2020年光伏設(shè)備行業(yè)市場分析報告1發(fā)展歷程：不斷降本增效，平價上網(wǎng)打開光伏市場大門快速發(fā)展期（2004-2010年）：中國光伏制造業(yè)利用國外的市場、技術(shù)、資本，迅速形成規(guī)模，2009年，我國出臺了應(yīng)對金產(chǎn)業(yè)劇烈調(diào)整（2011-2013年）：上一階段的快速回升導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)能增長過快，但是歐洲補貼力度削減帶來的市場增速放緩，產(chǎn)業(yè)逐漸回暖（2013年-2017年）：光伏產(chǎn)業(yè)支持政策密集出臺，配套措施迅速落實。隨著國內(nèi)光伏技術(shù)的快速進步，從國產(chǎn)原、輔料到國產(chǎn)設(shè)備成為主流，一方面降低成本，另一方面提升發(fā)電效率，光伏發(fā)電成本已越來越接近于上網(wǎng)電價。531新政整改（2017年-2019年）：國家相關(guān)部門用補貼政策助力光伏產(chǎn)業(yè)完成再一次復(fù)興后，盲目擴產(chǎn)、消納、補貼缺口等問題逐漸暴露。2018年政府出臺531新政，加快光伏發(fā)電補貼退坡，降低補貼強度，光伏新增裝機量開始下降。開啟平價元年（2020年-至今）：多晶向單晶轉(zhuǎn)變、大硅片的擴產(chǎn)潮、PERC+異質(zhì)結(jié)等新興電池片技術(shù)的不斷發(fā)展帶來光伏圖：2004年至今光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程陷入階段性過剩，全行業(yè)虧損戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)定 多晶硅的價格跌落位，催生投資熱潮 到約40美元/公斤2011-2013產(chǎn)業(yè)劇烈調(diào)整

政府出臺“光伏領(lǐng)政府出臺531新政發(fā)電效率增加，開跑者計劃”，助力加快光伏發(fā)電補貼啟平價上網(wǎng)元年光伏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展退坡2020光伏技術(shù)快速進步投資收益率降低，大硅片擴產(chǎn)、PERC+光伏新增裝機量持和異質(zhì)結(jié)等新興電池續(xù)下滑片技術(shù)興起目前，我國光伏產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為可在國際競爭并具備領(lǐng)先優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。從2019年全球光伏產(chǎn)品的供應(yīng)格局來看，中國大陸生產(chǎn)的多晶硅、硅片、電池片、組件產(chǎn)能在全球的占比分別為69%、93.7%、77.7%和69.2%；在多晶硅、硅片、電池片、組件各環(huán)節(jié)產(chǎn)量排名世界前十的企業(yè)中，中國企業(yè)分別占有7、10、9、8個席位，形成了一批世界級的龍頭企業(yè)，在全球光伏市場中具有全面的領(lǐng)先優(yōu)勢。在光伏生產(chǎn)設(shè)備方面，目前，我國在硅料生產(chǎn)、硅片加工、電池片生產(chǎn)、組件生產(chǎn)、環(huán)保處理、凈化工程，以及相關(guān)的光伏檢測、模擬器等各類生產(chǎn)設(shè)備方面，絕大部分已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化供應(yīng)，部分產(chǎn)品如濕法清洗設(shè)備、制絨設(shè)備、擴散爐、管式PECVD、印刷機、單晶爐、多晶鑄錠爐、層壓機、檢測及自動化設(shè)備等已有不同程度的出口，并涌現(xiàn)出了一批高端核心設(shè)備制造商。2019年，國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)成為企業(yè)擴產(chǎn)的主流選擇，部分光伏生產(chǎn)設(shè)備在技術(shù)水平、產(chǎn)能水平、穩(wěn)定性、配套服務(wù)等方面已經(jīng)或開始超越進口設(shè)備。圖：2019年中國光伏產(chǎn)品產(chǎn)能在全球的占比（單位：萬噸、GW） 圖：光伏產(chǎn)品在全球前十企業(yè)中占據(jù)大半江山1.2政策支持助力行業(yè)發(fā)展：退補驅(qū)動行業(yè)改革，十四五光伏裝載量或上調(diào)2015年，政府出臺“光伏領(lǐng)跑者項目”，助力光伏產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展：國家能源局從2015年開始每年都實行的光伏扶持專項計劃，通過在計劃中采用行業(yè)內(nèi)絕對領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品，把規(guī)?；夥娬竞蜕嫌握麄€產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進步結(jié)合起來，給先進的技術(shù)提供市場，從而加速降低光伏成本。截止目前，光伏領(lǐng)跑者計劃已組織開展了三期，對光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化起到了大力的推動作用。2019至2020年，我國光伏發(fā)電相關(guān)行業(yè)管理政策均有重大調(diào)整：出臺531新政后，在項目建設(shè)管理方面，由補貼驅(qū)動向平價優(yōu)先、補貼退坡轉(zhuǎn)變，由規(guī)模化管理向市場化機制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變。在平價光伏發(fā)電項目項目管理方面，正式啟動平價上網(wǎng)項目和低價上網(wǎng)試點項目建設(shè)；在需要國家補貼的光伏發(fā)電項目管理方面，轉(zhuǎn)變了以往由國家統(tǒng)一向各省下達年度建設(shè)規(guī)模的項目管理方式，而是通過全國范圍內(nèi)的競爭性配置確定能夠獲得補貼的項目業(yè)主、電價補貼和總體規(guī)模。圖：2013-2020國內(nèi)政策支持助力行業(yè)發(fā)展2013-2018 2015-2019 2019-20201.2政策支持助力行業(yè)發(fā)展：退補驅(qū)動行業(yè)改革，十四五光伏裝載量或上調(diào)展望“十四五”規(guī)劃，站在風口，光伏裝載量或上調(diào)：非化石能源占一次能源消費比重上調(diào)將為大概率事件，占比指標受益于光伏技術(shù)不斷革新，成本持續(xù)下降，光伏將在越來越多的國家成為成本最低的電力來源之一。根據(jù)BNEFBloomberg，在大部分國家，新建光伏電站或陸上風電場已是成本最低的電源，加之技術(shù)進步、規(guī)模經(jīng)濟的形成和競爭越發(fā)激烈，光伏項目的總成本和平準化度電成本不斷下降，2020年上半年，固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)的LCOE為0.05美元/kWh，2010年以來年均降幅達17.37%，與全球LCOE相比一直保持穩(wěn)定的成本優(yōu)勢。同時，IRENA預(yù)計，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本持續(xù)下降和組件效率不斷提升的雙重助推下，光伏的全球加權(quán)平均LCOE到2030年將降至0.040美元/千瓦時，與2018年相比降幅達58%，繼續(xù)保持成本優(yōu)勢。圖：中國光伏LCOE變化趨勢（單位：USD/kWh) 圖：中國與全球光伏LCOE比較（單位：USD/kWh)平價上網(wǎng)的定義：光伏發(fā)電項目一般可按照項目規(guī)模分為集中式與分布式電站兩種形式，前者通常接入高電壓等級輸電網(wǎng)，后者通常接入配電網(wǎng)或直接連接用戶，其“平價”標準分別對標傳統(tǒng)能源發(fā)電成本與用戶購電成本，即通常說的發(fā)電側(cè)平價與用戶側(cè)平價。在光伏平價的三項可比指標中，工商業(yè)售電價格>居民售電價格>脫硫煤標桿電價。因此，光伏發(fā)電實現(xiàn)平價上網(wǎng)將依次經(jīng)歷三個階段：工商業(yè)用戶側(cè)平價(分布式)、居民用戶側(cè)平價(分布式)、發(fā)電側(cè)平價(集中式電站)。今年是我國光伏發(fā)電由補貼依賴進入平價建設(shè)的關(guān)鍵一年：在2020年發(fā)改委發(fā)布的最新光伏電價政策中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地區(qū)指導(dǎo)電價分別為0.35、0.4、0.49元/千瓦時，相比2013年下降了約55%，工商業(yè)分布式光伏度電補貼價格為0.05元/千瓦時，較2013年下降了88.1%。平價項目同比增長，競價項目補貼強度下降：2020年共有13省份申報了36.23GW平價光伏項目，同比增加145%，在國家競價補貼項目方面，全國競價效果明顯，加權(quán)平均電價同比下降14.8%，補貼強度同比下降49.2%。圖：2013-2020我國歷年光伏發(fā)電上網(wǎng)電價及補貼幅度（單位：元/kWh） 圖：2019-2020年光伏競價項目電價水平比較（單位：元/kWh）“531”新政實施，光伏需求增速開始放緩：受益于政策的大力支持和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國光伏新增裝機量在2017年達到頂峰53GW，2010-2017年CAGR達到93.60%，裝機量大幅提升。瘋狂裝機的背后，盲目擴產(chǎn)、消納、補貼缺口等問題逐漸暴露。2018年6月，國家發(fā)展改革委、財政部、國家能源局三家聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項的通知》，明確加快光伏發(fā)電補貼退坡，降低補貼強度，光伏新增裝機量開始下降，2018年新增光伏裝機量下降至44.26GW，2019年繼續(xù)下降至30.11GW。2020年新增裝機量有望回升：光伏產(chǎn)業(yè)在降本增效需求的驅(qū)動下LCOE持續(xù)下降，全面平價上網(wǎng)即將實現(xiàn)，根據(jù)CPIA的預(yù)計，我國2020年全年新增裝機量將在35-45GW之間，預(yù)計2025年將達到65-80GW，新增裝機量有望翻番。圖：2007-2020H1中國光伏新增裝機量（單位：GW） 圖：2020-2025E中國光伏裝機規(guī)模預(yù)測（單位：GW）表：全球2020年光伏并網(wǎng)規(guī)模情景預(yù)測（單位：GW）保守

