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1、光伏設(shè)備全產(chǎn)業(yè)鏈深度分析報(bào)告目 錄一、平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行二、硅片設(shè)備:下游擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?三、電池片設(shè)備:“PERC+”與HIT之爭(zhēng)四、組件設(shè)備:疊瓦設(shè)備蓄勢(shì)待發(fā)五、投資策略1 光伏行業(yè)發(fā)展的“三段論” 2019年1月9日,光伏平價(jià)上網(wǎng)政策正式出臺(tái)。與市場(chǎng)觀點(diǎn)不同的是,我們認(rèn)為此次的政策的深遠(yuǎn)意義在于光伏行業(yè)發(fā)展進(jìn)入新的階段,新的“黃金十年期”的開啟。從行業(yè)發(fā)展特征來看,我們將光伏發(fā)展分為三個(gè)階段:政策引導(dǎo)階段、平價(jià)上網(wǎng)過渡階段和平價(jià)上網(wǎng)階段。階段一(2008-2018):政策引導(dǎo)階段。過去十年,光伏行業(yè)發(fā)展的周期性波動(dòng)主要受政策驅(qū)動(dòng)。圖表1:全球、我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量及同比增長(zhǎng)情況150%10
2、0%50%0%-50%300%250%200%350%400%4020080601001202008200920102011A2012A2013A2014A2015A2016A2017A2018中國(guó)光伏新增裝機(jī)容量(GW)全球光伏新增裝機(jī)容量(GW)中國(guó)同比增速全球同比增速2009年,金太陽工程實(shí)施50%的初始工程補(bǔ)貼,拉開國(guó)內(nèi)光伏發(fā)展大幕。2012年,美國(guó)、歐盟挑起雙反,行業(yè)發(fā)展重挫。2013年,“國(guó)八條”發(fā)布,厘清行業(yè)發(fā)展問題,光伏度電補(bǔ)貼時(shí)代開啟。2016年,提出光伏行業(yè)十三五規(guī)劃,分布式發(fā)展提速。2017年12月,補(bǔ)貼電 450%價(jià)下調(diào)。2010年,多晶硅成本下降,德國(guó)、意大利搶裝。2
3、011年,歐債危機(jī),新能源補(bǔ)貼削減導(dǎo)致裝機(jī)下滑。2014-15年,中、日市場(chǎng)開始啟動(dòng),新增裝機(jī)提升1 光伏行業(yè)發(fā)展的“三段論”階段二(2019-2020E): 平價(jià)上網(wǎng)過渡階段。這一階段的特征是政策補(bǔ)貼邊際影響降低,技術(shù)迭代帶來的成本下降逐步成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。為什么?019年?主要由于四個(gè)因素推動(dòng):全產(chǎn)業(yè)鏈完善+政策補(bǔ)貼趨弱+貿(mào)易摩擦背景+平價(jià)項(xiàng)目出現(xiàn)。光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)為數(shù)不多、可參與世界競(jìng)爭(zhēng),并取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)。 2008-2018十年間,中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)由“兩頭在外”發(fā)展成為“掌握全產(chǎn)業(yè)鏈核心工藝和設(shè)備”,這將為下一個(gè)黃金十年期的開啟奠定基礎(chǔ)。圖表2:我國(guó)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈在全球的
4、地位硅料硅片電池片組件國(guó)產(chǎn)比例前十企業(yè)55%6家87%10家69%8家71%8家1 光伏行業(yè)發(fā)展的“三段論”補(bǔ)貼缺口明顯,政府財(cái)政客觀上不支持。經(jīng)測(cè)算2018年底光伏補(bǔ)貼缺口(尚待補(bǔ)貼金額)達(dá)841億元,2020年底補(bǔ)貼缺口達(dá)2084億元。中美貿(mào)易摩擦背景下降補(bǔ)貼的政治正確性。 技術(shù)日趨成熟。全國(guó)范圍內(nèi)光伏平價(jià)項(xiàng)目陸續(xù)出現(xiàn)。圖表3:我國(guó)光伏政策補(bǔ)貼缺口測(cè)算1 光伏行業(yè)發(fā)展的“三段論”階段三:2020E以后,平價(jià)上網(wǎng)階段。發(fā)電端實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)后推動(dòng)配套設(shè)施完善,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用電端平價(jià)上網(wǎng),光伏逐步成為主要能源,發(fā)展?jié)摿薮蟆?017年底,中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量1.30億千瓦,占全部發(fā)電設(shè)備容量的比例
