2019光伏设备全产业链发展研究报告.pptx

2019光伏设备全产业链发展研究报告,2019年6月9日,目 录,一、平价上网，设备先行,二、硅片设备：下游扩产影响几何？三、电池片设备：“PERC+”与HIT之争 四、组件设备：叠瓦设备蓄势待发五、投资策略,2,光伏行业发展的“三段论”,平价上网，设备先行,1,2019年1月9日，光伏平价上网政策正式出台。与市场观点不同的是，我们认为此次的政策的深远意义在于光伏行业发展进入新的阶段，新的“黄金十年期”的开启。从行业发展特征来看，我们将光伏发展分为三个阶段：政策引导阶段、平价上网过渡阶段 和平价上网阶段。阶段一（2008-2018）：政策引导阶段。过去十年，光伏行业发展的周期性波动主要受政策 驱动。 图表1：全球、我国光伏新增装机容量及同比增长情况,-50%,0%,50%,100%,150%,200%,250%,300%,350%,400%,0,20,40,60,80,100,120,2008,2009,2010,2011A,2012A,2013A,2014A,2015A,2016A,2017A,2018,中国光伏新增装机容量（GW)全球光伏新增装机容量(GW)中国同比增速,2009年，金太阳工程 实施50%的初始工程 补贴，拉开国内光伏 发展大幕。,3,2012年，美国、欧盟挑起双 反，行业发展重挫。,2013年，“国八条”发 布，厘清行业发展问题， 光伏度电补贴时代开启。,2016年，提出光伏 行业十三五规划， 分布式发展提速。,全球同比增速2017年12月，补贴电 450%,价下调。,2010年，多晶硅成本下 降，德国、意大利抢装。,2011年，欧债危机，新能源补贴削减导致装机下滑。,2014-15年，中、 日市场开始启动， 新增装机提升,光伏行业发展的“三段论”,平价上网，设备先行,1,阶段二（2019-2020E）： 平价上网过渡阶段。这一阶段的特征是政策补贴边际影响降低，技术迭代带来的成本下降逐步成为推动行业发展的主要动力。为什么是2019年？主要由于四个因素推动：全产业链完善+政策补贴趋弱+贸易摩擦背景+平 价项目出现。光伏产业已经成为我国为数不多、可参与世界竞争，并取得领先优势的产业。 2008-2018 十年间，中国光伏产业由“两头在外”发展成为“掌握全产业链核心工艺和设备”，这将为下 一个黄金十年期的开启奠定基础。 图表2：我国光伏全产业链在全球的地位,硅料,硅片,电池片,组件,国产比例,前十企业,55%,87%,69%,71%,6家,10家,8家,8家,4,光伏行业发展的“三段论”,平价上网，设备先行,1,补贴缺口明显，政府财政客观上不支持。经测算2018年底光伏补贴缺口（尚待补贴金额） 达841亿元，2020年底补贴缺口达2084亿元。中美贸易摩擦背景下降补贴的政治正确性。技术日趋成熟。全国范围内光伏平价项目陆续出现。 图表3：我国光伏政策补贴缺口测算,5,光伏行业发展的“三段论”,平价上网，设备先行,1,阶段三：2020E以后，平价上网阶段。发电端实现平价上网后推动配套设施完善，进而实现 用电端平价上网，光伏逐步成为主要能源，发展潜力巨大。2017年底，中国光伏发电累计装机容量1.30亿千瓦，占全部发电设备容量的比例为7.33%；2017年全国全口径光伏发电量967千瓦时，占全口径发电量6.49万亿千瓦时的1.49%。图表4：2017年全国发电量能源结构占比图表5：光伏三大阶段对应的投资逻辑,6,平价上网的标准是什么？,平价上网，设备先行,7,2,平价上网的定义：在不需要补贴的情况下，上网电价等于燃煤标杆上网电价。因此，不同 地区由于燃煤标杆上网电价和发电利用小时数不同，平价上网的基准也有所区别。全国光伏平价上网门槛测算：我们对全国省级行政区的数据进行统计，发电利用小时数最 高的省是西藏，年有效发电利用小时达1845小时，最低的是重庆，年有效发电利用小时为686小 时。从燃煤标杆上网电价来看，最高的是广东，为0.453元/度，最低的是新疆，为0.25元/度。光伏电站的内部收益率取决于两点：初始投资额、收入现金流（输出功率*电价*有效发电利用 小时）。基于此，我们按照8%的内部收益率对光伏平价上网项目的投资额进行反算，最终结论为：全国范围内，光伏平价上网项目门槛最高的是重庆，要求光伏电站系统成本低至2.13元/W； 门槛最低的海南，对应光伏电站系统成本为4.55元/W。