核心逻辑:
1)首次提出ITO+AZO叠层设计,利好国内AZO靶材行业龙头
6月17日,金刚玻璃举行了异质结电池片产线总结展望及技术交流会,拟投资41.9亿元扩建4.8GW HJT电池及组件产能。当前光伏设备行业景气持续,HJT通过薄片化、银浆等进一步降本后有望弯道超车。发布会中首次提出ITO和AZO的叠层设计应用,此设计可实现效率相当情况下铟用量降低70%。由于铟元素是一种稀有且越发昂贵的金属,铟用量的减少可以进一步驱使HJT电池降本提效。在此背景下,以ITO+AZO叠层设计为基础的HJT电池有望成为行业发展趋势,这将利好作为国内AZO靶材镀膜材料行业龙头阿石创。
2)受益于叠层技术的异质结电池快速推广,阿石创有望量价起升
阿石创为A股稀缺的专业从事靶材研发的公司。目前,公司已研发出应用于太阳能电池的多款ITO与AZO靶材产品,是国内靶材产品品种较为齐全、应用领域较为广泛、工艺技术较为全面的综合型靶材材料生产商。公司已掌握多项核心靶材生产技术,且各款产品已与国外厂商所生产的靶材产品达到了同一水准;目前以迈为为主导,HJT行业全行业主推AZO叠层技术,受益于作为行业标杆的ITO+AZO叠层技术不断推行,ITO与AZO镀膜需求量将不断提高,阿石创有望迎来量价齐升。
3)公司年销量增速超过50%,国内唯一以AZO靶材为主营,未来收入有望翻倍
阿石创2021年溅射靶材销量约为998吨,预计2022年销售1497吨,则2022年仅溅射靶材收入将达到约5.4亿元,2023年将进入快速放量。2021年国家发展改革委正式批复,南开大学、北京大学、上海交大等6所高等院校和厦门稀土材料研究所、福建省计量科学研究院以及福建阿石创等7家上下游企业强强联手组建“高效太阳电池装备与技术国家工程研究中心”,即工程研究中心总部、高效异质结电池/叠层电池技术产线集成基地和储能技术中试基地。
考虑靶材受益于国产替代,HJT爆发式增量有望带来十倍以上需求,靶材认证难度高,需求增加,当前阿石创仅37亿市值完全没有反应公司未来扩张预期,相比于隆华科技仅ITO靶材90亿市值,阿石创具备ITO靶材+AZO靶材仅37亿。短期来看公司至少存在翻倍空间。
逻辑详解:
光伏产业景气叠加N型电池片革命,HJT设备空间广阔
太阳能电池的基本工作原理在过去几十年里没有发生变化,然而电池结构及制备工艺却在不断迭代。光伏电池片的核心结构是PN结,早期的BSF电池、PERC电池是一种较为典型的同质PN结,而HJT的核心制结工艺采用200℃以下低温超薄薄膜工艺,且在制备工艺上与钝化(防止载流子复合增加光电转换效率)效果合二为一,同时在电池的两面沉积透明氧化物导电薄膜(TCO),起到减少收集电流时的串联电阻与减反作用。
2021年PERC电池的产业化平均光电转换效率达23.1%逼近其理论极限,更高转换效率的N型技术路线替代PERC成为主流电池片技术已成为大势所趋。N型电池片阶段出现技术分流,形成TOPCon/IBC/HJT多种技术路线并行的局面。
在核心工艺上,PERC电池需要9道,TOPCon电池需要13道,但HJT核心工艺段只需要6道,理论上从生产效率、产品良率、人工运维等方面更有优势,成为未来发展主流趋势。在电池效率方面,HJT电池平均转换效率达24.95%,最高突破25%,标志着光伏电池进入25%高转效率新时代;数据统计,至2030年,HJT电池市占率将达到30%左右,HJT电池长期降本趋势与空间明确,有望取代PERC,成为主流。
光伏制造的高弹性来源于降本增效过程中技术创新带来的价值重塑
金刚玻璃的发布会中提出,异质结电池(HJT)技术成本持续下降,主要通过微晶化提效,无铟TCO材料开发、银浆国产化、降低银浆耗量、降低硅片厚度来降本,并通过规模效益来推动整个HJT行业成熟的趋势不变。