5、為7.33%;2017年全國(guó)全口徑光伏發(fā)電量967千瓦時(shí),占全口徑發(fā)電量6.49萬億千瓦時(shí)的1.49%。圖表4:2017年全國(guó)發(fā)電量能源結(jié)構(gòu)占比圖表5:光伏三大階段對(duì)應(yīng)的投資邏輯2 平價(jià)上網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是什么?平價(jià)上網(wǎng)的定義:在不需要補(bǔ)貼的情況下,上網(wǎng)電價(jià)等于燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。因此,不同地區(qū)由于燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)和發(fā)電利用小時(shí)數(shù)不同,平價(jià)上網(wǎng)的基準(zhǔn)也有所區(qū)別。全國(guó)光伏平價(jià)上網(wǎng)門檻測(cè)算:我們對(duì)全國(guó)省級(jí)行政區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)電利用小時(shí)數(shù)最高的省是西藏,年有效發(fā)電利用小時(shí)達(dá)1845小時(shí),最低的是重慶,年有效發(fā)電利用小時(shí)為686小時(shí)。從燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)來看,最高的是廣東,為0.453元/度,最低的是新疆,為
6、0.25元/度。光伏電站的內(nèi)部收益率取決于兩點(diǎn):初始投資額、收入現(xiàn)金流(輸出功率*電價(jià)*有效發(fā)電利用小時(shí))?;诖?,我們按照8%的內(nèi)部收益率對(duì)光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的投資額進(jìn)行反算,最終結(jié)論為:全國(guó)范圍內(nèi),光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目門檻最高的是重慶,要求光伏電站系統(tǒng)成本低至2.13元/W;門檻最低的海南,對(duì)應(yīng)光伏電站系統(tǒng)成本為4.55元/W。分I、II、III三類資源區(qū)來看,光伏平價(jià)上網(wǎng)要求電站系統(tǒng)成本分別為3.21、3.37、3.28元/W;取全部地區(qū)的中位數(shù),全國(guó)光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的門檻為3.25元/W。7圖表6:I、II、III類地區(qū)的建站成本及IRR測(cè)算IRR(光伏系統(tǒng)成本4.5元/w)2.24%6.6
7、0%4.52%1.48%3.65%地區(qū)寧夏青海海西甘肅嘉峪關(guān)、武威、張掖、酒泉、敦煌、金昌新疆哈密、塔城、阿勒泰、克拉瑪依內(nèi)蒙除赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾以外地區(qū)I類平均燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(元/度)0.2600.32470.2980.2500.2900.284有效利用小時(shí)數(shù)150216961580146015121550IRR=8%時(shí)系統(tǒng)成本(元/W)2.804.043.422.593.193.213.81%5.00%5.24%5.26%5.05%0.66%3.97%3.94%6.27%4.66%6.21%5.41%3.31%1.31%6.28%3.28%3.06%5.29%3.77%3.99
8、%3.77%3.79%3.66%6.41%4.96%3.35%3.64%5.28%3.97%7.36%-0.87%0.99%0.3600.3660.3740.3730.3750.4010.3360.2900.3720.3320.3550.3250.3080.2500.3440.3780.3320.3550.4160.3910.4150.3840.3930.4140.3950.3780.4160.4500.4530.4210.4300.3960.3520.39812141318131413191290800132515491432142214981546137414361346141012631