分I、II、III三类资源区来看，光伏平价上网要求电站系统成本分别为3.21、3.37、3.28元/W；取全部地区的中位数，全国光伏平价上网项目的门槛为3.25元/W。,平价上网，设备先行,图表6：I、II、III类地区的建站成本及IRR测算,8,我们离平价上网还有多远？,平价上网，设备先行,3,根据智慧光伏，2018年底光伏地面电站装机成本约4.5元/W（各地区土地成本、安装成本存 在差异），与3.25元/W的全国平价上网中位数水平相比，仍需下降28%。在考虑平价上网政策的前提下，由于在土地费用（地方政府优惠）及接网成本（省网公司 承担）上给予补贴，对电站成本的影响幅度约0.5元/W,即拿到平价项目的地面电站装机成本约4 元/W，较全国平价上网的平均门槛仍需下降19%。 图表7：全国首个光伏平价上网项目的相关参数,9,通过模型测算，精准预测光伏新增补贴政策,平价上网，设备先行,4,以现有光伏电站系统成本=4.5元/W,反算平价上网对应电价门槛水平。结论为：在IRR=8%、 系统成本=4.5元/W的前提下，反算I、II、III三类资源区的平价上网电价水平为0.39、0.45、0.55元/度。2019年4月28日，国家发改委发布关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知，提 出将集中式光伏电站标杆上网电价改为指导价，将纳入国家财政补贴范围的I-III类资源区新增 集中式光伏电站指导价分别确定为每千瓦时0.40元（含税，下同）、0.45元、0.55元。即新政 虽然降补，但仍能确保I、II、III类地区在目前的装机成本下获得8%的内部收益率。 图表8：前期光伏新政敏感性测算与政策实际结果几乎一致,10,如何降低光伏电站系统装机成本？,平价上网，设备先行,5,降低光伏电站装机成本是一个系统工程。光伏全产业链包括硅料、硅片、电池片、组件、 地面电站五大构成，且环环相扣。平价上网的实现是电站装机成本降至平价上网门槛标准，这 一过程是全产业链共振的过程。从具体路径来看，实现光伏平价上网有两种方式：降本、增效。降本是指全产业链各个环 节的成本降低，每个环节的成本降低都能直接降低电站的单瓦投资成本；增效是指通过工艺的 改进，提高电池片的转换效率，从而带来组件的功率提升，间接降低电站的单瓦投资成本。图表9：光伏产业链五大构成,11,如何降低光伏电站系统装机成本？,平价上网，设备先行,5,降本分析：基于光伏产业链构成，分析上游产品在下游产品中的成本占比，从而测算产业 链降本弹性。 图表10：光伏产业链各环节成本构成,注：价格数据截止到2018年底,12,13,如何降低光伏电站系统装机成本？,平价上网，设备先行,5,基于前文的成本占比测算，简化后光伏产业链各环节的成本弹性如下：硅料：弹性系数为0.10，即硅料价格下降10%，将导致电站成本降低1.0%； 硅片：弹性系数为0.15，即硅片价格下降10%，将导致电站成本降低1.5%；电池片：弹性系数为0.24，即电池片价格下降10%，将导致电站成本降低2.4%； 组件：弹性系数为0.42，即组件价格下降10%，将导致电站成本降低4.2%； 图表11：光伏产业链成本传导机制,注：弹性涉及到单晶多晶不同的按照单多晶比例为4：6处理,硅料,硅片,电池片,组件,电站,弹性系数,0.69,0.62,0.56,0.42,如何降低光伏电站系统装机成本？,平价上网，设备先行,14,5,增效分析：直接降低最终电站成本。其本质是同样的成本和面积发更多的电，从而带来电站受益提升。当内部收益率假设维持不变时，也就等同于电站装机成本的下降。增效指提升太阳能电池的光电转换效率或组件的输出功率。光电转换效率的含义是一个测 试值，指在每平方米1000W的光照条件下，电池片的输出功率除以1000W的值。例如，20%的转换 效率是指一平方米的电池片在1000W/平米的光强下输出功率为200W，那么对于一片规格为156mm*156mm的电池片而言，其输出功率为4.86W。组件的输出功率提升一方面可以通过电池片的转换效率提升推动，另一方面也可以通过减少封装效率损失得到。电池片增效分析：对于电池片而言，以20%作为基准，每提升1%的转换效率，相当于组件输 出功率增加5%，对应电站收入（输出功率*电价*可利用小时）增加5%，在反算的过程中，在内 部收益率不变的情况，电站成本约降低5%（实际上是1-1/1.05）。