中性

樂觀中國

35

40

45海外圖：2007-2020E中國及海外光伏新增裝機量（單位：GW） 圖：2020-2025E中國光伏裝機規(guī)模預(yù)測（單位：GW）海外光伏市場的快速發(fā)展促使我國光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)品出口量快速增長。2019年，我國光伏產(chǎn)品（硅片、電池片、組件）出口總額約207.8億美元，同比增長29%，“雙反”以來首次突破200億美元，達到歷史第二高，各環(huán)節(jié)產(chǎn)品出口量再創(chuàng)新高。從出口國家/地區(qū)來看，對前十出口市場的光伏產(chǎn)品出口額約為138億美元，同比增長29%，占光伏產(chǎn)品出口總額的66.4%。其中，亞洲國家有4個，歐洲國家有3個，馬來西亞與泰國被擠出前十，荷蘭、西班牙擠進前十，且荷蘭一躍成為第一出口市場。從出口企業(yè)看，2019年出口光伏產(chǎn)品的企業(yè)和貿(mào)易公司近4700家，較2018年增加近2000家。其中，出口前十企業(yè)的光伏產(chǎn)品出口額約為123.8億美元，占光伏產(chǎn)品出口總額的59.6%，圖：2018-2019光伏產(chǎn)品出口情況（億美元） 圖：2019年我國光伏產(chǎn)品主要出口地區(qū)表：2019年全球光伏增量市場擴產(chǎn)情況近年來，光伏行業(yè)企業(yè)擴產(chǎn)較為密集，以今年為盛，據(jù)EnergyTrend統(tǒng)計，今年上半年，中國光伏企業(yè)投資超2000億元進行擴產(chǎn)，其中，電池片及組件的產(chǎn)能超過300GW。光伏產(chǎn)業(yè)進一步向國內(nèi)集中：得益于成本、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈配套的優(yōu)勢，國內(nèi)企業(yè)的主動擴產(chǎn)及海外企業(yè)的被動退出，光伏產(chǎn)業(yè)進一步向國內(nèi)集中，退出后的供給缺口將會由有競爭優(yōu)勢的企業(yè)填補，未來頭部企業(yè)擴產(chǎn)計劃有望進一步增加。表：各環(huán)節(jié)頭部企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)品單位2021E萬噸11.5-15中環(huán)GW3358隆基GW4265晶科GW1519GW2245GW隆基GW隆基GW1625306365116高需求刺激光伏設(shè)備投資的持續(xù)增長：從全球來看，光伏產(chǎn)品價格的快速下滑使光伏發(fā)電在越來越多的國家具備了成本競爭力，從而使全球光伏市場快速發(fā)展，光伏產(chǎn)品的產(chǎn)量不降反增，進而拉動了光伏設(shè)備投資的繼續(xù)增長。2019年，全球光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)的銷售收入增至50億美元，同比增長了4.2%。同時，我國光伏設(shè)備的市場規(guī)模達到了250億元，同比增長了13.6%，占全球市場規(guī)模的71.4%，全國光伏設(shè)備相關(guān)企業(yè)的數(shù)量超過家，從業(yè)人員超過3萬人，2019年光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值超過200億元。其中，硅片環(huán)節(jié)新上設(shè)備產(chǎn)能達到49GW以上，相關(guān)設(shè)備的市場規(guī)模增至89.7億元(18.3萬元/MW)；電池片環(huán)節(jié)新上設(shè)備的產(chǎn)能達到46GW，相關(guān)設(shè)備的市場規(guī)模約為138億元(30萬元/MW)；組件環(huán)節(jié)相關(guān)設(shè)備的市場規(guī)模約為22.4億元(6.8萬元/MW)。圖：2008-2019年全球光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)的銷售收入（單位：億美元） 表：2019年各環(huán)節(jié)光伏企業(yè)及設(shè)備擴產(chǎn)情況新上設(shè)備產(chǎn) 設(shè)備市場規(guī)模硅片環(huán)節(jié) 49GW以上電池環(huán)節(jié)46GW組件環(huán)節(jié)2光伏產(chǎn)業(yè)鏈：技術(shù)迭代帶來的設(shè)備投資機遇太陽能光伏發(fā)電是太陽能發(fā)電的重要分支，主要是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，而太陽能電池通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進行光電轉(zhuǎn)換，按照光伏電池片的材質(zhì)，太陽能電池大致可以分為兩類，一類是晶體硅太陽能電池，包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池；另一類是薄膜太陽能電池，主要包括非晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及銅銦鎵硒太陽能電池等。目前，以高純度硅材料作為主要原材料的晶體硅太陽能電池是主流產(chǎn)品，其產(chǎn)業(yè)鏈可分為硅料、硅片、光伏電池片、光伏組件、光伏系統(tǒng)五個環(huán)節(jié)。其中，上游為高純多晶硅的生產(chǎn)，中游為多晶鑄錠/單晶拉棒、切片、光伏電池生產(chǎn)、光伏發(fā)電組件封裝等環(huán)節(jié)，下游包括集中式光伏電站、分布式光伏電站等光伏發(fā)電系統(tǒng)。圖：太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈（晶體硅）上游中游下游晶硅原材料硅棒/硅錠/硅片光伏電池片光伏組件光伏系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品太陽能多晶硅材料單晶硅棒單晶硅片光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏電池組件多晶硅錠多晶硅片光伏應(yīng)用產(chǎn)品晶體硅可分為單晶硅和多晶硅，兩者都具有金剛石晶格，具有金屬光澤、可導(dǎo)電，并且具有半導(dǎo)體性質(zhì)。根據(jù)不同的硅原料，可制成不同類型的太陽能電池。單晶硅電池具有高電池轉(zhuǎn)換高電池轉(zhuǎn)換率和良好的穩(wěn)定性，但其成本高，早在20年前，單晶硅電池就突破了20%以上光電轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)壁壘。多晶硅電池成本低，但其轉(zhuǎn)換效率低于單晶硅太陽能電池。圖：單晶電池與多晶電池技術(shù)路線對比單晶硅片單晶電池單晶組件?全面普?用堿制但雜質(zhì)及金剛絨，成少，最線切割，本相對終電池效率高，更低。光電轉(zhuǎn)成本低。換效率晶硅原材料高。光伏電站光伏設(shè)備主要集中在制作硅片、電池片及組件板塊：在太陽能級多晶硅提取環(huán)節(jié)主要使用的是硅料提煉設(shè)備，在硅片制作環(huán)節(jié)主要運用各種硅片生產(chǎn)設(shè)備（生長、鑄錠、開方、切割、清洗、檢測等設(shè)備），在電池片制作環(huán)節(jié)主要使用電池生產(chǎn)設(shè)備（制絨、擴散、覆膜、蝕刻、測試、分選等設(shè)備），在組件環(huán)節(jié)主要運用組件專用材料生產(chǎn)設(shè)備，裝機系統(tǒng)主要運用的是各類光伏系統(tǒng)支持部件生產(chǎn)設(shè)備。晶硅原材料硅棒/硅錠/硅片光伏電池片光伏組件光伏系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品光?光伏系統(tǒng)支持部件伏生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備?單晶對多晶的替?疊瓦換?多主柵?大硅片化半片??薄片化?捷佳偉創(chuàng)?邁為股份?帝爾激光?鈞石?理想能源硅料作為產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)原材料，早期曾被國外封鎖，2013年后在光伏產(chǎn)業(yè)政策的持續(xù)驅(qū)動下，國內(nèi)多晶硅廠商技術(shù)突飛猛進、生產(chǎn)成本大幅下降，我國多晶硅行業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。