑中已經(jīng)取得批 量訂單/中試訂單。 因此假設(shè)其他光伏激光設(shè)備的設(shè)備滲透率起始值和終值略高于激光轉(zhuǎn)印。具體 來看，在TOPCon路線下，我們預計2025年其他光伏激光設(shè)備的滲透率在保守/ 樂觀情形下有望達到40%/70%；在HJT和IBC技術(shù)路線下，我們預計2025年其 他光伏激光設(shè)備的滲透率在保守/樂觀情形下有望達到60%/70%。而PERC技術(shù) 路徑非常成熟，滲透率繼續(xù)保持高位。

結(jié)合激光轉(zhuǎn)印與其他激光設(shè)備應用，我們認為光伏激光設(shè)備合計規(guī)模在2025年 保 守 / 樂 觀 情 形 下 有 望 達 到 44.2/70.9 億元， 21-25 年 CAGR 分別達到 31.3%/47.7%。2025年，保守和樂觀情形下，激光設(shè)備占總設(shè)備投入的比例分 別達到9.6%/15.4%，較2021年的占比7.2%明顯提升，主要原因為激光設(shè)備在 光伏電池片生產(chǎn)領(lǐng)域功能和重要性不斷提高，光伏激光設(shè)備單GW價值量的提升、 以及各項技術(shù)使用滲透率提高。

未來行業(yè)規(guī)模仍較大程度受新技術(shù)變化影響，存在一定的風險和不確定性。盡 管激光設(shè)備在光伏領(lǐng)域的應用前景良好，使用的范圍和環(huán)節(jié)逐步增加的趨勢相 對確定；但是具體到行業(yè)規(guī)模量化角度，我們認為技術(shù)研發(fā)到成熟應用過程中 的不確定性較高，設(shè)備價值量和滲透率兩大核心指標仍待持續(xù)觀測和調(diào)整。