组件增效分析：于组件而言，我们以20%转换效率来计算，每提升1%的转换效率约提高60片 的组件15W的功率（300W增长至315W），即组件功率增加15W，电站成本约降低5%。,展望未来：增效对平价上网的推动将更加明显,平价上网，设备先行,6,降本浪潮刚刚褪去。2018年多晶硅（致密料）降价48%，单晶硅片和多晶硅片降价40%和52%，单晶电池片和多晶电池片降价42%和37%，单晶组件和多晶组件降价27%和29%。根据我们测 算，电站系统成本从年初的6.5元/W下降至年末的4.5元/W,降幅为30%。我们认为，这一轮降本浪 潮主要受政策驱动，其核心是光伏企业在利润上进行让步。光伏电站系统成本不断下降的背景下，海外需求多点开花，成为2018-2019年增长主力。图表12：光伏全产业链价格变化情况图表13：全球各国光伏新增装机容量,0,2,4,6,8,10,12,14,单晶硅片(156*156，元/片） 单晶电池(156*156，元/W）,多晶硅片(156*156，元/片） 多晶电池(156*156，元/W） 多晶组件（275W，元/W),单晶组件（285W，元/W),0,10,000,20,000,60,00050,00040,00030,000,70,000,80,000,90,000,100,000,中国新增光伏装机量 光伏新增装机量:日本,光伏新增装机量:美国 光伏新增装机量:德国 光伏新增装机量:英国,光伏新增装机量:法国光伏新增装机量:全球其他国家,15,展望未来：增效对平价上网的推动将更加明显,平价上网，设备先行,6,我们认为，电池片及组件环节的增效将成为推动光伏平价上网的主动力。政策推动下的降本浪潮已经过去，企业利润在短期内已压缩到较低水平。从产业链成本敏感系数来看，“增效”的效果较“降本”更优。从技术迭代角度来看，硅料和硅片端的工艺和设备均已较为成熟，新的技术尚未取得突破， 而电池片和组件正处于技术迭代进程之中。 图表14：光伏产业链技术迭代过程,西门子法 改良西门子法流化床法,多晶单晶 直拉法金刚线切割,铝背场电池PERC电池HIT电池,多主栅 双玻、半片叠瓦,技术趋于成熟,技术迭代正在进行,16,展望未来：增效对平价上网的推动将更加明显,平价上网，设备先行,17,6,我们对平价上网进行沙盘推演，假设条件如下：硅料：主要方式为降本，假设硅料价格下降20%，将导致电站成本下降2%； 硅片：降本及增效均较难实现；电池片：主要方式为增效，PERC+或HIT工艺的实现，假设将光伏电池转换效率从20.5%提升 至23.5%，将导致电站成本下降15%；组件：主要方式为增效，假设叠瓦技术得到运用，发电量增加7%，将导致电站成本降低 7%；其他：主要指非硅成本，包括银浆、金刚线、铝浆、玻璃、EVA、BOS成本等，假设非硅成 本的降低带来电站成本降低4%。基于以上推演，光伏电站成本将降低28%，实现全国平均意义上的发电侧平价（不考虑平价 上网项目的补贴）。其中，“增效”带来的成本降幅远高于“降本”。,平价上网，设备先行,平价上网，设备先行,7,光伏电池片行业存在显著的“后发优势”。光伏电池片行业属于重资产投资领域，当企业 产能升级不能匹配技术迭代速度时，伴随着老产品的性价比丧失，企业将逐步被市场淘汰。“后发优势”导致光伏电池片行业市场集中度较低。从2016-2017年的光伏电池片企业产能 分布来看，前十大企业市场集中度占比约为50%，且市占率排序变动明显，如爱旭2016年未 入行业前十，2017年产能占比为行业第四。从PERC电池片产能来看，2019年润阳预计产能从2018年的2GW提升至11GW，PERC产能规模有望跃居行业第二。 图表15：2016年我国光伏电池片企业产能图表16：2017年我国光伏电池片企业产能,18,平价上网，设备先行,平价上网，设备先行,7,电池片设备企业具备“先发优势”，充分受益行业技术迭代。工艺设备技术延展性强， 设备龙头具有明显“先发优势”。凭借在基础工艺领域的长时间浸淫，即使技术出现迭代，电 池片设备龙头也具备较为明显的先发优势，从而持续巩固市场地位。平价上网，设备先行。一是从受益节奏来看，平价上网驱动光伏行业技术迭代速度加快， 设备公司将率先受益新的技术发展（设备订单快于产品订单）。二是从竞争格局来看，设备企 业具有先发优势，设备龙头的技术风险更低。 