9、1531179110710601129110310321359127099994310771042133368695311173.213.563.643.643.562.323.263.273.963.453.963.683.092.553.373.963.062.993.653.203.253.203.203.164.003.563.083.153.643.254.281.922.423.28資源區(qū)I類資源區(qū)北京天津黑龍江吉林遼寧四川云南II類資源區(qū) 內(nèi)蒙古赤峰、通遼、興安盟、呼倫貝爾以外地區(qū)河北承德、張家口、唐山、秦皇島山西大同、朔州、忻州、陽泉陜西榆林、延安青海除I類以外地區(qū)甘肅除I類以
10、外地區(qū)新疆除I類以外地區(qū)II類平均河北除II資源區(qū)以外地區(qū)山西除II資源區(qū)以外地區(qū)陜西除II資源區(qū)以外地區(qū)上海江蘇浙江安徽福建江西III類資源區(qū) 山東河南湖北湖南廣東廣西海南重慶貴州III類平均3 我們離平價(jià)上網(wǎng)還有多遠(yuǎn)?根據(jù)智慧光伏,2018年底光伏地面電站裝機(jī)成本約4.5元/W(各地區(qū)土地成本、安裝成本存在差異),與3.25元/W的全國(guó)平價(jià)上網(wǎng)中位數(shù)水平相比,仍需下降28%。在考慮平價(jià)上網(wǎng)政策的前提下,由于在土地費(fèi)用(地方政府優(yōu)惠)及接網(wǎng)成本(省網(wǎng)公司承擔(dān))上給予補(bǔ)貼,對(duì)電站成本的影響幅度約0.5元/W,即拿到平價(jià)項(xiàng)目的地面電站裝機(jī)成本約4元/W,較全國(guó)平價(jià)上網(wǎng)的平均門檻仍需下降19%。圖
11、表7:全國(guó)首個(gè)光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)4 通過模型測(cè)算,精準(zhǔn)預(yù)測(cè)光伏新增補(bǔ)貼政策以現(xiàn)有光伏電站系統(tǒng)成本=4.5元/W,反算平價(jià)上網(wǎng)對(duì)應(yīng)電價(jià)門檻水平。結(jié)論為:在IRR=8%、系統(tǒng)成本=4.5元/W的前提下,反算I、II、III三類資源區(qū)的平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)水平為0.39、0.45、0.55元/度。2019年4月28日,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布關(guān)于完善光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制有關(guān)問題的通知,提出將集中式光伏電站標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)改為指導(dǎo)價(jià),將納入國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼范圍的I-III類資源區(qū)新增集中式光伏電站指導(dǎo)價(jià)分別確定為每千瓦時(shí)0.40元(含稅,下同)、0.45元、0.55元。即新政雖然降補(bǔ),但仍能確保I、II、III類地區(qū)在
12、目前的裝機(jī)成本下獲得8%的內(nèi)部收益率。圖表8:前期光伏新政敏感性測(cè)算與政策實(shí)際結(jié)果幾乎一致平均燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(元/度)平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)(IRR=8%,系統(tǒng)成本=4.5元/W)531后補(bǔ)貼電價(jià) 新政降補(bǔ)彈性(元/度) (元/度)I類資源區(qū)II類資源區(qū)III類資源區(qū)0.280.340.40.390.450.550.50.60.70.110.150.155 如何降低光伏電站系統(tǒng)裝機(jī)成本?降低光伏電站裝機(jī)成本是一個(gè)系統(tǒng)工程。光伏全產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池片、組件、地面電站五大構(gòu)成,且環(huán)環(huán)相扣。平價(jià)上網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是電站裝機(jī)成本降至平價(jià)上網(wǎng)門檻標(biāo)準(zhǔn),這一過程是全產(chǎn)業(yè)鏈共振的過程。從具體路徑來看,實(shí)現(xiàn)光伏平價(jià)上
