2020光伏設備投資攻略

文|資訊鴿商業情報

編輯|黑鷹光伏 劉洋 

事情正在起變化，有人歡喜有人憂。

從全球看，即使偶有波折，但較高的性價比為光伏發展提供了有力的支持，根據可再生能源署（IRENA）給出的發展路線圖預測，到 2050 年光伏的全球總裝機量將達到 8519GW，佔所有能源的比重超過 40%，成為最主要的發電形式。

2020年開年至今，雖有疫情影響，但「出乎意料」，大量企業「逆勢」擴產。可以說，「1GW級」的投資在巨頭的眼中只能算是小打小鬧，很多巨頭的擴張規模都以5GW、10GW計，投資規模更是以數十、上百億計。黑鷹光伏此前曾詳細統計發現，上半年光伏領域的新產能投資超過1200億元。

在光伏步入平價上網的前夜，整個產業進入擴產周期，在光伏企業密集擴產背景下，光伏設備商迎來了新的發展黃金期。本文是2020年光伏設備投資機遇解析與精要。特別申明，此文意在為讀者提供參考視角，並不做為投資建議。

由於單晶矽片在各方面性能上優於多晶矽片，且轉換效率處於領先位置。行業內對單晶矽片的需求逐步增大，單晶份額持續擴大使得龍頭企業隆基股份近年來開始大規模、高頻率的擴產投資，進而推動矽棒和矽片的擴產潮。按各企業的產能規劃，預計 2020年新增產能超過 50GW，其中隆基新增 25GW，中環新增 20GW，其他新增 5GW，未來兩年擴產規模仍將持續增加。

（一）單晶爐市場空間較大

單晶爐是一種在惰性氣體（氮氣、氦氣為主）環境中,用石墨加熱器將多晶矽等多晶材料熔化,用直拉法生長無錯位單晶的設備，是矽棒生產的最主要設備。從單位產能設備的價值來看，單晶爐的市場空間是所有矽片生產設備中最大的，按照目前擴產情況估算，50GW 的擴產規模、單晶爐投資額約為 2 億元/GW，未來三年單晶爐的年均市場規模將超過 100 億元。

單晶爐大型化趨勢形成，單爐投料量大幅增加。近年來，隨著坩堝製作工藝和拉棒技術的提高以及單晶爐的設計優化，單晶爐的單爐投料量迅速提升，生產效率大幅提高。根據 CPIA 數據，目前業內先進的單晶爐投料量已經達到 1600kg 左右。

（圖表資料來源：CPIA）

目前國內單晶爐市場呈現大連連城和晶盛機電的雙寡頭格局。大連連城作為隆基股份的獨家供應商，具有較強的業績基礎；而晶盛機電的技術水平和產品質量在行業內處於領先地位。

（二）薄片化降低矽耗，綜合成本繼續下降

根據 ITRPV 數據，矽片成本大約佔電池片價格的 52%，行業對矽片生產成本的下降有較高的需求。未來切片機將通過降低矽片厚度、切割損失以及提升回收利用率等方式持續降低單位矽耗，來達到降低生產成本的目的。

根據 CPIA 數據，行業單晶矽片的平均厚度已由 2017 年的 185μm 降至 2019 年的 175μm 左右，薄片化技術的推進使得單片矽耗逐步下降，據 ITRPV 預計，到 2029 年 M2 單晶矽片的單片矽耗有望低於13g，較目前下降近 13%。技術的不斷革新加快了切片機的更新換代頻率，因此，未來切片機市場也將有較大需求，按 4000 萬元/GW 的設備投資額測算，預計未來三年將有近百億的市場規模。

(圖片數據來源：ITRPV）

上機數控作為國內切片機龍頭，通過逐步縮小與國外先進企業的差距，市場佔有率穩步提升，在未來切片技術高速革新的背景下，上機數控有望出現高速發展期。下圖為上機數控金剛線切片機：

