太阳能光伏应用深度研报：一代技术 一代工艺 一代设备

　　组件产量超过 2GW 的企业有 11 家，其产量占总产量的 62.3%，集中度进 一步提高。合计分选机设备需求 5.5~7.3 亿元/年。该结构为硅片背面提供 了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻 挡少子空穴复合，太阳能网，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地 降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。下游虽然有赚取现金的能力，但必须进行大额固定资产投资，光伏应用否 则就会被淘汰出局。组件设备行业盈利水平较低：2018 年组件设备产业链主流公司收入体量在 1~6 亿元，毛利率约 3~4 成，净利率水平在 10%~15%。服务器软件双机备份根据奥特维招股说明书，该公司的硅片 分选机售价为 173 万元/台左右。中游的电池片、组件制造以及下游的光伏 系统应用。从价值含量上，多晶硅环节的固定资产投资规模约 3 亿元/GW，单晶硅棒/ 锭环节的固定资产投资规模约 2 亿元/GW，硅片环节的固定资产投资规模 约 1 亿元/GW，电池片环节的固定资产投资规模 2~10 亿元/GW，组件设 备环节的固定资产投资规模约 1 亿元/GW。。

　　以单 GW 投资额中 70%用于设备投资来测算，硅片制造环节的设备空间约 2.8 亿元/GW。目前龙头生产厂商均以光伏组件生产线交钥匙工程为主要业务形 式。2018-2020 年为 PERC 扩产高峰，预计扩产总规模超 100GW：截止到 2018 年底，单晶 PERC 产能约为 67GW，根据目前国内主要龙电池厂商 的扩产规划，2019 年的 PERC 产能有望超 110GW。国 内的成产厂家主要有金辰股份、苏州晟成（京山轻机子公司）、先导智能、 羿珩科技（康跃科技子公司） 、博硕光电等，均有提供光伏组件自动化生产 线;之前传统的砂浆切片设备的效率较低，为金刚线切片机所取代，现在 公司的主流设备年产能是 43MW。中环股份于 2019 年 3 月 19 日公告，与呼和浩特市人民政府签署“中 环五期 25GW 单晶硅项目”合作协议书，项目总投资额约 90 亿元，建成达产后年产能将达到 25GW，届时“中环产业园”单晶硅年产能 将超过 50GW，产能增加 25GW。其他 的都是走招标程序，晶盛机电的竞争力处于相对领先的地位。？

　　2019 年 6 月，上机数控 65MW 新 产品在上海光伏展上推出，有望带来新的设备升级需求。我们分别建立 3 种场景进行分析：乐观预测为下游扩产超预期；单多晶材料性能对比中，单晶有绝对优势。3、后 PERC时代，TOPCon 和 HJT的路线;在多晶硅制备环节，核心设备为多晶硅还原炉，其价值约 5000~6000 万元 / 万吨！

　　2、组件自动化生产线;单多晶在电池端成本已打平：单晶的转换效率高于多晶，这不仅表现在普 通工艺单晶电池的转化效率高于多晶电池至少约 1%，更表现在相同的 PERC 工艺条件下，相比各自的普通工艺电池，单晶电池转化效率会进一 步提高约 0.6%～1%，而多晶电池转化效率仅提高约 0.5%。HJT 有望进入 GW 级量产期：目前全进口 HJT 产线 亿元/GW， 通威与捷佳合作试生产线 亿元/GW，迈为与通威合作产线 亿元/GW。电池片龙头扩产节奏：截断机、切方机属于类机床加工设备，产品的生命周期很长，升级 换代的需求不强烈，老设备改造后依旧可以利用在新建产线 年的金刚线切片替代砂浆切片产业升级，行业爆发性 增长，目前市场空间较为稳定，增速放缓。从设备的价值含量来判断：单晶炉的市场空间最大，受益于下游厂商单晶 扩产；本轮多晶硅扩产带来设备的市场空间达 200 亿元：随着生产装备技术的进 步和工艺水平的提升，三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备投资成本逐年 下降。预计 2019 年组件产量将超过 90GW。相比较于传统的砂浆线切割，金刚线切片作为新的切割技术，具有薄片化 切割、减小切口损失、降低硅料损耗、提高加工效率、提高出片率、降低 污水及 COD 排放等优势，可以大幅降低硅片生产成本，提高硅片品质！