图表17：光伏电池片的基础工艺具备相通性,19,目 录,一、平价上网，设备先行,二、硅片设备：下游扩产影响几何？三、电池片设备：“PERC+”与HIT之争 四、组件设备：叠瓦设备蓄势待发五、投资策略,20,光伏硅片制造主要包括长晶及切片,硅片设备：下游扩产影响几何？,1,硅片的工艺分为两个方面：一是长晶工艺，包括单晶硅的直拉法和多晶硅的铸锭法，对应 设备分别为单晶硅生长炉和多晶硅铸锭炉。二是切片环节，包括设备为切片机。单晶拉棒：工艺上，目前多次拉晶法（RCZ）已经成为成熟的主流工艺。设备上，国内设备 龙头晶盛机电的单晶生长炉投料量从2008年的60KG/炉提升至2017年的530KG/炉，产能技术上趋 近瓶颈。 图表18：硅片制造工艺流程图图表19：单晶硅生长炉构成,21,光伏硅片制造主要包括长晶及切片,硅片设备：下游扩产影响几何？,1,多晶铸锭：工艺的核心是通过热量交换实现自下而上的结晶，直到整埚熔体结晶完毕，在工 艺上相对单晶更为简单。设备方面目前多晶炉设备已经经过三代迭代，技术相对成熟，属于红 海竞争市场。切片环节：金刚线切割替代砂浆切割掀起光伏产业的单晶浪潮，通过金刚线切割，1KG硅料 的切片量提升约20%，显著降低了切片成本。切片技术迭代是上一轮降本增效的重要途径，但目 前已进入尾声，且下一轮技术仍不明朗。 图表20：多晶硅铸锭工艺流程图表21：金刚线切割和砂浆切割的对比,22,光伏硅片设备投资成本构成,硅片设备：下游扩产影响几何？,2,单晶炉占光伏硅片设备投资成本的半壁江山。我们基于隆基的公开数据进行测算，光伏硅 片项目中，设备投资占总投资的52%，设备投资中，单晶炉占比为53%。从单位投资额来看： 单晶炉（1.94亿/GW）、机加设备（0.42亿/GW）、切片设备（1.09亿/GW）、辅助设备（0.19 亿/GW），以上合计3.64亿/GW。图表22：隆基5GW单晶硅棒及切片设备投资构成,23,光伏硅片企业扩产高点在2020年,硅片设备：下游扩产影响几何？,3,2018年单晶硅片产能占比接近一半。截至2018年底，单晶硅片产能已达70.7GW，同比增长接近一倍。单晶硅片产能占行业整体比重为49%，较2017年增加10个百分点。龙头企业公布扩产规划，行业高点在2020年。隆基、中环、晶科均已公布各自单晶产能扩 产规划，我们在基于各家扩产规划的基础上，同时考虑到单晶渗透率提升因素，假设其他客户 每年扩产规模合计为10GW，测算出单晶硅片产能扩产的高点在2020年。图表23：我国光伏硅片行业产能情况图表24：我国光伏硅片企业扩产情况,24,光伏硅片设备市场增长相对平稳,硅片设备：下游扩产影响几何？,4,基于前文中关于单晶硅片设备的投资构成和各家硅片企业的扩产情况，同时假设光伏设备 投资额逐年下滑5%，我们测算出2019-2021年光伏硅片设备市场空间为100、136、135亿元， 同比增长-17%、35%、-1%。在不考虑隆基扩产的情况下，2019-2021年的行业增速为-2%、24%、-2%。图表25：光伏硅片设备市场空间预测模型,25,光伏硅片设备企业竞争格局,硅片设备：下游扩产影响几何？,5,光伏单晶炉市场格局：晶盛机电优势明显。晶盛机电是全球光伏单晶炉龙头，供应了市场 上除隆基外的绝大部分市场份额。2018年公司单晶炉收入19.4亿元，约是连城数控的3.5倍，且 毛利率亦高于连城数控。切片设备市场格局：三分天下。光伏切片设备企业包括连城数控、上机数控和青岛高测， 三者市场份额接近，合计占据了国内光伏切片设备的绝大部分市场份额。图表26：光伏硅片设备市场竞争格局,26,目 录,一、平价上网，设备先行,二、硅片设备：下游扩产影响几何？三、电池片设备：“PERC+”与HIT之争 四、组件设备：叠瓦设备蓄势待发五、投资策略,27,光伏电池片如何发电？,电池片设备：“PERC+”与HIT之争,1,光伏发电需要两个要素：（1）自由电子;（2）电子能够定向移动自由电子如何生成:完全纯净的、具有晶体结构的硅，称为本征硅，硅原子之间形成共价键， 共价键中的两个电子，称为价电子。价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣 脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。图表27：本征半导体的结构图图表28：价电子受激发后形成电子和空穴,28,光伏电池片如何发电？