同光伏传统的PERC电池相比,新技术HJT电池的主要增量在银浆和靶材;PERC电池的主要成本在硅片,而HJT电池的主要成本在钯材和银浆,靶材是HJT技术的新的增量耗材;每1GW的HJT约需要25吨-27吨ITO靶材。而浆料其实成本下降空间较大,且有多种方案,比如铜包银方案,而靶材有着较高技术壁垒;科技部35项“卡脖子”项目中,ITO靶材位列14项。目前国内ITO靶材供应约一半左右依赖进口。
通过测算,2022年达产的HJT电池(基于M6硅片)单瓦生产成本比主流PERC电池仍将高出0.1元,这也是目前PERC电池片厂不愿短期内投资HJT,而更为支持延续性技术TOPCon路线的重要因素之一。
ITO+AZO叠层设计可减少铟用量降低HJT成本,进一步推动HJT发展
透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO)是一种在可见光光谱范围(380nm<λ<780nm)透过率很高且电阻率较低的薄膜材料,是用于HJT电池片最外层的透明导电层的主要材料。TCO薄膜材料主要有CdO、In2O3、SnO2和ZnO等氧化物及其相应的复合多元化合物半导体材料。目前,应用最多的几种TCO材料是:氧化铟锡(ITO, In2O3:Sn),掺铝的氧化锌(AZO, ZnO:Al)等。
在透明导电氧化物薄膜中,ITO具有很高的可见光透射率(90%),较低的电阻率(10-4~10-3Ω cm),较好的耐磨性,同时化学性能稳定。因此,ITO薄膜是目前综合性能最优秀的TCO材料。ITO靶材的成分中,有90-97%的比例为氧化铟,由于铟为贵金属,减少其用量可以有效降低HJT制造成本。
与ITO相比,AZO光电性能接近,且原材料易得,生产成本较低,在等离子体中性能更为稳定;但AZO玻璃也存在膜层偏软、耐潮性较差的缺点。发布会中提出,通过AZO替代背光面ITO的新工艺,将对应的靶材成本从0.325W/片降低到0.1426/片,HJT靶材降本幅度达到50%以上。
溅射镀膜是PVD镀膜的主要形式,靶材行业技术壁垒较高
薄膜制备技术主要包括物理气相沉积(PVD)技术和化学气相沉积(CVD)技术,PVD 技术已成为主流,主要包括溅射镀膜和真空蒸发镀膜;而HJT电池所需要的化合物靶材ITO、AZO主要采用溅射镀膜工艺。
靶材是磁控溅射过程中的基本耗材,不仅使用量大,而且靶材质量的好坏对金属薄膜的性能起着至关重要的决定作用,因此,靶材是磁控溅射过程的关键材料。溅射靶材的制备技术方法按生产工艺可分为熔融铸造法和粉末冶金法两大类。在靶材制备过程中,除严格控制材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向之外,对热处理工艺条件、后续成型加工过程也需加以严格控制,以保证靶材的质量。
粉末冶金法是将一定成分配比的合金原料熔炼,浇注成铸锭后再粉碎,将粉碎形成的粉末经等静压成形,再高温烧结,最终形成靶材。常用的粉末冶金工艺包括冷压、真空热压和热等静压等。粉末冶金法制备靶材时,其关键在于:1)选择高纯、超细粉末作为原料;2)选择能实现快速致密化的成形烧结技术,以保证靶材的低孔隙率,并控制晶粒度;3)制备过程严格控制杂质元素的引入。
靶材具有典型的技术密集型行业特点,要求行业内的厂商具有较强的技术研发实力和先进的生产工艺,具有完善的品质控制能力。靶材涉及多种有色金属及稀土材料的深加工,其技术与生产工艺难度较高,下游应用对靶材的配比、纯度、微观织构等有着极严格的要求,对于新进入者来说具有较高的技术门槛。因此国内靶材产商有限,目前还处在国产替代阶段,根植于ITO和AZO靶材的产商只有 阿石创。
阿石创——靶材专精小巨人