13、網(wǎng)有兩種方式:降本、增效。降本是指全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的成本降低,每個(gè)環(huán)節(jié)的成本降低都能直接降低電站的單瓦投資成本;增效是指通過工藝的改進(jìn),提高電池片的轉(zhuǎn)換效率,從而帶來組件的功率提升,間接降低電站的單瓦投資成本。圖表9:光伏產(chǎn)業(yè)鏈五大構(gòu)成5 如何降低光伏電站系統(tǒng)裝機(jī)成本?降本分析:基于光伏產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成,分析上游產(chǎn)品在下游產(chǎn)品中的成本占比,從而測(cè)算產(chǎn)業(yè)鏈降本彈性。圖表10:光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本構(gòu)成5 如何降低光伏電站系統(tǒng)裝機(jī)成本?基于前文的成本占比測(cè)算,簡(jiǎn)化后光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的成本彈性如下:硅料:彈性系數(shù)為0.10,即硅料價(jià)格下降10%,將導(dǎo)致電站成本降低1.0%;硅片:彈性系數(shù)為0.15,即硅片價(jià)
14、格下降10%,將導(dǎo)致電站成本降低1.5%;電池片:彈性系數(shù)為0.24,即電池片價(jià)格下降10%,將導(dǎo)致電站成本降低2.4%;組件:彈性系數(shù)為0.42,即組件價(jià)格下降10%,將導(dǎo)致電站成本降低4.2%;圖表11:光伏產(chǎn)業(yè)鏈成本傳導(dǎo)機(jī)制硅料硅片電池片組件電站彈性系數(shù)0.690.620.560.425 如何降低光伏電站系統(tǒng)裝機(jī)成本?增效分析:直接降低最終電站成本。其本質(zhì)是同樣的成本和面積發(fā)更多的電,從而帶來電站受益提升。當(dāng)內(nèi)部收益率假設(shè)維持不變時(shí),也就等同于電站裝機(jī)成本的下降。增效指提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率或組件的輸出功率。光電轉(zhuǎn)換效率的含義是一個(gè)測(cè)試值,指在每平方米1000W的光照條件下,電池片
15、的輸出功率除以1000W的值。例如,20%的轉(zhuǎn)換效率是指一平方米的電池片在1000W/平米的光強(qiáng)下輸出功率為200W,那么對(duì)于一片規(guī)格為156mm*156mm的電池片而言,其輸出功率為4.86W。組件的輸出功率提升一方面可以通過電池片的轉(zhuǎn)換效率提升推動(dòng),另一方面也可以通過減少封裝效率損失得到。電池片增效分析:對(duì)于電池片而言,以20%作為基準(zhǔn),每提升1%的轉(zhuǎn)換效率,相當(dāng)于組件輸出功率增加5%,對(duì)應(yīng)電站收入(輸出功率*電價(jià)*可利用小時(shí))增加5%,在反算的過程中,在內(nèi)部收益率不變的情況,電站成本約降低5%(實(shí)際上是1-1/1.05)。組件增效分析:于組件而言,我們以20%轉(zhuǎn)換效率來計(jì)算,每提升1%的
16、轉(zhuǎn)換效率約提高60片的組件15W的功率(300W增長(zhǎng)至315W),即組件功率增加15W,電站成本約降低5%。6 展望未來:增效對(duì)平價(jià)上網(wǎng)的推動(dòng)將更加明顯降本浪潮剛剛褪去。2018年多晶硅(致密料)降價(jià)48%,單晶硅片和多晶硅片降價(jià)40%和52%,單晶電池片和多晶電池片降價(jià)42%和37%,單晶組件和多晶組件降價(jià)27%和29%。根據(jù)我們測(cè)算,電站系統(tǒng)成本從年初的6.5元/W下降至年末的4.5元/W,降幅為30%。我們認(rèn)為,這一輪降本浪潮主要受政策驅(qū)動(dòng),其核心是光伏企業(yè)在利潤(rùn)上進(jìn)行讓步。光伏電站系統(tǒng)成本不斷下降的背景下,海外需求多點(diǎn)開花,成為2018-2019年增長(zhǎng)主力。圖表12:光伏全產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格變
17、化情況圖表13:全球各國(guó)光伏新增裝機(jī)容量來源:solorzoom、中泰證券研究所來源:solorzoom、中泰證券研究所 注:上表單位為MW。12108642014多晶硅片(156*156,元/片)多晶電池(156*156,元/W)單晶硅片(156*156,元/片)單晶電池(156*156,元/W)多晶組件(275W,元/W)單晶組件(285W,元/W)90,00080,00070,00060,00050,00040,00030,00020,00010,0000100,000中國(guó)新增光伏裝機(jī)量光伏新增裝機(jī)量:日本光伏新增裝機(jī)量:美國(guó)光伏新增裝機(jī)量:德國(guó)光伏新增裝機(jī)量:法國(guó)光伏新增裝機(jī)量:英國(guó)光