,硅片设备：下游扩产影响几何,1,自由电子和空穴都被称为载流子，本征硅中载流子数目极少，其导电性能很差。因此，实际应用的半导体是在纯硅中加入微量的杂质元素后的材料。掺杂在纯硅中的杂质有两种：一是掺入五价磷元素取代硅原子。二是掺入三价硼元素取代 硅原子。掺杂后的部分称为N型半导体和P型半导体，其中N型半导体掺磷，多电子，少空穴；P 型半导体掺硼，多空穴，少电子。图表29：N 型半导体与 P 型半导体,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,29,光伏电池片如何发电？,硅片设备：下游扩产影响几何,1,P-N结：当P型半导体和N型半导体紧密接触在一起时，交界面会形成一个P-N结，P-N结是一 个稳态的电场（内建电场），能够阻碍电子和空穴的移动。光伏电池的基本结构就是一个大面 积的P-N结。延伸思考：提高转换效率的方式（制绒减少光损失，镀膜增加少数载流子寿命）；P型电池 片和N型电池片的对比（多空穴与多电子的优势）。图表30：图说P-N结的构成图表31：图说光生伏特效应,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,30,光伏电池片I代：铝背场电池,硅片设备：下游扩产影响几何,2,电池原理：铝背场（Al-BSF）电池是指在晶硅光伏电池P-N结制备完成后，通过在硅片的背 光面沉积一层铝膜，制备P+层，从而形成铝背场。其既可以减少少数载流子在背面复合的概率， 同时也可以作为背面的金属电极，因此能够提升光伏电池的转换效率。工艺介绍：清洗制绒；扩散制结；边缘刻蚀和去磷硅破璃；沉积钝化层和减反 射层；-丝网印刷及烧结；自动分选工序。图表32：铝背场光伏电池片主要工艺 图表33：常规铝背场电池结构,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,31,光伏电池片I代：铝背场电池,硅片设备：下游扩产影响几何,2,设备构成：铝背场电池片设备主要包括8类，根据前述-道工艺分别对应制绒清洗设备、 扩散炉、刻蚀设备、PECVD、丝网印刷设备、烧结炉、自动分选机；以及应用于整体制造过程 中的自动化设备，包括自动化装卸片机和上下片机等。成本构成：一条产线投资额为2亿元/GW，其中湿法设备占比约为20%；干法设备占比约为40%；后道设备占比约为30%；自动化设备占比约为10%。图表34：铝背场电池片设备构成,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,32,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何,3,电池原理： PERC电池（Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极及背面电池），PERC电池线短期内是高效电池线的主要发展方向：一是PERC电池线在单晶和多晶（黑硅+PERC）均能实现良好的应用；二是PERC电池成本较低，且与现有电池生产线具备较高的相容性高。新增工艺：背面沉积AI2O3。背面沉积SiNx :H。激光开槽形成背接触。图表35：PERC电池片主要工艺图表36：PERC电池结构,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,33,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何？,3,新增设备：PERC电池设备主要是在铝背场电池设备的基础上新增两类设备：一是沉积背面钝化叠层的设备；二是激光开槽形成背接触的设备。新增投资：两类设备合计对应投资额为5000-6000万元/GW，其中沉积背面钝化叠层的设备 对应投资额约为4500-5000万元/GW，激光开槽设备对应投资额约为500-1000万元/GW。图表37：PERC电池片设备构成,34,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何,3,PERC背钝化具有四种工艺：板式PECVD二合一镀膜；管式PECVD二合一镀膜；管式ALD（氧化铝）+PECVD（氮化硅）；在线式ALD（氧化铝）+PECVD（氮化硅）。