我國電池片產量佔全球市場份額超過七成，是最大生產國。產量的提高疊加技術革新速度加快共同促進了電池片企業加速擴產，相關設備生產商將充分收益。

（素材來源：國家統計局，萬聯證券研究所）

光伏電池有眾多不同的技術路線，按材質不同可分為晶矽電池和薄膜電池，近年來，晶矽電池成為行業主流趨勢而薄膜電池應用範圍逐步縮小。

在晶矽電池裡又有許多不同的技術路線，如 Al-BSF（鋁背場電池）、PERC（發射極鈍化和背面接觸）技術、TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）和 HJT（具有本徵非晶層的異質結）技術等。目前 PERC 已經取代 AL-BSF 成為主流，HJT 未來前景廣闊，根據 ITRPV 預測，到 2029 年 PERC 技術佔比將超過 70%，異質結佔比超過 15%。

（素材來源：ITRPV，萬聯證券研究所）

從生產流程上來看，PERC 工藝最為複雜，HJT 環節最少。但 PERC 技術可以在原有 BSF生產線的基礎上通過增加沉積設備和雷射開槽設備來實現，然而由於 HJT 技術對清潔度要求更為苛刻，並且要進行多層鍍膜，因此從技術難度的角度來看，PERC 技術較為容易實現。此外，由於 PERC 技術目前成熟度較高，單位產能的投資額相較於 HJT技術也有明顯的優勢。

1、PERC技術正當時，PECVD和雷射設備商受益

從現有技術成熟度和轉換效率來看，PERC 技術是性價比最高的技術路線，根據 CPIA《中國光伏產業發展路線圖(2019 年版)》數據，2019 年 PERC 產線的平均投資成本已經降至 3.03 億元/GW，同比下降 27.86%，降幅遠超去年路線圖的預期。

PERC 技術的性價比顯著，並且在當前效率基礎上還有向上空間，因此國內各電池廠紛紛大力投資擴大 PERC 產能。根據 PV InfoLink 數據，2019 年單晶 PERC 電池產能將達到 116GW，而據 Energy Trend 統計，預計 2019 年前 15 家電池廠的 PERC 產能就將超過 100GW，未來幾年全球 PERC 產能將持續高速增長。

由於 PERC 需要在背面沉積氧化鋁鍍膜並增加雷射開槽的流程，因此在擴產能過程中相關 PECVD 和雷射設備企業將充分受益。

2、 PERC+通過技改實現，經濟性優勢凸顯

從目前的技術路線情況來看，PERC 已經成為 P 型電池的絕對主流技術，近年來，對PERC 技術的改進提升也在持續進行，PERC+的時代已經來臨。

PERC+SE（選擇性發射極）技術，通過在金屬柵線與矽片接觸部位進行高濃度摻雜，在電極外進行低濃度摻雜，降低了接觸電阻並提高了少子壽命。通過在 PERC 產線上增加摻雜用雷射設備便可實現 0.3%的效率提升，性價比極高。

（資料來源：光伏測試網，萬聯證券研究所）

PERT（鈍化發射極背表面全擴散）電池，是典型的雙面太陽能電池並且能夠兼容 N 型矽片，能在 PERC 產線基礎上提高較大效率。通過背面擴散形成背場，PERT 電池能夠實現背面的效率增益。然而，與雙面 P 型 PERC 技術相比，PERT 技術並沒有效率或成本上的優勢，因此目前業內對於 PERT 的投資較少。

TOPCon（隧道穿越氧化層背面接觸）技術，是在電池背面製備一層超薄的二氧化矽和一層高摻雜的多晶矽薄層，二者形成的鈍化層能夠很大程度上降低背面複合，從而提升 N 型電池的效率。TOPCon 僅需在 PERT 的基礎上增加 LPCVD（低壓化學氣相沉積）設備便可實現，性價比較高，預計未來將佔有有一定量的市場。

3、異質結前景廣闊，靜待設備國產化

異質結電池最早由日本三洋公司在 1990 年開發，是通過晶體矽基板和非晶體矽薄膜混合製成的太陽能電池，在鈍化效果、穩定性、轉化效率、遷移率以及能量損耗方面較其他技術路線均有一定優勢。