18、伏新增裝機(jī)量:全球其他國(guó)家6 展望未來:增效對(duì)平價(jià)上網(wǎng)的推動(dòng)將更加明顯我們認(rèn)為,電池片及組件環(huán)節(jié)的增效將成為推動(dòng)光伏平價(jià)上網(wǎng)的主動(dòng)力。政策推動(dòng)下的降本浪潮已經(jīng)過去,企業(yè)利潤(rùn)在短期內(nèi)已壓縮到較低水平。從產(chǎn)業(yè)鏈成本敏感系數(shù)來看,“增效”的效果較“降本”更優(yōu)。從技術(shù)迭代角度來看,硅料和硅片端的工藝和設(shè)備均已較為成熟,新的技術(shù)尚未取得突破,而電池片和組件正處于技術(shù)迭代進(jìn)程之中。圖表14:光伏產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)迭代過程來源:中泰證券研究所西門子法改良西門子法流化床法多晶單晶直拉法金剛線切割鋁背場(chǎng)電池PERC電池HIT電池多主柵雙玻、半片疊瓦技術(shù)趨于成熟技術(shù)迭代正在進(jìn)行6 展望未來:增效對(duì)平價(jià)上網(wǎng)的推動(dòng)將更加明顯
19、我們對(duì)平價(jià)上網(wǎng)進(jìn)行沙盤推演,假設(shè)條件如下:硅料:主要方式為降本,假設(shè)硅料價(jià)格下降20%,將導(dǎo)致電站成本下降2%;硅片:降本及增效均較難實(shí)現(xiàn);電池片:主要方式為增效,PERC+或HIT工藝的實(shí)現(xiàn),假設(shè)將光伏電池轉(zhuǎn)換效率從20.5%提升至23.5%,將導(dǎo)致電站成本下降15%;組件:主要方式為增效,假設(shè)疊瓦技術(shù)得到運(yùn)用,發(fā)電量增加7%,將導(dǎo)致電站成本降低7%;其他:主要指非硅成本,包括銀漿、金剛線、鋁漿、玻璃、EVA、BOS成本等,假設(shè)非硅成本的降低帶來電站成本降低4%。 基于以上推演,光伏電站成本將降低28%,實(shí)現(xiàn)全國(guó)平均意義上的發(fā)電側(cè)平價(jià)(不考慮平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的補(bǔ)貼)。其中,“增效”帶來的成本降幅
20、遠(yuǎn)高于“降本”。7 平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行光伏電池片行業(yè)存在顯著的“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”。光伏電池片行業(yè)屬于重資產(chǎn)投資領(lǐng)域,當(dāng)企業(yè)產(chǎn)能升級(jí)不能匹配技術(shù)迭代速度時(shí),伴隨著老產(chǎn)品的性價(jià)比喪失,企業(yè)將逐步被市場(chǎng)淘汰?!昂蟀l(fā)優(yōu)勢(shì)”導(dǎo)致光伏電池片行業(yè)市場(chǎng)集中度較低。從2016-2017年的光伏電池片企業(yè)產(chǎn)能分布來看,前十大企業(yè)市場(chǎng)集中度占比約為50%,且市占率排序變動(dòng)明顯,如愛旭2016年未入行業(yè)前十,2017年產(chǎn)能占比為行業(yè)第四。從PERC電池片產(chǎn)能來看,2019年潤(rùn)陽預(yù)計(jì)產(chǎn)能從2018年的2GW提升至11GW,PERC產(chǎn)能規(guī)模有望躍居行業(yè)第二。圖表 15 : 2016 年我國(guó)光伏電池片企業(yè)產(chǎn)能來源:CPIA、中泰
21、證券研究所圖表 16 : 2017 年我國(guó)光伏電池片企業(yè)產(chǎn)能來源:CPIA、中泰證券研究所7 平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行電池片設(shè)備企業(yè)具備“先發(fā)優(yōu)勢(shì)”,充分受益行業(yè)技術(shù)迭代。工藝設(shè)備技術(shù)延展性強(qiáng),設(shè)備龍頭具有明顯“先發(fā)優(yōu)勢(shì)”。憑借在基礎(chǔ)工藝領(lǐng)域的長(zhǎng)時(shí)間浸淫,即使技術(shù)出現(xiàn)迭代,電池片設(shè)備龍頭也具備較為明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì),從而持續(xù)鞏固市場(chǎng)地位。平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行。一是從受益節(jié)奏來看,平價(jià)上網(wǎng)驅(qū)動(dòng)光伏行業(yè)技術(shù)迭代速度加快,設(shè)備公司將率先受益新的技術(shù)發(fā)展(設(shè)備訂單快于產(chǎn)品訂單)。二是從競(jìng)爭(zhēng)格局來看,設(shè)備企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì),設(shè)備龍頭的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更低。圖表17:光伏電池片的基礎(chǔ)工藝具備相通性來源:ISFH、中泰證券研究所