2019年，我國多晶硅有效產(chǎn)能達46.6萬噸，產(chǎn)量達34.2萬噸，占全球總產(chǎn)量的67.3%，同比提升了9.2個百分點。2008-2019年，我國多晶硅產(chǎn)能和產(chǎn)量年復(fù)合增長率分別為48.80%和36.67%，多晶硅原料的供應(yīng)已經(jīng)不再是光伏太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。太陽能級多晶硅生產(chǎn)工藝主要為三氯氫硅西門子法和硅烷流化床法，產(chǎn)品形態(tài)分別為棒狀硅和顆粒硅。三氯氫硅西門子法生產(chǎn)工藝相對成熟，2019年采用此方法生產(chǎn)出的棒狀硅約占全球總產(chǎn)量的97.5%；工藝硅烷流化床法產(chǎn)能目前僅占2.5%，但N型電池的發(fā)展將擴大顆粒硅的市場需求，一旦顆粒硅解決生產(chǎn)穩(wěn)定性、一致性、規(guī)?；约爱a(chǎn)品質(zhì)量的問題，不排除顆粒硅市場份額會出現(xiàn)快速增長，但未來一段時間三氯氫硅西門子法仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。圖：2008-2019年中國多晶硅產(chǎn)量及全球產(chǎn)量的比重（單位：萬噸） 圖：2017-2025年棒狀硅和顆粒硅市場占比變化趨勢能源消耗隨技術(shù)進步逐年下降：多晶硅由于提純純度要求高，能源消耗成為太陽能級多晶硅生產(chǎn)成本中占比最高部分，2019年多晶硅企業(yè)綜合能耗平均值為12.5kgce/kg-Si，其中綜合電耗為70kWh/kg-Si，2009-2019年間綜合能耗已下降75%，未來隨著生產(chǎn)裝備技術(shù)提升、系統(tǒng)優(yōu)化能力提高、生產(chǎn)規(guī)模增大等，預(yù)計到2025年綜合能耗可降至10.1kgce/kg-Si，其中綜合電耗至2025年還有5%以上的下降空間。生產(chǎn)線設(shè)備投資成本仍有下降空間：隨著生產(chǎn)裝備技術(shù)的進步、單體規(guī)模的提高和工藝水平的提升，三氯氫硅西門子發(fā)多晶硅生產(chǎn)線設(shè)備投資成本逐年下降。2019年投產(chǎn)的萬噸級多晶硅生產(chǎn)線設(shè)備投資成本已降至1.1億元/千噸的水平。預(yù)計2020年千噸投資可降至1.04億元/千噸。圖：多晶硅（三氯氫硅西門子法）成本構(gòu)成 圖：2019-2025年綜合能耗變化趨勢（單位：kgce/kg-Si)單晶硅棒：多晶硅通過直拉法和區(qū)熔法形成單晶硅棒，并通過截斷→開方→磨面→滾圓→端面→切片等一系列工藝最終形成單晶硅片。多晶硅錠：多晶硅通過鑄錠法形成多晶硅錠，并通過開方→磨面→倒角→端面→切片等一系列工藝最終形成多晶硅片。硅片制作的主要使用設(shè)備單晶硅棒/多晶硅錠環(huán)節(jié)：將多晶硅通過直拉法/鑄錠法形成硅棒/硅錠，使用設(shè)備為單晶硅生長爐、多晶硅鑄錠爐。開方/磨面等環(huán)節(jié)：將硅棒/硅錠滾磨成具有精確直徑的形狀，使用設(shè)備為截斷機、開方機、磨床機、磨面倒角機等。切片環(huán)節(jié)：將加工后的硅棒/硅錠進行切片，目前市場上已金剛線切割已基本完成對砂漿切割的技術(shù)迭代，使用設(shè)備為金剛線切片機。2019年底，全球硅片有效產(chǎn)能約為185.3GW，產(chǎn)量約為138.3GW，同比增長20.3%，其中我國硅片產(chǎn)能約為173.7GW，產(chǎn)量約為134.6GW，同比增長25.7%，占全球產(chǎn)量97.32%。產(chǎn)業(yè)布局將進一步向國內(nèi)龍頭企業(yè)集中：2019年，全球生產(chǎn)規(guī)模前十的硅片企業(yè)均為中國企業(yè)，總產(chǎn)能達到157.3GW，約占全球全年總產(chǎn)能的85.4％；產(chǎn)量為126.7GW，占全球總產(chǎn)量的91.6％，同比提升10.5個百分點。表：2019年全球主要硅片企業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量情況 圖：2019年全球十大硅片市占率情況（按產(chǎn)能劃分）由于單晶硅片在性能和轉(zhuǎn)換效率方面均優(yōu)于多晶硅片，目前硅片環(huán)節(jié)的產(chǎn)能特點主要為單晶硅片產(chǎn)能快速擴大，多晶硅片產(chǎn)能加速退出。2019年單晶硅片產(chǎn)能達到117.4GW，同比增長62.8%，市場占比由2018年的39.5%增長為60%；多晶硅片產(chǎn)能67.9GW，同比下降23.8%。未來單晶硅片占硅片市場份額有望進一步提升，多晶硅片產(chǎn)能已基本退出，在產(chǎn)的均為單晶硅片產(chǎn)能。預(yù)計2022年單晶硅片市場占比將達到80%。在設(shè)備方面，單晶爐技術(shù)指標提升速度迅猛，2019年拉棒單爐投料量約1300kg，較2018年的950kg有大幅提升，先進設(shè)備單爐投料量達到1600kg，隨著坩堝制作工藝、拉棒技術(shù)的不斷提升、坩堝使用的優(yōu)化，投料量仍有較大增長空間。2019年鑄錠爐單爐平均投料量達到1100kg，主要為G6、G7系統(tǒng)，2017年行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)G8系統(tǒng)的應(yīng)用，但隨著市場中多晶硅片需求下滑，G8系統(tǒng)未能做到快速普及。圖：2019-2025年不同類型硅片市場變化趨勢 圖：2017-2025拉棒/鑄錠單爐投料量變化趨勢（單位：kg）第二階段（2013-2017年）：2013年硅片尺寸發(fā)展到6寸(M0)，面積增加了54.1%。2015年后硅片尺寸有微小變化，尺寸增加到156.75mm并縮小了倒角(M1、M2），進一步推動行業(yè)發(fā)展。第三階段（2018年至今）：2018年以來硅片尺寸迭代有所加速，2019年上半年部分一線組件廠家開始推展G1，其中垂直一體廠家晶科推展最為快速，晶澳、天合亦跟上腳步，并逐步拉抬市占率，確立未來1-2年間的主流尺寸；下半年尺寸風向開始變化，尺寸規(guī)格百花爭鳴，其中隆基率先推出M6的硅片，中環(huán)亦公布M12應(yīng)對；2020年6月隆基、晶澳、晶科等七家企業(yè)聯(lián)合發(fā)布182mm尺寸標準，推行182mm硅片。2020年11月，天合光能、東方日升、通威等9家企業(yè)聯(lián)合發(fā)布210mm尺寸標準，推行210mm硅片及組件尺寸標準化。大硅片的優(yōu)勢：大幅提高電池片和組件制造環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率，基于光伏大硅片平臺上疊瓦組件技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮更加明顯。電池片、組件生產(chǎn)線產(chǎn)能是按照通量來計算的，如采用166mm硅片，產(chǎn)能將比156mm硅片增加13%，攤薄非硅成本，組件功率也將大大提高。預(yù)計未來三年M2尺寸硅片將逐漸淡出，182mm、210mm等大硅片潛力將逐漸被認可成為主流。今年硅片擴產(chǎn)產(chǎn)能大部分為182mm及210mm。圖：太陽能級硅片面積發(fā)展歷程2018年至今尺寸面積不斷擴大薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，硅片厚度對電池片的自動化率、轉(zhuǎn)換效率等均有影響。2019年多晶硅片平均厚度為180μm，P型單晶硅片平均厚度在175μm左右，N型硅片平均厚度為170μm，較2018年均呈下降趨勢。目前N型單晶硅片和P型單晶硅片主要用于TOPCon電池的制作，未來隨著異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)的應(yīng)用，硅片厚度降速將進一步加快。圖：2019-2025年硅片尺寸變化預(yù)估 圖：2019-2025年硅片厚度變化趨勢預(yù)估（單位：μm）硅片環(huán)節(jié)設(shè)備：前端設(shè)備方面，M6是目前部分設(shè)備在拉晶和切片環(huán)節(jié)可以兼容的最大尺寸，若140型號以上的拉晶爐搭配32吋熱場能夠生產(chǎn)M6和210MM產(chǎn)品，部分拉晶和切片設(shè)備需要重新購置。