　　截至 2018 年底，国内 HJT 光伏组件装机容量约 1GW，2019 年有望达 3GW，并于 2021-2023 年间扩大到 10GW左右。过去数年间，通过产业链进口设备国产化、产能扩大形成规模经济效应、 产能转移至低成本地区等手段，光伏装机成本有大幅下降。隆基和中环在单晶硅 片环节的产能占比高达 70%以上，呈现双寡头垄断格局。国外单晶炉设备厂 商已基本退出中国市场。国内硅 料产能中单晶比例乐观估计约为 7 成。2019 年国内多晶硅料扩产规模约为 20 万吨。由于晶体生长工艺不同，导致单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、 机械性能方面与单晶相比有显著差异。截至 2019 年底，全球组件存量产能约 240GW：按目前的组件单价测 算，存量组件的市场空间约 120~144 亿元。硅料未来 3 年，分选机市场空间 5.5~7.3 亿元/年：未来 3 年内的硅片产能的扩 张主要来自于单晶硅，根据主流单晶硅厂家的扩产计划，未来 3 年内合计 新增产能约 92GW，有望带来约 8 亿元分选机需求，年化约 2.7 亿元。高效电池技术代表未来的需求方向：在《光伏制造行业规范条件》 和“领 跑者”计划推动下，各种晶硅电池生产技术进步迅速。综合整条产业链来看，设备端公司赚取现金能力相对 较强。

　　TOPCon 电池的转换效率要高于 P型 PERC单晶电 池，但是低于 HJT 电池效率，属于中间产物。国内多晶硅还原炉设备供应商主要有双良节 能、上海森松、开原化工等。相比而言单晶硅以下优势：更少的 缺陷、更高的机械强度、更低的碎片率、电瓶饿死后如何激活更大的效率提升空间、太阳能光伏发电工程更高的集 约性、更长的衰减期。硅片制造光伏产业链中的中游。截至目前光伏 行业在降本的路线上已经接近极限，未来发展方向是增效。目前单多晶电池成本已基本持平，而单晶在组件和电站端对于配套材料的 节省，以及单晶在长期稳定性、长期衰减率和每瓦发电量方面的优势，使 得单晶硅电站具有更高的投资回报率。中性预测为下游按计划扩产；作为下游光伏设备供应商，隆基股份的设备主要由大连连城数控供应 （连成数控为隆基股份的关联企业，单晶生长炉独家供应隆基股份） 。2018 年全国组件产量达到 85.7GW，同比增长 14.3%,以晶硅组件为主。若考虑到 2019 年行业的新扩产规模约 20 万吨来测算，本次扩产带来设备 的市场空间约为 200 亿元。目前，单多晶在 电池端成本已打平。预计到 2020 年，单位投资可下降至 1 亿元/千吨？

　　硅基光伏电池效 率极限是 29%，目前最高电池效率记录为 26.63%，由日本 kaneka 公司在 2017 年创造。光伏设备为光伏行业未来增效的核心环节：光伏产业链可分为上游的晶硅 原料的制备、硅棒/硅片的制造；同 时考虑到光伏设备的更新换代周期较快，约 3~5 年，存量设备的年化更新 需求达 2.8~4.6 亿元。若考虑在未来硅片价格下行周期中，可能影响到二线硅片厂商的投产力度 和进度。其中双良节能为上市公司，根据公司公告， 双良 2018 年多晶硅还原炉实现营收 4.43 亿元，同比增长 205%，继续占 据市场最大份额。硅片的背面又通过沉积 厚度为 5-10nm 的 i-a-Si:H和掺杂的 N型非晶硅(n-a-Si:H)形成背表面场，双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)不仅可以减少收集电流时的串联电 阻，还能起到像晶硅电池上氮化硅层那样的减反作用。2018 年国内组件生产线 万元/GW。随着上机数控设备市场占有率大幅提升，光伏设备行业国际巨头瑞士梅耶 博格（MB）起诉上机数控切片机设备专利侵权，江苏省高院 2018 年 8 月 二审终审裁定 MB 败诉。硅片分选机为硅片环节设备中 最晚国产化的，未来 2-3 年有望应该爆发式增长。以光伏组件 5 年 的生命周期来测算，平均的年均更新需求的市场空间约 24~29 亿元。光伏组件自动化生产线核心设备有：玻璃上料机械手、串焊机、焊接机、 EVA/背板裁切机、光伏应用EL 外观检测一体机、层压机、修边机、装框机、分档机 械手等。2019 年初，梅耶博格将旗下光伏和特殊材料（包 括半导体和蓝宝石玻璃工业）硅片设备和服务业务出售给一家全球表面增 强技术设备和服务供应商—美国 PSS 公司，从硅片业务中退出。高效单晶市场份额逐渐扩大：随着光伏市场的不断发展，高效电池将成为 市场主导，单晶硅电池市场份额逐步增大，2018 年单晶硅片市场份额超过 40%，中国光伏行业协会预计 2019 年将超过 50%。2018 年，太阳能门户，规模化生 产的多晶黑硅电池的平均转换效率达到 19.2%，使用 PERC 电池技术的单 晶和多晶硅电池效率提升至 21.8%和 20.3%，较 2017 年分别提升 0.5 个 百分点和 0.3 个百分点。所以做高功率电池组件，单晶的成本永远比多晶低。公司 2017 年开始销售的硅片分选机截至 2018 年末累 计销售硅片分选机 95 台，存量市场占有率达 11.8%。