22、目 錄一、平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行二、硅片設(shè)備:下游擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?三、電池片設(shè)備:“PERC+”與HIT之爭(zhēng)四、組件設(shè)備:疊瓦設(shè)備蓄勢(shì)待發(fā)五、投資策略1 光伏硅片制造主要包括長(zhǎng)晶及切片硅片的工藝分為兩個(gè)方面:一是長(zhǎng)晶工藝,包括單晶硅的直拉法和多晶硅的鑄錠法,對(duì)應(yīng)設(shè)備分別為單晶硅生長(zhǎng)爐和多晶硅鑄錠爐。二是切片環(huán)節(jié),包括設(shè)備為切片機(jī)。單晶拉棒:工藝上,目前多次拉晶法(RCZ)已經(jīng)成為成熟的主流工藝。設(shè)備上,國(guó)內(nèi)設(shè)備龍頭晶盛機(jī)電的單晶生長(zhǎng)爐投料量從2008年的60KG/爐提升至2017年的530KG/爐,產(chǎn)能技術(shù)上趨近瓶頸。圖表18:硅片制造工藝流程圖來源:soloarzoom、中泰證券研究所圖表19:?jiǎn)?/p>
23、晶硅生長(zhǎng)爐構(gòu)成來源:晶盛機(jī)電、中泰證券研究所1 光伏硅片制造主要包括長(zhǎng)晶及切片多晶鑄錠:工藝的核心是通過熱量交換實(shí)現(xiàn)自下而上的結(jié)晶,直到整堝熔體結(jié)晶完畢,在工藝上相對(duì)單晶更為簡(jiǎn)單。設(shè)備方面目前多晶爐設(shè)備已經(jīng)經(jīng)過三代迭代,技術(shù)相對(duì)成熟,屬于紅海競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。切片環(huán)節(jié):金剛線切割替代砂漿切割掀起光伏產(chǎn)業(yè)的單晶浪潮,通過金剛線切割,1KG硅料的切片量提升約20%,顯著降低了切片成本。切片技術(shù)迭代是上一輪降本增效的重要途徑,但目前已進(jìn)入尾聲,且下一輪技術(shù)仍不明朗。圖表20:多晶硅鑄錠工藝流程來源:京運(yùn)通、中泰證券研究所圖表21:金剛線切割和砂漿切割的對(duì)比來源:岱勒新材、中泰證券研究所光伏硅片設(shè)備投資成本構(gòu)
24、成2單晶爐占光伏硅片設(shè)備投資成本的半壁江山。我們基于隆基的公開數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算,光伏硅片項(xiàng)目中,設(shè)備投資占總投資的52%,設(shè)備投資中,單晶爐占比為53%。從單位投資額來看:?jiǎn)尉t(1.94億/GW)、機(jī)加設(shè)備(0.42億/GW)、切片設(shè)備(1.09億/GW)、輔助設(shè)備(0.19億/GW),以上合計(jì)3.64億/GW。圖表22:隆基5GW單晶硅棒及切片設(shè)備投資構(gòu)成來源:隆基股份、中泰證券研究所光伏硅片企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)高點(diǎn)在2020年32018年單晶硅片產(chǎn)能占比接近一半。截至2018年底,單晶硅片產(chǎn)能已達(dá)70.7GW,同比增長(zhǎng)接近一倍。單晶硅片產(chǎn)能占行業(yè)整體比重為49%,較2017年增加10個(gè)百分點(diǎn)。龍頭企業(yè)公
25、布擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃,行業(yè)高點(diǎn)在2020年。隆基、中環(huán)、晶科均已公布各自單晶產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃,我們?cè)诨诟骷覕U(kuò)產(chǎn)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮到單晶滲透率提升因素,假設(shè)其他客戶每年擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模合計(jì)為10GW,測(cè)算出單晶硅片產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)的高點(diǎn)在2020年。圖表23:我國(guó)光伏硅片行業(yè)產(chǎn)能情況來源:CPIA、中泰證券研究所圖表24:我國(guó)光伏硅片企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)情況來源:各家擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃、中泰證券研究所4光伏硅片設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)相對(duì)平穩(wěn)基于前文中關(guān)于單晶硅片設(shè)備的投資構(gòu)成和各家硅片企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)情況,同時(shí)假設(shè)光伏設(shè)備投資額逐年下滑5%,我們測(cè)算出2019-2021年光伏硅片設(shè)備市場(chǎng)空間為100、136、135億元,同比增長(zhǎng)-17%、35%、-1%。在