市场格局：目前的主流是管式ALD（氧化铝）+PECVD（氮化硅），但随着设备的国产化， 管式PECVD二合一镀膜有望异军突起。图表38：四种PERC背面镀膜设备对比,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,35,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何,3,PERC扩产进度： 2019年有望超预期。2018年PERC产能预计为58GW，同比实现翻倍； 根据对各家电池片企业2019年的扩产计划统计， 2019年PERC行业新增产能有望达79GW，产 能扩张进度有望超过此前市场预期。图表39：PERC电池片企业产能及扩产情况,排名,公司,2018 年2019 年,占比,排名,公司,2018 年,2019 年,占比,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,36,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何,3,PERC设备市场空间：2019-2020年合计约200亿。我们基于以下假设对PERC设备市场空间进行测算：考虑到PERC扩产对行业整体产能的拉动作用，假设2018-2020年行业总产能增速为15%、20%、5%；结合各家电池片企业的PERC扩产计划，假设2019-2020年PERC的渗透率将达到86%、100%；2018年PERC电池片生产线的单位投资为2.5亿元/GW。随着PERC技术的日益成熟，我们认为设备单位投资将会逐渐下滑，假设2019-2020年单位投资分别下调20%、10%。图表40：PERC电池片设备构成,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,37,光伏电池片II代：PERC电池,硅片设备：下游扩产影响几何,3,竞争格局：市场集中度较高。捷佳伟创在湿法类（制绒、刻蚀）设备市占率为60%-70%， 在干法类设备（扩散、PECVD）市占率为40%-50%，迈为股份在后道工艺设备（丝网印刷、烧 结、分选）的市占率超过70%。在背钝化设备领域，捷佳伟创已退出管式氧化铝二合一设备，有望对此前威导的ALD+PECVD路线形成替代。激光开槽设备领域，主要有帝尔激光、迈为股份、 大族激光等。自动化设备领域，主要有罗博特科、先导智能、捷佳伟创。 图表41：PERC电池片市场竞争格局,细分领域国内竞争对手国外竞争对手,清洗设备,制绒刻蚀设备 扩散炉,上海思恩、张家港超声 上海釜川、北方华创 苏州聚晶丰盛装备、红太阳（48 所）、北方华创,PECVD,丰盛装备、红太阳（48 所）、北方华创,自动化设备,罗博特科、先导智能、无锡江松,迈为股份、科隆威,丝印配套设备PERC 背钝化HIT、Topcon,东莞讯立、理想能源、微导 钧石、晋能、爱康、汉能,Schmid（德国）、Rena（德国）Tempress（荷兰）、CT（德国）Roth & RauAG（德国，梅耶博格收购）、Tempress（荷兰）、CT（德国）Schmid（德国）、Jonas&Redmann（德国） Applied Materials（美国）旗下的 BacciniCT（德国）、SolayTec（美国）三洋（日本）、Keneka（日本）、INES（法国）,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,38,PERC+电池工艺：SE、双面、 N型、 Topcon,硅片设备：下游扩产影响几何,4,PERC能够基于新的工艺和技术改进提升光电转换效率。直接在铝背场电池工艺上进行升级，常规产线的光电转换效率能够提升1%到21.4%；采取了退火氧化、背面抛光等工艺，并优化刻蚀、扩散匹配，PERC光电转换效率能够提升0.3%到21.7%。目前来看主要采取即将规模推广的SE技术，PERC+的光电转换效率将提升到22%左右。目前PERC技术的应用正处于第二阶段向第三阶段发展的进程中。图表42：PERC电池工艺路线发展,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,39,PERC+电池工艺：SE,硅片设备：下游扩产影响几何,4,发射极掺杂浓度对太阳电池转换效率具备双重影响。