根據(jù)PVInfoLink測算，今年至少有5,000臺拉晶爐搭配32吋熱場能夠生產(chǎn)210產(chǎn)品，換算產(chǎn)能約55GW，按照硅片端產(chǎn)能來看，完全滿足終端對于210的需求。后端切片環(huán)節(jié)設(shè)備：由硅片環(huán)節(jié)來看，210mm困難點來自切片設(shè)備限制，主要是切片機必須是新上或改造，現(xiàn)階段尚未量產(chǎn)前提下，新機或改造的費用仍偏高。210在全供應(yīng)鏈乃至終端都有改動，產(chǎn)品需求發(fā)酵尚需時間醞釀，預(yù)估今年度出貨量約2GW左右。企業(yè)數(shù)據(jù)顯示，156mm×156mm尺寸電池和組件產(chǎn)線改造成166mm×166mm尺寸的產(chǎn)線需要2000萬元/GW以上的技改投資，改造成210mm×210mm尺寸則需將大部分環(huán)節(jié)的設(shè)備進行替換，全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備投資合計可達到64000萬元/GW。表：部分光伏企業(yè)硅片環(huán)節(jié)發(fā)展趨勢請務(wù)必2020年，隨著硅片的技術(shù)迭代，新產(chǎn)能相比較存量產(chǎn)能具有更高的經(jīng)濟型，多家硅片供應(yīng)商公布了2020年擴產(chǎn)計劃，182mm和210mm尺寸產(chǎn)品預(yù)計在2020年下半年至2021年上半年開始逐步批量供貨。供應(yīng)商對生產(chǎn)線的調(diào)整帶動設(shè)備更新需求，企業(yè)的不斷擴產(chǎn)將有望帶動新一批硅片設(shè)備的更新。表：部分硅片企業(yè)產(chǎn)能及擴產(chǎn)計劃單晶硅生長爐市場格局：晶盛機電是單晶硅生長爐領(lǐng)域龍頭企業(yè)，210單晶爐技術(shù)領(lǐng)先全球，維持較為明顯的規(guī)模優(yōu)勢，2019年公司晶體硅生長設(shè)備收入21.73億元，約為連城數(shù)控4.74倍，2019年開始根據(jù)設(shè)備更新情況推出設(shè)備升級改造服務(wù)，在2019年和2020H1分別獲得1.65、0.79億元收入。圖：主要單晶爐生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)營業(yè)收入（單位：億元） 圖：主要切片設(shè)備企業(yè)營業(yè)收入（單位：億元）光伏電池片主要為太陽能級硅片通過制絨清洗、擴散制結(jié)、硅片刻蝕等一系列工藝生產(chǎn)流程制成，該生產(chǎn)過程對下游應(yīng)用的性能以及成本有著至關(guān)重要的作用。目前太陽能電池轉(zhuǎn)換效率受到光吸收利用、載流子輸運、載流子收集的限制，影響晶體硅電池轉(zhuǎn)換效率的原因主要來自光學損失以及電學損失。電學損失，包括硅片表面及體內(nèi)的光生載流子復(fù)合、硅片體電阻、擴散層橫向電阻和金屬電極電阻，以及金屬和硅片的接觸電阻等的損失。為了提高轉(zhuǎn)換效率，主要從減小入射光的反射、減小正面金屬電極遮光、降低電阻損耗、減小載流子復(fù)合幾個方面著手。圖：晶體硅電池效率損失模型 圖：高效多晶電池結(jié)構(gòu)示意圖制絨清洗：將清洗后的硅片與酸（或堿）溶液進行反應(yīng)，使硅片的表面形成坑凹狀表面，減少電池片的反射的太陽光，增加二次反射的面積。一般情況下，用堿處理是為了得到金字塔狀絨面；用酸處理是為了得到蟲孔狀絨面。無論是哪種絨面，都可以提高硅片的陷光作用。擴散制結(jié)：POCl3在高溫下（>600℃）分解生成五氯化磷（PCl5）和五氧化二磷（P2O5），P2O5與硅反應(yīng)生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一層P-N玻璃，然后磷原子再向硅中進行擴散。POCl3是目前磷擴散用得較多的一種雜質(zhì)源。POCl3液態(tài)源擴散方法具有生產(chǎn)效率較高，得到PN結(jié)均勻、平整和擴散層表面良好等優(yōu)點?？涛g：由于在擴散過程中，即使采用背靠背的單面擴散方式，硅片的所有表面(包括邊緣)都將不可避免地擴散上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面而造成短路。濕法刻蝕工序的原理是讓HNO3氧化生成SiO2，避免PN結(jié)短路。干法刻蝕利用電場對等離子體進行引導(dǎo)和加速，使其具備一定能量，當其轟擊被刻蝕物的表面時，會將被刻蝕物材料的原子擊出，從而達到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)刻蝕的目的。去PSG（二次清洗）：高溫擴散過程中硅片表面會形成一層含有磷元素的二氧化硅，稱之為磷硅鍍膜（PSG）。利用HF能溶解圖：單晶與多晶絨面 圖：制絨設(shè)備制備減反射膜：在真空、480攝氏度的環(huán)境溫度下，通過對石墨舟的導(dǎo)電，使硅片的表面鍍上一層SixNy。光在硅表面的反射損失率高達35%左右。一方面，減反射膜提高了對太陽光的利用率；另一方面，薄膜中的氫對電池的表面鈍化降低了發(fā)射結(jié)的表面復(fù)合速率，減小了暗電流，提升了開路電壓，從而提高了光電轉(zhuǎn)換效率。燒結(jié)：將印刷好的上、下電極和背場的硅片經(jīng)過絲網(wǎng)印刷機的傳送帶傳到燒結(jié)爐中,經(jīng)過烘干排焦、燒結(jié)和冷卻烘干排焦、烘干排焦燒結(jié)和冷卻過程來完成燒結(jié)工藝。這樣，Ag、Ag/Al、Al將與硅形成合金，建立了上下電極和電池片良好的電極歐姆接觸，起到良好的收集電子的效果。表：基礎(chǔ)電池片關(guān)鍵生產(chǎn)工序的具體內(nèi)容及對應(yīng)的關(guān)鍵工藝設(shè)備為了減少光學及電學損失，增加轉(zhuǎn)換效率，電池片廠商進行不斷進行技術(shù)迭代，由BSF向PERC、PERC+(SE、雙面、N型、TOPCon）、HIT等電池技術(shù)不斷發(fā)展。技術(shù)更新帶來不同電池技術(shù)平均轉(zhuǎn)換效率不斷提升：2019年，規(guī)?；a(chǎn)的單多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率分別為22.3%和19.3%。單晶電池均采用PERC技術(shù)，平均轉(zhuǎn)換效率較2018年提高0.5%，電池效率近兩年仍有較大的提升空間；多晶黑硅電池則效率提升動力不強，空間也已不大；N-PERT/TopCon電池平均轉(zhuǎn)換效率為22%，異質(zhì)結(jié)電池平均轉(zhuǎn)換效率為23%，已有部分企業(yè)投入量產(chǎn)。圖：電池技術(shù)由BSF向PERC、HJT等技術(shù)不斷發(fā)展 表：2018-2025年不同電池技術(shù)平均轉(zhuǎn)換效率目前不同電池技術(shù)市場占比情況：2019年BSF電池在全球市場占比約39.4%，同比下降20.6%。新一代工藝技術(shù)PERC市占率持續(xù)提升，根據(jù)CPIA，2019年新建電池產(chǎn)線均采用PERC技術(shù)，并且對老舊電池產(chǎn)線進行技改，使得PERC迅速反超BSF常規(guī)電池，占據(jù)了超過50.6%的市場份額。國內(nèi)戶用項目及印度、巴西等海外市場仍對BSF保持一定需求。未來新興工藝技術(shù)雙面N型PERT電池和異質(zhì)結(jié)（HJT）電池已進入量產(chǎn)，并且會成為未來發(fā)展的主要方向之一。圖：2018-2025年不同電池技術(shù)未來市場占比情況缺點：常規(guī)BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無法降至200cm/s以下，致使到達鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射，產(chǎn)生較多光電損失，因此在光電轉(zhuǎn)換效率方面具有先天的局限性圖：AI-BSF電池結(jié)構(gòu)簡圖以及制作流程圖：晶硅太陽能電池演變過程傳統(tǒng)Al-BSF電池界面鈍化PERC電池 MWT電池電極優(yōu)化電池原理：最早在1983年由澳大利亞科學家MartinGreen提出，目前已成為太陽電池新一代的常規(guī)技術(shù)。主要原理利用SiNx或Al2O3在電池背面形成鈍化層，作為背反射器，增加長波光的吸收，同時將P-N極間的電勢差最大化，降低電子復(fù)合，以提升電池轉(zhuǎn)化效率。