超全面！2019光伏技术、光伏市场将走向何方？

　　近年来，光伏产业化技术发展迅速，各个环节均有技术更新。例如，多晶硅料环节冷氢化技术通过循环利用副产品制造生产原料，大幅降低工艺能耗及成本;硅片环节金刚线切割替代砂浆线，降低单片成本的同时提升产能;电池片环节PERC技术降低光电损失，细栅线提升电池片有效受光面积，提升电池片发电效率;组件环节半片技术减少遮挡电量损失，双面技术利用光伏组件背面发电，提升光伏电站发电收益。此外，诸如多晶硅的颗粒硅技术，电池片的HJT、IBC、黑硅等技术或工艺，均在不断更新现有产线的生产工艺。光伏产业的技术革新正处于前所未有的高速发展阶段。

　　新技术、新工艺带来的是更低的产能建设成本、更高的生产效率、更优的产品性能。我们观察光伏产业终端产品光伏组件的价格，由2015年初的3.85元/W到2018年底的1.51美元/W，前后价格降幅超过60%:光伏组件的价格之所以能够拥有如此降幅，产业化新技术带来的降本增效功不可没。由于市场需求提升，价格持续下行，新技术、新工艺的不断积累，光伏产业在过去十数年中历经多轮产业链各个环节的产能扩张，我们认为，这其中产业技术升级起到了重要的催化作用。

　　随着光伏系统建设成本的逐步降低，终端光伏市场新增装机规模不断提升，带来对电池片产能的扩大需求。我们参考PVInfolink数据对全球光伏电池片产能增长的情况进行统计和预估，预计2019-2020年全球光伏电池产能将分别达到175GW、187GW，较上一年分别提升10.76%、6.86%。

　　另一方面，从单位产能的投资成本来看，我们统计了国内部分电池片生产厂商的扩产信息，可以发现近年来光伏电池单位产能的投资成本下降趋势显著，当前已降至每GW产能投资金额4.95亿元，其中设备投资占到总投资的70%-80%，约为3.5-4亿元/GW。产能成本的降低带来产品价格竞争力的提升，早期高成本产能如缺乏升级改造，则将面临部分产能退出的情况。

　　我们对单位产能投资的建设成本进行拆分。由于近两年扩建的产能以单晶和PERC电池片为主，包括对既有单、多晶产能的PERC化改造，我们将设备市场空间分为涉及PERC新增工序的设备以及传统工序设备，其中PERC新增工序设备和传统工序设备中的丝网印刷设备占单位新建产能投资额的比重较大，分别达到0.84亿元/GW和0.58亿元/GW，国内设备供应商中包含多家上市公司，如:捷佳伟创、帝尔激光、迈为股份等，相关投资机会值得关注。

　　再看相关市场空间的情况。根据PVInfolink对全球电池片产能增长的预测及我们的统计分析，我们预计:2018-2020年全球晶硅电池产能增加分别为26.6GW、28.4GW和13.2GW;2018-2020年全球PERC电池产能增加分别为39.8GW、50.9GW和26.1GW(注:PERC产能增加包括新建PERC产能和原产能升级PERC两种情况，故产能增长较快)。我们测算，上述产能增加与升级将对应2018年、2019年光伏电池制造设备市场空间121亿元、129亿元，拉动设备需求空间超百亿。

　　PERC(PassivatedEmitterandRearCell)电池，全称为“发射极和背面钝化电池”，是从常规铝背场电池(BSF)结构自然衍生而来。常规BSF电池由于背表面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下，致使到达铝背层的红外辐射光只有60-70%能被反射，产生较多光电损失，因此在光电转换效率方面具有先天的局限性;而PERC技术通过在电池背面附上介质钝化层，可以较大程度减少这种光电损失，从而提升光伏电池1%左右的光电转换效率。

　　相比常规BSF电池的工艺流程，PERC电池的工艺流程新增了两道重要工序:1)背面钝化层沉积，2)背面开槽。如上文所述，背面钝化层沉积工序主要通过沉积方式在电池背面形成介质钝化层，并加覆一层保护膜，两者形成层叠以减少电池背面的光电损失;背面开槽工序则主要对上述钝化层叠进行开槽，除去背面钝化层叠的5-10%，以建立电池硅基与金属铝的接触通道。此外，对于采用激光边缘隔离处理工艺的生产线，需要增加一个化学湿式工作台进行背面抛光，但由于该激光边缘隔离处理工艺应用较少，且优化该工序不涉及设备新增，故在此不作赘述。

　　1)背面钝化设备:背面钝化设备是实现PERC工艺的主设备，其技术方案主要有PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、ALD(原子层沉积)两种，其他技术方案如APCVD、溅射法(Sputtering)等则应用较少。PECVD的优势在于能够将钝化层和保护膜在同一系统中进行沉积，且沉积速率更高，成本和单位时间产量均具有优势;ALD则形成沉积膜的性能更优，同时前驱体消耗量更低。目前应用PECVD技术的厂家更多，约占全部厂家的67.5%，未来随着ALD技术的进一步成熟，其性能优势将逐步显现，渗透率也将逐步提升。

　　2)激光消融设备:在光伏电池的生产过程中，激光加工技术广泛应用于消融、切割、刻边、掺杂、打孔等工艺，PERC电池生产工艺中则利用激光消融技术进行对背面钝化层叠的图形化开槽，可以确保PERC电池工艺的高品质和效率，核心设备为激光消融设备。

　　PERC技术对光伏电池转换效率提升显著。据《中国光伏产业发展路线年我国BSF-P型单晶、PERC-P型单晶电池的平均效率分别为20.6%、21.8%，P型单晶电池应用PERC效率提升约为1.2%;2018年我国BSF多晶黑硅、PERC多晶黑硅电池的平均效率分别为19.2%、20.3%，多晶黑硅电池应用PERC效率提升约为1.1%。

　　未来，我国P型单晶电池将全面应用PERC技术，至2025年平均效率预计达到23.0%，相应2025年我国PERC多晶黑硅电池的平均效率则预计达到21.6%。以上数据均为《中国光伏产业发展路线图》对市场平均水平的统计和预测，龙头企业的电池转换效率领先行业水平，例如:隆基股份已于2019年1月16日率先达到单晶电池24.06%的光电转换效率，创造了量产光伏电池效率的新纪录。

　　PERC高效组件占据领跑者项目主流地位，为目前国内光伏市场标杆。据中电投电力工程有限公司统计数据，在已经实施的第三批领跑者项目中，PERC高效组件的应用占比达到87.15%;而根据广东爱旭科技的估计，第四批领跑者项目中PERC高效组件的应用占比将达到85%，维持较高的渗透率水平。

　　在实际应用中，PERC高效组件能够为光伏项目带来更高的投资收益，具有明显的经济性优势。据隆基股份项目测算，将275Wp多晶组件和315Wp单晶PERC组件进行项目经济性对比，315Wp单晶PERC组件的项目全投资收益率达到17.88%，显著高于275Wp多晶组件的项目收益率17.11%，收益率提升主要来源于高转换效率、低衰减带来的全周期发电量提升。

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　　《光伏的世界》这是一本全面系统地介绍光伏发展的过去、现在以及未来的汇总文集，涉及内容广泛，可满足不同读者群的需求。文中不仅包括主编沃尔夫冈·帕尔茨博士本人在其50多年的新能源事业中，对光伏发展的深入了解和系统总结，也包括全球范围内从事新能源或光伏行业的专业人士对光伏艰难发展的回顾、