SE（选择发射极）技术是指在金属栅 线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂，而在电极以外的区域进行低浓度掺杂。工艺介绍：主要采用激光PSG掺杂法。仅需在传统工艺中增加一个步骤，与常规产线的工艺 兼容很高，是目前制作SE电池的主流工艺。设备及格局：运用激光PSG掺杂只需新增掺杂用激光设备。1GW=4-5台，1台=400万。竞 争格局与激光开槽设备类似。 图表43：基级与发射级图表44：SE电池和传统电池结构对比,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,40,PERC+电池工艺：双面,硅片设备：下游扩产影响几何,4,双面PERC电池是将普通PERC电池不透光的背面铝换成局部铝栅线，实现电池背面透光， 这样这样来自地面等的反射光就能够被组件吸收。工艺介绍：仅在丝网印刷环节进行工艺调整，将原有的铝背场印刷（全面印刷，不透光，） 改为印刷铝栅线（局部印刷，透光）。在工艺上能够实现与PERC电池的良好兼容。产业布局：丝网印刷主要涉及到的是迈为股份。 在组件端，天合光能、隆基乐叶、晶澳等 都已具备双面PERC电池的量产能力。 图表45：双面PERC电池的结构与优势图表46：双面PERC电池工艺,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,41,PERC+电池工艺：N型,硅片设备：下游扩产影响几何,4,工艺介绍：与传统P型PERC电池相比，N型电池采取两道扩散（磷扩散和硼扩散），同时由 于没有氧化铝膜覆盖（双面都是银浆印刷），因此不需要进行激光开槽。技术难点：一是双面掺杂技术。二是双面钝化技术。设备格局：正面扩散设备由原有的磷扩散设备调整为硼扩散设备，根据捷佳伟创公告，其面 向N型电池的硼扩散炉DS320A扩散炉已经处于样机调试阶段。背面的磷扩散主要采取离子注 入的方式，对应的设备为离子注入设备；目前离子注入设备仍主要以进口为主。 图表47：N-PERT和P-PERC电池结构对比图表48：N-PERT和P-PERC工艺对比,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,42,PERC+电池工艺：Topcon,硅片设备：下游扩产影响几何,4,工艺介绍：TOPcon（隧穿氧化层钝化接触）电池有两点改进：一其在电池的背面采用了异 质结结构；二是采用超薄SiO2作为遂穿层实现钝化。产业进程：中来股份目前已经将TOPcon应用在此前的2.1GW的N-PERT产线中，并且实现量产。设备格局：TOPcon工艺的核心设备是LPCVD，目前中来股份的产线主要以进口设备为主，比 如Tempress；国内设备厂商如捷佳伟创也已实现布局。其他设备方面，离子注入机仍以国外进口 为主；高温退火炉以国产设备为主，其中捷佳伟创占据主要地位。 图表49：TOPcon电池基本结构（N型）图表50：TOPcon电池生产工艺,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,43,PERC+电池工艺：小结,硅片设备：下游扩产影响几何,4,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,图表51：“PERC+”工艺的改进方向激光打孔设备,激光掺杂设备 刻蚀设备,双面扩散炉、PECVD 离子注入机,激光掺杂设备,PECVD、ALD激光开槽设备,丝网印刷设备,光 电 转 换 效 率 持 续 提 升,LPCVD,双面印刷,44,硅片设备：下游扩产影响几何,5,光伏电池片III代：HIT电池HIT技术：PERC之后的全新工艺。HIT电池最早由日本三洋公司于1990年成功开发，因,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,HIT已被三洋注册为商标，因此又被称为HJT或SHJ。HIT电池同样是基于光生伏特效应，只是P-N结是由非晶硅（a-Si）和晶体硅（c-Si）材料形成的（背面的高低结亦然）。HIT的优势：结构对称，易于实现薄片化。低温工艺，能耗低。开路电压高，转换 效率高。温度系数低。光照升温下功率输出优于常规电池。