PERC電池的優(yōu)點：①最大化跨越了P-N結(jié)的電勢梯度，這使得電子更穩(wěn)定的流動，減少電子重組，以及更高的效率水平。②成本較低，與現(xiàn)有生產(chǎn)線相容較高，僅需要在原產(chǎn)線基礎(chǔ)上增加兩個步驟。背面鈍化層激光開槽：新增設(shè)備為激光開槽設(shè)備，由于背面鈍化層厚度比較高，通常是利用激光把鈍化層打開，再印圖：PERC電池與傳統(tǒng)電池區(qū)別 圖：PERC電池技術(shù)基礎(chǔ)工序以及新增工序背鈍化原理：硅片內(nèi)部和硅片表面的雜質(zhì)及缺陷會對光伏電池的性能造成負面影響，鈍化工序就是通過降低表面載流子的背鈍化選擇材料：在鈍化膜材料的選擇上。氧化鋁(Al2O3)由于具備較高的電荷密度，可以對P型表面提供良好的鈍化，目前被廣泛應(yīng)用于PERC電池量產(chǎn)的背面鈍化材料。此外，為了完全滿足背面鈍化條件，還需要在氧化鋁表面覆一層氮化硅(SiNx)，以保護背部鈍化膜，并保證電池背面的光學性能。故PERC電池背面鈍化多采用Al2O3/SiNx雙層結(jié)構(gòu)。背鈍化帶來的設(shè)備更新需求：①板式PECVD（背面Al2O3和背面SiNx二合一）②板式ALD（僅鍍膜背面Al2O3，搭配管式或板式PECVD）③管式ALD（僅鍍膜背面Al2O3，搭配管式或板式PECVD）④管式PECVD（背面Al2O3和背面SiNx二合一）。圖：2019-2025年背鈍化技術(shù)市場占比變化趨勢 圖：捷佳偉創(chuàng)管式PECVDSE（選擇性發(fā)射極）電池技術(shù)原理：在金屬柵線與硅片接觸部位及其附近進行高濃度摻雜，而在電極以外的區(qū)域進行低技術(shù)優(yōu)點：①降低串聯(lián)電阻，提高填充因子；②減少載流子復(fù)合，提高表面鈍化效果；③增加電池短波光譜響應(yīng)，提高短路電流和開壓。③效率提升，SE技術(shù)處理過的電池相比傳統(tǒng)太陽電池有0.3%的提升，SE技術(shù)跟PERC技術(shù)相結(jié)合，可以使電池的量產(chǎn)效率輕易突破22%。新增工藝及設(shè)備：對比傳統(tǒng)PERC工藝僅新增一道工藝激光摻雜法，新增設(shè)備為SE激光摻雜設(shè)備，利用激光將電池片表面磷源作選擇性摻雜，形成重摻雜區(qū)以降低電阻，結(jié)合前道工序的輕摻雜發(fā)射結(jié)和后道工序的電鍍或絲網(wǎng)印刷工藝形成柵極以達到提高電池效率的目的。圖：SE電池（右）與普通電池（左）的結(jié)構(gòu)對比 圖：SE電池工藝流程原理PERC+：雙面替代多面，后PERC時代降本提效的熱門技術(shù)雙面電池技術(shù)原理：背面采用鋁柵線結(jié)構(gòu)，代替常規(guī)的單面PERC的全鋁背場結(jié)構(gòu)。技術(shù)優(yōu)點：雙面PERC太陽電池正、背面均可受光發(fā)電的太陽光，其背面可收集10%～30%，每W組件發(fā)電量可增加20%，度電成本可降低7%～10%。新增工藝及設(shè)備：與現(xiàn)有PERC產(chǎn)線的兼容度較高，僅需對絲網(wǎng)印刷設(shè)備進行改進，改進方面為將背面全Al層印刷工藝修改為背面局部Al層印刷工藝，盡量保證背面Al漿印刷在激光開孔點處，以使光生電流仍然可以通過激光開孔點的Al層導(dǎo)出。圖：雙面和單面PERC太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖 圖：PERC單晶單面及雙面電池工藝流程區(qū)別磷擴散全覆蓋以降低電池的背面接觸電阻和復(fù)合速率，一般為雙面電池。散，需新增管式或鏈式硼擴散設(shè)備。②背面磷擴散主要采用離子注入，新增離子注入設(shè)備。圖：N-PERT太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖 圖：N-PERT太陽電池工藝流程圖雙面制絨上表面擴散硼制成P+N結(jié)背面擴散磷制成N+N結(jié)雙面鈍化薄膜雙面金屬化TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）電池技術(shù)原理：與N-PERT的主要區(qū)別在電池背面制備一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜硅薄層，二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)，有效降低表面復(fù)合和金屬接觸復(fù)合。技術(shù)優(yōu)點：①采用N型硅片，相對P型晶硅電池，N型晶硅電池的少子壽命高，無光致衰減，弱光效應(yīng)好，溫度系數(shù)小。②電池轉(zhuǎn)換效率高，具有優(yōu)越的界面鈍化和載流子輸運能力，較高的Uoc和FF；③工藝設(shè)備產(chǎn)線兼容性高，相比傳統(tǒng)PERC電池只需增加硼擴散和薄膜沉積設(shè)備，無須背面開孔和對準，極大的簡化了電池生產(chǎn)工藝。圖：TOPCon太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖 圖：LPCVDPoly沉積原理 圖：TOPCon工藝流程圖電池技術(shù)原理：HJT電池是基于硅片的太陽能電池技術(shù)和薄膜光伏技術(shù)的融合體并且兼具兩者的優(yōu)點，這是該技術(shù)最重要的特性。HJT技術(shù)具有標準硅基太陽能電池優(yōu)異的光吸收性能和非晶硅薄膜的鈍化特性。標準晶體硅太陽能電池是一種同質(zhì)結(jié)電池，即pn結(jié)是在同一種半導(dǎo)體材料上形成的，而異質(zhì)結(jié)電池的pn結(jié)采用不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。異質(zhì)結(jié)形成于摻雜的晶體硅襯底(n型或p型，目前n型使用得更為廣泛)和導(dǎo)電性相反的非晶硅層(p型或n型)之間。由于硅片表面的晶體結(jié)構(gòu)具有不連續(xù)性，懸掛鍵密度高導(dǎo)致缺陷密度大。非晶硅層通過降低表面懸掛鍵的密度實現(xiàn)了優(yōu)良的界面鈍化。然而，非晶硅和晶硅的結(jié)合會造成界面缺陷損失。因此，三洋公司提出在摻雜的非晶態(tài)硅層和晶硅表面之間引入本征非晶硅層。這就產(chǎn)生了三洋公司著名的并且擁有專利保護的本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池，通常稱為HIT電池。出于實際因素考慮，HIT結(jié)構(gòu)為晶體硅片(典型的n型)夾在兩側(cè)沉積的本征和相對摻雜的非晶硅層之間，電池頂部是透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜?，F(xiàn)今幾乎所有的HJT電池都基于這樣的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。圖：異質(zhì)結(jié)電池的結(jié)構(gòu)示意圖 圖：異質(zhì)結(jié)電池與其他電池效率及成本對比制絨清洗：與常規(guī)電池處理一樣，經(jīng)過機械切割的硅片表面存在一定的損傷層需要通過蝕刻去除，然后進行制絨處理。非晶硅薄膜沉積：制絨處理后，首先在硅片兩側(cè)沉積本征非晶硅薄膜，然后在硅片兩側(cè)沉積極性相反的摻雜非晶硅薄膜。非晶硅薄膜的沉積通常使用PECVD方法完成。大量使用本征摻雜非晶硅薄膜來形成發(fā)射極和背電場(BSF)，不僅可以提高Voc和發(fā)電效率，而且還給避免因鋁背場導(dǎo)致的薄硅片翹曲問題開辟了一條新道路。制備TCO薄膜：用作減反層和以及橫向輸運載流子至電極的導(dǎo)電層。TCO薄膜的制備主要通過物理氣相沉積(PVD)技術(shù)的濺射方法來完成。目前主要是通過在電池兩側(cè)涂上TCO薄膜而形成雙面HJT電池。也可以通過在電池背面全面積覆蓋金屬薄膜制造單面HJT電池。工藝所需設(shè)備：HJT工藝主要分為制絨清洗、非晶硅薄膜沉積、TCO薄膜制備、電極制備，步驟相對簡單，但是工藝難度大，產(chǎn)線與傳統(tǒng)電池不兼容，新增設(shè)備投資較大，主要包括非晶硅薄膜沉積環(huán)節(jié)的PECVD、HWCVD等設(shè)備、TCO制備環(huán)節(jié)的RPD、PVD設(shè)備。圖：異質(zhì)結(jié)電池工藝流程圖以及設(shè)備制絨清洗 電極金屬化 測試化學濕法設(shè)備