　　根 据测算，电池转换效率每提高 1 个百分点，每瓦系统成本降低 5-7 个百分 点。太阳能混水阀多少钱奥特维是国内率先规模化销售硅片分选机的龙头厂商，公司 2017 年开 始进行客户验证并取得大批量订单，太阳能门户，2018 年开始批量发货并当年实现 收入 1.6 亿元。以光伏切片机 5 年的生命周期来测算，2019-2021 年年均更新需求的市场空间约 10 亿元。我们预计 2020 年~2022 年 TOPCon 有望迎来扩产高峰（1）TOPCon 为过渡路线，可从 PERC电池片产线升级，硅料捷佳布局领先HJT 对 TOPCon 属于降维打击，太阳能门户，优势明显。。

　　海外硅料的成本高、交付周期长，总体硅料供 需格局结构性偏紧。测量系统为整台设备的核心部分，通过机器视觉等技术，实现硅片的 尺寸、线痕、翘曲、崩缺、表面缺陷、隐裂、电性能等特性实现检测分级。截至 2018 年底，主流光伏单晶硅产能约为 75GW 左右（隆基 28GW+中 环 25GW+晶科 5.5GW+晶澳 4.5GW+其他 12GW）。2018 年全球光 伏硅片产量前 10 名企业（合计占比 81.1%， 2018 年全球光伏硅片产 量为 115GW）中的 8 家已采购奥特维生产的硅片分选机产品。光伏设备环节：从上游的多晶硅料开始，到光伏组件，对应核心的设备分 别为多晶硅还原炉、单晶硅直拉炉、切片机/截断机、电池片设备、组件自 动化设备。HJT 的技术原理为：以 N 型单晶硅(c-Si)为衬底光吸收区，经过制绒清洗 后，其正面依次沉积厚度为 5-10nm 的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和掺杂的 P 型非晶硅(p-a-Si:H)，和硅衬底形成 p-n 异质结。

　　大规模生产的单多晶电池平均转换效率也分别从 2010 年的17.5%和 16.5%提升至 2018 年的 21.8%和 19.2%。TOPCon 捷佳布局领先：TOPCon 工艺技术的升级所需要的核心设备为 LPCVD，目前国内龙头生产厂家为捷佳伟创，公司有望充分受益于 TOPCon 扩产带来的订单增长。HJT 电池 属于第 3 代技术路线。其中，太阳能光伏网，EPC项目业主单位以国企/央企为主，这也从侧面反映出，在竞价及平价项目中，太阳能混水阀多少钱国有企业已经成为绝对的主力。在未来相当长一段时间，海外硅料 还会是单晶供应有效补充。存量市场空间约为 13.8 亿元：根据中国光伏协会数据，截至 2018 年末全 球硅片产能约为 161.2GW，以平均每台硅片分选机年产能 200MW 测算， 存量的硅片分选机数量约 800 台。2018 年投产的万吨级多晶硅生产线设备投资成本已下降至 1.15 亿 元/千吨的水平！

　　硅片检测分选设备为非标定制化设备，由上料台、检测系统和分选系统组 成。光伏单晶炉竞争格局：晶盛机电、大连连城双寡头：目前中国市场上单晶 炉的主要生产厂家为晶盛机电、大连连城、京运通等。随着异质结电池、N 型 PERT 电池的应用推广，N 型单晶硅片的市场份额，也将逐年提高，多 晶硅片的市场份额未来将逐步下降。悲观预测为下游扩产不及预期。显然，单晶转 换效率的提高更具优势和潜力，这同样来自于单多晶的材料特性差异。提高光伏电池转换效率一直是光伏业界孜孜追求的目标。在单晶价格快速下降并逼近多晶价格的当前，单晶仍然具备比多晶更大的降价空间，从而加速了光伏发电去 补贴实现平价上网的步伐，反映出单晶的绝对优势具体来说，中广核603MW、广州发展410MW、中节能345MW、晋能集团220MW，中民投200MW、湖北能源集团190MW、华能180MW光伏行业本质 是一代技术、一代工艺、一代设备，其中设备是核心瓶颈环节。该生 产线的投产有望大力推动 HJT电池在全球范围内的量产化进程。国 外 多 晶 硅 还 原 炉 设 备 供 应 商 主 要 有 德 国 GEC、 德 国 Centrotherm 、美国 GT 等！