无LID（光衰）和PID（电位 诱发衰减，常规电池组件的玻璃中的电子迁移到电池片表面发生相互作用）效应。 图表52：HIT电池的优势图表53：HIT电池的结构,45,光伏电池片III代：HIT电池,硅片设备：下游扩产影响几何,5,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,HIT电池制造包括5道工艺及设备。相比于PERC电池，HIT电池在制备过程对清洁度要求更 高，需要对设备和车间做到更高程度的洁净度，因此不能与传统电池的生产车间兼容。HIT电池 制备的5道工艺及设备分别为：制绒清洗。该工艺涉及到的设备主要是湿式化学清洗设备。 非晶硅沉积。该工艺涉及到的设备主要是HWCVD以及PECVD。透明导电膜制备。该工艺涉 及到的设备主要是RPD以及PECVD。丝网印刷。测试。图表54：HIT电池的工艺图表55：HIT工艺流程及相关设备,46,光伏电池片III代：HIT电池,硅片设备：下游扩产影响几何,5,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,HIT设备竞争格局：国产设备初显峥嵘。HIT制绒清洗设备：捷佳伟创的链式HIT硅片清洗设备和超高产能HIT单晶制绒清洗设备 均已完成样机，待客户验证确认；非晶硅沉积设备：主要以进口设备为主，包括日本松下、梅耶博格、应用材料等，国内 理想能源已开始VHFCVD的研制。透明导电薄膜设备：日本住友垄断了RPD设备的专利以及对应的专属靶材IWO；冯阿登 纳、新格拉斯等外资企业基于PVD的工艺也推出对应的产品，但由于ITO靶材性价比相对较低， 且PVD工艺在镀膜质量上较RPD仍存在一定差距，因此PVD尚未全面推广。丝印设备：竞争格局与PERC电池基本一致，迈为股份具备较为明显的优势。 图表56：“PERC+”工艺的改进方向,47,硅片设备：下游扩产影响几何,5,光伏电池片III代：HIT电池性价比决定HIT产业化进程。目前HIT设备的初始投资约为8-10亿元/GW，与PERC设备的,2.5亿元/GW存在明显差距。根据我们产业链调研，在工艺材料（靶材、低温银浆等）国产化配 套的情况下，HIT设备的投资额降至5亿元/GW的水平，将会推动电池片厂商上马规模化产能； 当HIT设备的投资额降至3亿元/GW的水平，将对PERC产线实现完全替代。产业化进程：PERC的造富模式引致对HIT的追捧，国内已出现GW级产能。在建及规划产,能接近10GW，以新晋资金为主。,电池片设备：“PERC+”与HIT之争 ？,图表57：国外HIT产能规划情况,图表58：国内HIT产能规划情况,名称国别,效率（%）,1松下三洋,规模 实验量产MW25.623,日本 马来西亚 日本 日本 法国 美国,23.526.324.123.6,22.821.52322.3,70030080203030,6,长州产业KanekaINESSunpremeSolar city,美国,22.61000,名称地区,效率（%）,1,48,钧石,晋江,规模 实 验 量 产 MW 23.1 22.4 120,目 录,一、平价上网，设备先行,二、硅片设备：下游扩产影响几何？三、电池片设备：“PERC+”与HIT之争 四、组件设备：叠瓦设备蓄势待发五、投资策略,49,光伏组件构成,组件设备：叠瓦设备蓄势待发,1,光伏组件定义：单体太阳电池不能直接做电源使用，电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。组件的具备八大工艺流程：焊接；层叠；层压；EL测试；装框；装接线盒；清洗；IV测试。组件具有九个核心部分：电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、硅胶、接线盒。图表59：太阳能组件核心构成图表60：常规太阳能组件层压结构,50,光伏组件设备,2,组件设备：串焊机、汇流条自动焊接机、层压机、削边机、EL测试仪、全自动装框机、接线盒设备、清洗设备、IV测试仪。层压和串焊是常规组件设备的核心：目前一条250MW的产线对设备投资额约2300-2400万 元，1GW组件产能对应设备需求为9000万元，其中需要3-4台串焊机、3-4台层压机，设备单价分 别为100万、70万，因此串焊机+层压机占组件设备比重约25%。图表61：光伏组件设备构成,