RPD磁控濺射

絲網(wǎng)印刷電鍍

穩(wěn)態(tài)長脈沖電池技術(shù)總結(jié)：目前晶硅類電池的技術(shù)方向包括單晶和多晶。多晶電池逐漸向黑硅方向升級，單晶包括P型和N型，其中P型電池中PERC技術(shù)逐漸成為主流，疊加SE（選擇性發(fā)射極）技術(shù)以及雙面技術(shù)，電池效率逐漸提升，但是P型電池有其轉(zhuǎn)換效率的極限，而型電池成為未來高轉(zhuǎn)換效率的方向，目前包括N-PERT、TOPCon（隧穿氧化鈍化接觸）、異質(zhì)結(jié)等技術(shù)路徑。PERC電池：目前技術(shù)比較成熟、性價比比較高，技術(shù)相對容易，設(shè)備完成了國產(chǎn)化，最高效率達到22%，成為這兩年高效電池主要擴產(chǎn)的技術(shù)，疊加SE（選擇性發(fā)射極)技術(shù)以及雙面技術(shù)，目前依然是光伏電池主流技術(shù)。N-PERT電池：可實現(xiàn)量產(chǎn)，技術(shù)難度容易，設(shè)備投資較少。但與雙面P-PERC相比沒有性價比優(yōu)勢，已經(jīng)證明為不經(jīng)濟的技術(shù)路線。TOPCon電池：背面收光較差，量產(chǎn)難度很高，目前有布局的企業(yè)包括：LG、REC、中來等。HJT電池：效率可達23%-24%，工序少、可實現(xiàn)量產(chǎn)，目前已經(jīng)有松下、晉能、中智、鈞石等公司布局。但是其設(shè)備貴、投資成本高，成為阻礙其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的一點，但未來將成為光伏電池技術(shù)的發(fā)力方向。圖：電池技術(shù)路線本體替換（1）優(yōu)化入射光利用率 （2）減少器件內(nèi)部損失界面鈍化PERL電池異質(zhì)結(jié)電池HJT電池電池片環(huán)節(jié)新增設(shè)備總結(jié)：電池片技術(shù)在不斷迭代中，其工藝有一定的延續(xù)性，除HIT電池以外均只新加其中幾道工藝，P-PERC新增設(shè)備：用于氧化鋁鍍膜的PECVD、ALD設(shè)備、激光開槽設(shè)備。PERC+新增設(shè)備：用于激光摻雜的SE激光摻雜設(shè)備、絲網(wǎng)印刷設(shè)備改進。表：各種晶體硅電池的工藝比對（紅色字體為新增工藝）4811工序數(shù)

常規(guī)鋁背場電池硅片清洗植絨擴磷-等離子去邊or濕法去背結(jié)清洗-PECVD鍍SiNx膜-

P型PERC單晶電池P型PERC+SEN型雙面電池硅片清洗植絨硅片清洗植絨擴磷擴硼-激光摻雜-濕法去背結(jié)濕法去背結(jié)濕法去背結(jié)清洗清洗清洗--離子注入磷PECVD鍍SiNx膜PECVD鍍SiNx膜PECVD鍍SiNx膜ALD+PECVD鍍ALD+PECVD鍍ALD+PECVD鍍AL2O3+SiNxAL2O3+SiNxAL2O3+SiNx

HIT電池硅片清洗植絨PECVD沉積硼---PECVD沉積磷PVD鍍透明導(dǎo)電膜PVD鍍透明導(dǎo)電膜-3絲印+3烘干測試分選4光伏組件原理：由于單個太陽能電池往往由于輸出電壓過低，輸出電流不合適，晶體硅太陽能電池本身又比較脆，不能獨立抵御外部惡劣條件，因而需要將多個單體太陽能電池串、并聯(lián)后封裝，成為可獨立作為光伏電源使用的太陽能電池組件。近年，我國太陽能光伏組件產(chǎn)量不斷增加，成本持續(xù)下降：2019年，盡管在政策調(diào)整下，我國光伏應(yīng)用市場有所下滑，但受益于海外市場增長，我國光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)規(guī)模依舊保持快速增長勢頭，光伏組件產(chǎn)量達到98.6GW，同比增長17.0%。龍頭企業(yè)產(chǎn)能持續(xù)擴充，組件產(chǎn)量超過2GW的企業(yè)有13家，其中排名前五的企業(yè)產(chǎn)量約42.2GW，約占全國總產(chǎn)量的42.8%，同比增長4.4個百分點，集中度進一步提高，組件功率進一步提升，半片、雙面組件市占比呈增長趨勢，組件生產(chǎn)成本持續(xù)下降。從全球出貨情況來看，2019年前10家企業(yè)組件出貨79.6GW，占到全球組件產(chǎn)量的57.6%，同比2018年增加了20.0GW，同比上升5.3%。前10家企業(yè)組件出貨平均增速33.5%，除天合光能、東方日升和FirstSolar2019年出貨高速增長外，其他7家出貨增速都在平均增速以下。圖：2009-2019年我國太陽能組件產(chǎn)量及增速（單位：MW） 圖：2019-2025年不同類型組件功率變化趨勢晶硅電池60片全片組件平均2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2025EBSF多晶黑硅組件PERCP型多晶黑硅多晶 組件PERCP型單晶組件晶 晶組件MWT單晶組件

285290295---300305310315320330315320325330335345320325330335340350330335340345350355330340345350360370342345350353363370305310315320325335330337344351358365圖：光伏組件主要工藝生產(chǎn)流程圖焊接疊層及EL測試清洗測試包裝組件發(fā)展的宗旨是減少封裝損失,提高組件單位面積發(fā)電效率，從而降低度電成本，推進光伏發(fā)電平價上網(wǎng)。目前，主要從兩方面發(fā)展高效組件技術(shù)，一是提高發(fā)電功率如多主柵組件和半片組件，二是提高發(fā)電密度如疊瓦組件。多主柵技術(shù)通過增加電池片上主柵數(shù)量，大幅降低了主柵的寬度，從而降低了銀漿使用量；降低了對受光區(qū)域的遮擋，從而提升了受光面積；使電池片上電阻、電流分布更加均勻，從而降低阻抗損失；隱裂、斷柵等情況對電池片的影響將有所下降。半片組件技術(shù)是將傳統(tǒng)電池片一切為二，不改變后續(xù)組件制備工藝,依舊采用鍍錫銅帶的連接方式，易實現(xiàn)量產(chǎn)。半片組件增效原理是通過降低電路電流來減少電阻損失。疊瓦組件是將電池切片后，按照疊瓦的設(shè)計將一個切片電池的邊緣疊蓋在另一個切片的邊緣。疊瓦組件使用導(dǎo)電膠實現(xiàn)切片電池直接銜接導(dǎo)電，摒棄傳統(tǒng)組件利用焊帶方式的間距銜接導(dǎo)電。相比于間接導(dǎo)體銜接方式，直接銜接使得電子運動距離縮短，電阻降低，功率提升。另外，由于不受串焊機工藝的局限，電池片間無留白間距，在同等組件面積情況下可封裝更多電池數(shù)量，提高組件發(fā)電密度。相比較而言，半片在技術(shù)上相對更容易控制，設(shè)備投資門檻較低，不少廠商將導(dǎo)入半片組件，大廠將會大量提升半片產(chǎn)能，預(yù)期很快能成為主流產(chǎn)品之一。多主柵也是未來的重點趨勢，但短期內(nèi)難以形成規(guī)模。疊片技術(shù)的技術(shù)及資金門檻更高，發(fā)展要比半片和多主柵技術(shù)更緩慢一些。圖6：焊帶形狀對電池接收光線的影響