　　单晶电池相对于多晶，产品效率方面有天然的优势：2018 年，规模生产的 单多晶电池基本采用高效技术，其中多晶电池全面应用黑硅技术，单晶领 域则大规模普及 PERC 技术，预计 2-3 年内在多晶领域也将全部由 PERC 技术替代。TOPCon 尽管进行了钝化接触，但由于是同质结，因此其 Voc 极限仍不高。2018 年上半年开始至今，国内单晶主要企业隆基、中环、晶科、上机等纷 纷进行单晶扩产，掀起新一轮单晶硅扩产潮。光伏设备行业在光伏产业链中赚取现金能力较强：光伏行业更新迭代速度 很快，一般硅片、电池片、组件生产线的建设时预定的投资回收期仅为 3 年左右。同时电池片转换效率不断提升，半片、叠片以及新型材料 的使用，都可以使得组件生产线投资成本进一步降低。组件自动化设备受益于组件产线的扩产，目前国内组件生产设备已经全部 国产化。若以未 3 年国内 单晶扩产约 92GW 的体量进行测算（隆基 37GW、中环 25GW、晶科 25GW、上机 5GW 等），单晶炉的市场空间约 120 亿元！

　　以 3000 吨多晶硅对应1GW产能来测算，若未 来 5 年下游需求规模年化增长 20GW，则对应的设备需求量为 60 亿元/年。未来 3 年单晶炉市场空间达 120 亿元：单晶炉从最初的 6MW、8MW伴随 单晶硅的高速发展，目前最先进的已有 10MW 的单晶炉。按照中国光伏行业协会预计，由 于半片或更小片的电池片组件功率封装损失更小，未来半片及更小尺 寸电池片应用市场份额将大幅上升，叠瓦电池组件市占比也会逐渐增 长，到 2025 年，全片电池组件市占率将低于 50%。文章内容仅供参考。

　　叠加配套设备， 设备投资额有望达 155 亿元左右。随后对硅片种的瑕疵特征进行识别提取，并将硅片品控过程中的上料、检 测、分析、下料等多项工序集成至自动化智能系统中。目前迈为股份已向通威提供 250MW 整条 HJT 产线设备，捷佳伟创也有望 在年底形成整条产线供应的能力。其中单晶炉及配套设备投资额约 2 亿元/GW，金刚线 万元/GW，截断机、切方机投资额约 2000 万元/GW，硅 片分选机投资额约为 1000 万元/GW。晶科能源于 2019 年 4 月 16 日在乐山开放投资推介会上签约，拟投资 150 亿元，在乐山市建设 25GW 单晶拉棒、切方项目及相关配套设施。2019 年 10 月 10 日，REC 宣布其位于新加坡的 600MW 异质结电池 与组件产线MW 异质结电池组件产能，将推升 REC总组件产能至 1.8GW。竞争对手：国外主要厂家有瑞士的 Meyer Burger、德国的 Sch 等；TOPCon 技术是 PERC 电池片技术延伸，属于第 2.5 代电池片。从 PERC 产线升级至 TOPCon 工艺，需 要增添的设备价值量约 1.5 亿/GW左右。TOPCon 技术原理为：在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺 杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。

　　硅料供需格局偏紧：国内硅料尚不能完全满足国内单晶硅片需求。则存量市场规模约为 13.8 亿元。随着国产设备的成熟量产，HJT 产线成本有望实现 快速下降。太阳能光伏网声明：此资讯系转载自电力网合作媒体或互联网其它网站，太阳能光伏网登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。伴随未来新型组件占比逐渐提升，将带来存量老旧组件产线 年，全片电池片的组件仍占据市场绝大部分份额，但相比 2017 年下降了 7 个百分点至 91.7%。上机数控 2019 年 5 月 8 日公告与包头市政府签署《包头年产 5GW单 晶硅拉晶生产项目投资协议》，在包头装备制造产业园投资建设年产 5GW单晶硅拉晶生产项目，项目拟总投资约 30 亿元。该 600MW异质结产线 亿美元，由 Meyer Buger 提供核心设备和技术方案，生产出的 60 片电池组件的峰值功 率达 380 瓦，组件转化效率达 21.7%，预计电池片转化效率超 24%。本文统计了9月至今日发布的共计2.85GW光伏电站EPC以及1.9GW组件开标信息。随着 国产层压机、自动焊接机等设备性能不断提升，单位时间处理的组件块数 也会快速增多；最后通过丝网印刷 在两侧的顶层形成金属基电极。从目前隆基股份、中环股份的单晶硅项目 投资金额测算，单 GW的投资已降至 4 亿元左右。