专精靶材厂商阿石创兴起,外资占强势地位的竞争格局出现松动
近年来,受到技术、资金和人才的限制,国内靶材市场尚处于发展初期,主要从国外市场进口,由美、日、德主导;国内具有规模化生产能力和较强研发能力的厂商数量仍然偏少,多数国内厂商还处于企业规模较小、技术水平偏低的状态,在平板显示、半导体、太阳能电池等市场还无法与国际巨头全面抗衡。
少数国内靶材生产企业在关键技术水平上实现了突破,其中,以阿石创为代表的国内企业已成功开发出一批能适应高端应用领域的靶材,拥有了部分产品的规模化生产能力。阿石创经过数年的科技攻关和产业化应用,已逐渐突破关键技术门槛,拥有了部分产品的规模化生产能力,整体实力不断增强,并依托有利的产业政策导向、产品价格优势,已在国内高端靶材市场占有一定的市场份额;阿石创正在经历快速发展时期,上升势头较快,并积极参与国际技术交流和市场竞争。
公司溅射靶材收入占比较高,业务收入不断向好
公司靶材产品主要分为三类:化合物靶材、金属/非金属单质靶材与合金靶材。其中,化合物靶材应用于HJT光伏电池行业,已实现批量供货。公司实现营业收入6.1亿元,较上年同期增长72.43%;扣非后归属于上市公司股东的净利润为1,073.9万元,较上年同期增长308.46%。2021年公司溅射靶材产品营业收入3.6亿元(占比59%),同比增长47.17%,销售量同比增长66.78%,生产量同比增长67.10%,毛利为21.9%。
高额研发投入打造公司技术实力,得到社会高度认可
阿石创为A股稀缺的专业从事靶材的公司,由于靶材具有较高的技术壁垒,公司成立以来即高度重视研发投入,自主研发积累核心技术。2021年研发投入金额2400万,较2020年增加了26%。目前,阿石创掌握了高密度ITO靶材的全套制备技术,具备纳米陶瓷粉末制备、高压注浆成型、富氧烧结等高技术含量生产技术,所制备的ITO靶材已成功在HJT光伏电池行业实现量产应用。
1)丰富的PVD镀膜材料制备工艺技术
公司掌握了多种粉末冶金制备PVD镀膜材料的工艺,其中包括高温烧结、真空烧结、压力烧结、气氛烧结、热喷涂等工艺。同时,公司掌握了金属材质所采用的熔炼、塑性加工、热处理、精密加工等技术,具备控制溅射靶材微观织构的能力,特别是对于大面积溅射靶材。
公司已建立完善的品质管理制度体系,颁布了多项质量控制的内部管理制度和文件,取得了ISO9001、ISO14001、OHSAS18001、IATF16949等多项管理体系认证;目前公司已经通过多家国内外知名企业的体系审查。公司配备了高性能检测设备,其中物理性能实验室可进行水浸式超声波无损探伤、微观织构、电性能、材料力学性能、粉末粒径等一系列检测;化学实验室可进行材料的杂质成分、定性定量等检测;此外,公司还专设了镀膜实验室,可进行镀膜材料的镀膜试验,并通过一系列薄膜检测仪器进行薄膜性能检测。2021度,公司经国家知识产权局授权专利技术15项,其中发明专利5项,实用新型专利10项,且新增受理审核发明专利21项。同时,先后被中国光学光电子行业协会评为“2020年度中国光电行业——社会突出贡献企业”、福建省工信厅、科技厅、财政厅等7家单位联合授予“省企业技术中心”、国家发展改革委正式批复组建“高效太阳电池装备与技术国家工程研究中心”等。
业绩预测:
关键假设:
1)2022-2023年销溅射靶材量增速维持50%
2)每吨溅射靶材单价维持在36万元
2021年溅射靶材销量约为998吨,预计2022年销售1497吨,则2022年仅溅射靶材收入将达到约5.4亿元,2023年HJT放量叠加AZO靶材替代,有望取得100%增长。
考虑靶材受益于国产替代,需求增加,当前阿石创仅37亿市值完全没有反应公司未来扩张预期,参考隆华科技仅ITO靶材市值90亿,因此短期来看公司至少存在翻倍空间。