圖6：組件技術(shù)多主柵技術(shù)可使得光伏電池成本下降而發(fā)電效率有所提升，同樣60片電池片的組件,多主柵組件的功率可提高2-3W。隨著工藝技術(shù)的不斷升級以及設(shè)備更新，多主柵電池市場占有率將快速增加，預(yù)計到2021年左右，多主柵電池將代替5主柵電池成為市場占比最大的光伏電池種類。隨著電池片的主柵數(shù)量增加，串焊機將隨之進行升級。常規(guī)5主柵電池的主柵寬度為1mm，多主柵電池的主柵可窄至0.1mm、焊盤寬度只有約0.4mm，使得焊帶的寬度大幅減小，焊帶的形狀由扁平狀變?yōu)閳A柱狀，焊帶的數(shù)量大幅增加，從而對于設(shè)備的焊接能力、精度、穩(wěn)定程度要求均有大幅的提高。當前存量市場主要是5主柵的常規(guī)串焊機，未來將逐步被替代或淘汰。2019年，全片組件仍占據(jù)主要市場份額，市場占比約為77.1%，較2018年下降了14.6個百分點。半片或更小片的電池片組件的功率封裝損失更小，未來半片的市場份額將大幅上升，疊瓦電池組件市占比也會逐漸增長，到2021年，全片電池組件市占率將低于50%。將全片電池片分割為半片或更小片的電池片組件（包括疊瓦組件），需要新增激光劃片機。同時，因加工動作翻倍（一片劃為兩片或更多），導(dǎo)致單機產(chǎn)能下降，同等裝機規(guī)模下，適用于半片或更小片電池片的焊接設(shè)備需求量將會增加。因此，半片或更小片的電池片組件滲透率的提升將帶動激光劃片機、串焊設(shè)備（多主柵串焊機、疊瓦機等）的需求增長。疊瓦組件因技術(shù)難度大，設(shè)備投入較大。根據(jù)測算，當前相同裝機容量的疊瓦組件所需的設(shè)備投資大約1.4-1.5億元/GW，遠高于常規(guī)組件的設(shè)備投資。因此，疊瓦組件滲透率的提升將帶動疊瓦機等組件設(shè)備的增長。圖：2019-2025年各種主柵線電池的市場份額占比變化趨勢 圖：2019-2025年全片、半片和疊瓦電池組件市場占比變化趨勢奧特維、金辰股份基本覆蓋光伏組件全產(chǎn)業(yè)鏈。與HJT擴產(chǎn)有關(guān)企業(yè)——金辰股份：組件設(shè)備龍頭，向上游電池片設(shè)備延伸。去年底開始進行異質(zhì)結(jié)PECVD設(shè)備的研制，后續(xù)成果值得期待。圖：2017-2020H1年主要光伏組件企業(yè)營業(yè)收入（單位：億元） 圖：2017-2020H1年主要光伏組件企業(yè)毛利率（單位：%）HJT：擴產(chǎn)時機已經(jīng)成熟，國產(chǎn)廠商迎來新機遇圖:目前HJT的最高效率記錄（%）表：幾種新興晶體硅電池的優(yōu)劣對比，異質(zhì)結(jié)電池優(yōu)勢較大常規(guī)鋁背場電池P型PERC單晶電池N型PERTHIT電池P型P型PERC單晶電池N型PERT單晶/多晶單晶/多晶單晶->90%最低次低最高衰減無無1HIT溫度系數(shù)低，溫度升高時效率變化小。環(huán)境溫度升高時電池轉(zhuǎn)換效率降低，降低的程度取決于溫度系數(shù)。HJT電池的溫度系數(shù)低，數(shù)值在-0.23%/℃至-0.3%/℃范圍內(nèi)，這意味著HJT光伏組件在實際工作條件下的溫度特性優(yōu)于傳統(tǒng)的晶體硅光伏組件。兼具高效率和低度電成本，具備可觀的發(fā)掘潛力。當HIT電池效率在22.5%以上，年發(fā)電產(chǎn)率最高為1,787kWh/kW，明顯高于年發(fā)電產(chǎn)率為1594kWh/kW的雙面PERC技術(shù)?；?35μm薄型HJT電池的LCOE成本最低，每干瓦時僅3.88美分，常規(guī)BSF單晶技術(shù)LCOE成本最高(4.95美分/kwh），而效率為21.8%的雙面PERC，每千瓦時為4.16美分?？上虮⌒突l(fā)展：異質(zhì)結(jié)電池的制程溫度低，上下表面結(jié)構(gòu)對稱，無機械應(yīng)力產(chǎn)生，可以順利實現(xiàn)薄型化。與此同時，PERC電池由于溫度系數(shù)較高，對薄片硅片的損傷較大，目前硅片正在逐漸向薄片化發(fā)展，更加有利于異質(zhì)結(jié)技術(shù)的發(fā)展。圖:HJT溫度系數(shù)是眾多材料中的佼佼者（橫坐標攝氏度，縱坐標相對效率)圖:HJT發(fā)電產(chǎn)率（年小時數(shù)）和LCOE遙遙領(lǐng)先6543210銅銦鎵硒(CIGS)N型晶硅單晶/多晶（標準）LCOE（美分/Kwh）發(fā)電產(chǎn)率（Kwh/Kw/年）成本較高成為阻礙HJT電池量產(chǎn)的主要原因：目前市面上異質(zhì)結(jié)整線價格較PERC、PERC+等技術(shù)更高，但未來HJT技術(shù)的經(jīng)濟效益會隨著規(guī)模的擴大而提高，整線價格有望下降。PERC電池的競爭壓力：PERC+及TOPCon的市場份額正在快速增長并不斷提高任何新技術(shù)的市場門檻，由于只有少數(shù)公司采用了HJT技術(shù)，因此暫時可能無法跟上PERC技術(shù)的改進速度，部分公司正在研究PERC+及TOPCon，該技術(shù)僅需要對現(xiàn)有的電池工藝進行稍微改進，對初始成本的投資小于異質(zhì)結(jié)技術(shù)。供應(yīng)鏈的不完善阻礙電池成本的下降：HJT技術(shù)從硅片漿料到生產(chǎn)設(shè)備的供應(yīng)鏈還不完善，這成為了HJT技術(shù)發(fā)展的一大限制因素。一方面，很多制造商都在等待供應(yīng)鏈的改善。但另一方面，如果沒有更多的廠商參與到HJT技術(shù)的開發(fā)中，供應(yīng)鏈中的其他制造商也就不會致力于采用HJT技術(shù)。針對這三個阻礙原因，我們的觀點是：PERC及PERC+電池技術(shù)短期內(nèi)仍為擴產(chǎn)主流，長期來看HJT電池技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯，有望成為下一代電池技術(shù)。與上一代BSF電池技術(shù)相比，PERC電池技術(shù)效率優(yōu)勢明顯，設(shè)備僅需添置用來沉積背面鈍化層的氧化鋁鍍膜設(shè)備，以及用作背面鈍化層激光開槽的激光開槽設(shè)備，近兩年迅速占據(jù)市場份額，成為目前的主流電池技術(shù)，2019年，PERC產(chǎn)能約達108GW，占中國總產(chǎn)能66%。2020年，相比成本昂貴的TOPCon、HJT等新興電池技術(shù)仍具備經(jīng)濟優(yōu)勢，2020年，部分公司PERC及PERC+擴產(chǎn)項目達到86GW。圖：2020年部分公司PERC及PERC+擴產(chǎn)情況項目新增產(chǎn)能（GW）投資額（億元）達產(chǎn)年份眉山二期20+2020-2021金堂一期2002021金堂二期2021-2022西安一期45202030+2020義烏一期5潤陽建湖三期3鹽城項目30天長項目一期552021年3月晉中項目2020-2021合計目前，我國PERC電池生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備已基本完成國產(chǎn)化，電池投資成本不斷降低：2019年，新投產(chǎn)的電池產(chǎn)線均為PERC電池，單條產(chǎn)線產(chǎn)能約250MW，部分原有普通單晶產(chǎn)線也在2019年改為PERC產(chǎn)線。2019年P(guān)ERC電池產(chǎn)線投資成本已降至30.3萬元/MW，同比下降超過27%，隨著未來設(shè)備生產(chǎn)能力的提高及技術(shù)進步，單位設(shè)備投資額將進一步下降。從效率方面來看，近年來PERC電池技術(shù)通過雙面、SE等技術(shù)不斷提升效率，達成PERC+電池技術(shù)，效率已從2018年的21.8%提升至2020年的22.4%，雖然PERC電池技術(shù)未來效率提升的極限值低于HJT等新興技術(shù)，但在近兩年內(nèi)，HJT等新興電池技術(shù)在效率方面的提升遠不能彌補其初始投資成本高昂的弊端。圖：2019-2025年P(guān)ERC電池投資成本變化趨勢（單位：萬元/MW） 圖：2017-2021年主流產(chǎn)業(yè)化晶硅電池技術(shù)路線效率發(fā)展情況從下游電池廠商成本來看，我們用最新數(shù)據(jù)對PERC、TOPCon及HJT三種電池路線的電池成本、組件成本進行了測算。在當前時間點，三者電池環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本平均分別為0.77、0.96、0.95元/W；組件環(huán)節(jié)成本分別為1.32、1.50、1.47元/W。與TOPCon及HJT等新興技術(shù)相比，PERC及PERC+目前在成本方面仍有著巨大優(yōu)勢，TOPCon成本相比PERC高出約0.18元/W，HJT相比PERC高出0.15元/W。因此我們認為，PERC及PERC+在近兩年內(nèi)仍然具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。表：PERC、TOPCon和HJT單W成本（不含稅）PERC TOPCon HJT效率面積(M6)功率W200363.00CTM0.98實際功率(W)封裝非硅成本(元/W)組件總成本(元/W)1.351.321.301.521.501.471.501.471.45HJT生產(chǎn)成本隨著產(chǎn)業(yè)鏈的延伸而降低。在電池片環(huán)節(jié)HJT比PERC成本高出0.18元/W，但是隨著產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸，最終組件+BOS成本HJT僅比PERC高出0.01元/W。這種情況的出現(xiàn)主要還是由于相同面積下，HJT高功率導(dǎo)致的低單W成本。下表只計算到了BOS環(huán)節(jié)，如果我們繼續(xù)向下延伸，考慮更多環(huán)節(jié)以及組件整個生命周期內(nèi)因低光衰、高雙面率、低溫度系數(shù)帶來的增益，HJT的成本未來大概率低于PERC電池。表:PERC、TOPCon和HJT單W成本（不含稅）200363.000.98355.740.561.47BOS成本(元/組件)BOS成本(元/W)組件+BOS總成本(元/W)圖：2015-2023年N型技術(shù)產(chǎn)能情況及預(yù)估（單位：GW）表：部分公司異質(zhì)結(jié)及TOPCon電池及組件項目布局情況產(chǎn)能（GW） 投資金額（億元）TOPCon合計漿料降本：未來兩年漿料降本主要動力來源于無主柵技術(shù)對HJT的降本顯著高于PERC，以及低溫漿料在工藝普及以及HJT電池片的設(shè)備降本：與PERC相比，HJT電池單瓦設(shè)備投資較高，HJT電池目前的成套設(shè)備價格在4.5億元/GW左非晶硅薄膜沉積環(huán)節(jié)的PECVD設(shè)備，目前國外主流廠家為梅耶博格。國內(nèi)廠家包括理想、鈞石能源、邁為股份。其中理想萬里暉已經(jīng)實現(xiàn)了對客戶的出貨，鈞石能源已經(jīng)實現(xiàn)了在自身生產(chǎn)線上的應(yīng)用。TCO薄膜制備環(huán)節(jié)的RPD設(shè)備，目前技術(shù)主要由日本住友掌握，捷佳偉創(chuàng)在獲得住友重工授權(quán)以后進行研發(fā)制造，并實現(xiàn)了在通威產(chǎn)線上的應(yīng)用，其最新設(shè)備RPD5500A今年9月完成廠內(nèi)裝配調(diào)試，有望在常規(guī)HJT基礎(chǔ)上為高效HJT帶來保守0.6%以上效率增益，大幅降低設(shè)備成本。PVD設(shè)備國外主流廠家為梅耶博格，國內(nèi)包括鈞石能源、邁為股份、紅太陽等。未來通過關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化將有效推動設(shè)備的降本，有望帶來HJT電池的規(guī)模生產(chǎn)，而HJT電池所帶來新的設(shè)備需求，也能推動國產(chǎn)設(shè)備廠商的快速發(fā)展。圖：HJT電池未來降本途徑漿料降本