異質結電池的工藝技術難度雖然較高，但流程較為簡潔，大體上分為四步。第一步，與常規電池相似，通過刻蝕去除矽片表面的損傷層，然後進行制絨處理；第二步，在矽片兩側沉積本徵非晶矽薄膜，然後在矽片兩側沉積極性相反的摻雜非晶矽薄膜；第三步，在兩側鍍上透明氧化物導電薄膜；第四步，進行絲網印刷。

在整個生產流程中，絲網印刷與傳統技術路線的差別並不大，而前面三步的差異較大，技術上也有較大的難度。

（一）制絨清洗

由於 HJT 電池的工藝要求較高，因此制絨清洗流程也較為嚴苛。目前業內主流的兩種清洗流程為 RCA 清洗和臭氧清洗。RCA 清洗金屬雜質含量較低，但引入氨水會增加表面粗糙程度並且成本較高；臭氧清洗能夠獲得較為平滑的表面成本也較低，但襯底表

面會殘留較多金屬雜質。

（二）非晶矽沉積

對於非晶矽膜層的沉積，技術上主要分為 HWCVD（Cat-CVD）（熱絲化學氣相沉積）和 PECVD（等離子體增強化學氣相沉積），其中 PECVD 又分為動態和靜態兩種技術路線。目前來看，主流的技術主要集中在 PECVD，只有少數廠商生產 HWCVD 設備，如日本的愛發科。

在動態和靜態 PECVD 的對比上，由於動態 PECVD 的工藝時間減少了 70%，因此動態PECVD 在成本控制上要優於靜態 PECVD。此外，因為等離子體處於持續工作狀態，較為穩定，所以動態 PECVD 的薄膜質量也要優於靜態 PECVD。

（來源：迅立光電，萬聯證券研究所）

（三） TCO（透明導電氧化膜）鍍膜

HJT 電池的 TCO 薄膜沉積主要有兩種方法，RPD（反應等離子體）和 PVD（物理氣相沉積）。RDP 工藝相較於 PVD 對矽襯底轟擊較小，鍍膜質量和效率均較高，然而由於其核心配件和靶材 IWO（氧化銦摻鎢）被日本住友重工壟斷，因此 RPD 的成本較 PVD 要高出許多。

從目前的情況來看，PVD 路線的成本優勢使得其市場份額要高於 RPD 路線。但是，捷佳偉創已經獲得了住友在中國的獨家授權，隨著 RPD 國產化推進以及靶材的替代，RPD 的優勢將逐步凸顯，未來更看好 RPD 和 PVD 一體的設備前景。

（四）絲網印刷

HJT 的絲網印刷環節與傳統工藝差別並不大，均採用普通的鋼絲複合網，只是在細柵線條數上會有一定差異。

（五）與PERC相比，HJT經濟性仍不足

由於目前異質結產線多採用進口設備，異質結單位產能投資額仍然處於較高水平，目前主要處於中試線階段。根據某代表性企業公告，目前純進口設備的異質結產線單 GW 投資額約為 10 億元，遠高於 2.5 億元/GW 左右的 PERC 產線設備投資額，而單晶 PERC電池目前效率最高已經突破 23%，僅低於異質結 1%左右，用 4 倍的投資額換取 1%的效率提升尚不具備經濟性。

異質結技術的進一步普及仍需要設備價格的大幅下降。根據東方日升的數據，PECVD佔所有設備投資額比例最高，達到 40%-50%，因此未來 PECVD 的降本任務將是 HJT 技術推廣普及的關鍵。

（六）降本主要依靠國產替代

若各設備國產化順利，異質結設備成本將大幅下降，按照目前各企業情況，預計單 GW全國產設備投資額將降至 5 億元/GW 附近，HJT 技術的經濟性將逐步顯現。

此外，目前異質結單設備的產能仍以 100MW/條線為主，未來通過大矽片等措施提升單設備產能，設備成本有望進一步攤薄。目前異質結設備各環節技術路線眾多，未來隨著產業成熟度提高，最優技術路線逐步確定，設備成本仍將有一定的下降空間。