設(shè)備國產(chǎn)化降本?HJT產(chǎn)業(yè)將在未來幾年探索120-130μm薄片化進程，將減少硅料的耗量。

?未來通過關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化將有效推動設(shè)備的降本，有望帶來HJT電池的規(guī)模生產(chǎn)，而HJT電池所帶來新的設(shè)備需求，也能推動國產(chǎn)設(shè)備廠商的快速發(fā)展。單晶對多晶硅片的技術(shù)替代主要分為三個環(huán)節(jié)：①2016年之前，單晶硅片由于成本高市占率不足20%，但其高效特性保證了一定規(guī)模的高端市場，國內(nèi)廠商隆基股份、卡姆丹克、陽光能源等企業(yè)依然有盈利，隆基為首的單晶陣營與以協(xié)鑫為首的多晶陣營之間，曾出現(xiàn)關(guān)于技術(shù)路線的激烈討論。②2015年，隆基股份通過增發(fā)融資堅持研發(fā)、擴大產(chǎn)能，成功導(dǎo)入金剛線切割和快速直拉等工藝，實現(xiàn)了單晶硅片成本的快速下降。③2019年后，單晶硅片成本下降帶來的超額利潤引發(fā)企業(yè)大規(guī)模擴產(chǎn)，規(guī)?；a(chǎn)帶來成本加速下降，單晶硅片產(chǎn)能快速擴大，多晶硅片產(chǎn)能加速退出，通過對單晶對多晶硅片的技術(shù)替代的復(fù)盤，可以看出其技術(shù)替代路徑主要沿著GW級產(chǎn)品（高端市場）→超額利潤→大規(guī)模擴產(chǎn)→快速降本→10GW級別產(chǎn)品（大規(guī)模市場）展開。當前，與單晶硅片替代流程進行對比，HJT電池尚處在第一個環(huán)節(jié)階段，但近年多家企業(yè)已開始投建異質(zhì)結(jié)電池及組件項目，即將進入實質(zhì)級GW裝機量時代，同時，東方日升、天合光能、阿特斯、晶澳科技等組件龍頭在HJT組件上均有戰(zhàn)略布局，HJT技術(shù)已經(jīng)進入了“擴產(chǎn)→規(guī)模效應(yīng)→低成本→高利潤→擴產(chǎn)”的正反饋機制的正循環(huán)。圖：HJT電池技術(shù)未來降本趨勢有量產(chǎn)經(jīng)驗的團隊硅片薄片化更多資本的興趣有量產(chǎn)經(jīng)驗的團隊設(shè)備降本2020-2024年HJT設(shè)備總市場空間將超過1200億元。效率低于22.5%的電池將被逐漸替代。假設(shè)存量市場可替代產(chǎn)能2021-2024年分別為31.71、42.53、58.51、27.04GW，新增產(chǎn)能分別為17.5、39、66.5、80GW，則2020-2024年HJT存量替代+新增產(chǎn)能合計分別為29.50、49.21、81.53、125.01、107.04GW。假設(shè)2020-2024年HJT單GW設(shè)備成本分別為6.46、4.5、3.5、2.8、2.2億元。則2020-2024年HJT設(shè)備市場將分別為177.65、221.47、285.36、350.03、235.50億元，合計1289.39億元。2022FBSF產(chǎn)能（GW）PERC存量產(chǎn)能替代（GW）-BSF存量產(chǎn)能替代（GW）-存量可代替產(chǎn)能合計（GW）-中國新增裝機量（樂觀估計,GW）-HJT滲透率-HJT新增產(chǎn)能（GW）-存量+新增（GW）-單GW設(shè)備成本（億元）-HJT設(shè)備市場空間（億元）-221.47285.36350.03235.50其中：-制絨清洗（億元）-PEVCD（億元）--絲網(wǎng)印刷（億元）-分選及其他（億元）-圖：HJT電池在濕化學處理工藝中的變化圖：HJT硅片清洗辦法比較1.2在濕化學處理之后，硅片進入沉積階段，這是HJT電池的核心工藝環(huán)節(jié)，在這個階段使用兩種沉積設(shè)備。PECVD設(shè)備用于沉積本征和摻雜非晶硅薄膜，而PVD以及RPD設(shè)備是制備TCO薄膜的主要選擇。PECVD是沉積工藝的第一步，也是最關(guān)鍵的一步：它涉及本征和摻雜非晶硅薄膜的多層堆疊，并在納米尺度上對其進行控制。這一步驟十分關(guān)鍵，因為pn結(jié)是在表面形成的并且沉積層也決定了鈍化的效果，因此這是決定HJT性能好壞的關(guān)鍵。選擇合適的PECVD設(shè)備非常重要。制備TCO薄膜也是HJT電池生產(chǎn)工藝中非常重要的一步：在HJT工藝中沉積的后半部分涉及制備透明導(dǎo)電氧化層TCO薄膜，用作減反層以及橫向輸運載流子至電極的導(dǎo)電層。TCO薄膜通常應(yīng)用濺射的方法在PVD設(shè)備中完成，或者運用RPD設(shè)備霧狀成膜方式，通過能量源帶上去。圖：采用RPD技術(shù)制備TCO薄膜 圖：梅耶博格的PECVD設(shè)備表面金屬化：由于HJT電池結(jié)構(gòu)與常規(guī)電池完全不同，因此HJT的金屬化工藝也不同。HJT電池采用非晶硅薄膜，將工藝溫度限制在200℃至220℃的低溫環(huán)境在。這是因為HJT電池結(jié)構(gòu)的薄膜被氫化，而氫在較高溫度下會從這