26、不考慮隆基擴(kuò)產(chǎn)的情況下,2019-2021年的行業(yè)增速為-2%、24%、-2%。圖表25:光伏硅片設(shè)備市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)模型來源:隆基股份、中泰證券研究所5光伏硅片設(shè)備企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局光伏單晶爐市場(chǎng)格局:晶盛機(jī)電優(yōu)勢(shì)明顯。晶盛機(jī)電是全球光伏單晶爐龍頭,供應(yīng)了市場(chǎng)上除隆基外的絕大部分市場(chǎng)份額。2018年公司單晶爐收入19.4億元,約是連城數(shù)控的3.5倍,且毛利率亦高于連城數(shù)控。切片設(shè)備市場(chǎng)格局:三分天下。光伏切片設(shè)備企業(yè)包括連城數(shù)控、上機(jī)數(shù)控和青島高測(cè),三者市場(chǎng)份額接近,合計(jì)占據(jù)了國(guó)內(nèi)光伏切片設(shè)備的絕大部分市場(chǎng)份額。圖表26:光伏硅片設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來源:公司官網(wǎng)、中泰證券研究所目 錄一、平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先
27、行二、硅片設(shè)備:下游擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?三、電池片設(shè)備:“PERC+”與HIT之爭(zhēng)四、組件設(shè)備:疊瓦設(shè)備蓄勢(shì)待發(fā)五、投資策略1 光伏電池片如何發(fā)電?光伏發(fā)電需要兩個(gè)要素:(1)自由電子;(2)電子能夠定向移動(dòng)自由電子如何生成:完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的硅,稱為本征硅,硅原子之間形成共價(jià)鍵,共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子,稱為價(jià)電子。價(jià)電子在獲得一定能量(溫度升高或受光照)后,即可掙脫原子核的束縛,成為自由電子(帶負(fù)電),同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位,稱為空穴(帶正電)。圖表27:本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)圖來源:光伏混子說、中泰證券研究所圖表 28 :價(jià)電子受激發(fā)后形成電子和空穴來源:光伏混子說、中泰證券研究所1 光伏電池片
28、如何發(fā)電?自由電子和空穴都被稱為載流子,本征硅中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差。因此,實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體是在純硅中加入微量的雜質(zhì)元素后的材料。摻雜在純硅中的雜質(zhì)有兩種:一是摻入五價(jià)磷元素取代硅原子。二是摻入三價(jià)硼元素取代硅原子。摻雜后的部分稱為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體,其中N型半導(dǎo)體摻磷,多電子,少空穴;P型半導(dǎo)體摻硼,多空穴,少電子。圖表29:N 型半導(dǎo)體與 P 型半導(dǎo)體來源:光伏混子說、中泰證券研究所1 光伏電池片如何發(fā)電?P-N結(jié):當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密接觸在一起時(shí),交界面會(huì)形成一個(gè)P-N結(jié),P-N結(jié)是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的電場(chǎng)(內(nèi)建電場(chǎng)),能夠阻礙電子和空穴的移動(dòng)。光伏電池的基本結(jié)構(gòu)就是一個(gè)大面
29、積的P-N結(jié)。延伸思考:提高轉(zhuǎn)換效率的方式(制絨減少光損失,鍍膜增加少數(shù)載流子壽命);P型電池片和N型電池片的對(duì)比(多空穴與多電子的優(yōu)勢(shì))。圖表30:圖說P-N結(jié)的構(gòu)成來源:光伏混子說、中泰證券研究所圖表31:圖說光生伏特效應(yīng)來源:光伏混子說、中泰證券研究所2 光伏電池片I代:鋁背場(chǎng)電池電池原理:鋁背場(chǎng)(Al-BSF)電池是指在晶硅光伏電池P-N結(jié)制備完成后,通過在硅片的背光面沉積一層鋁膜,制備P+層,從而形成鋁背場(chǎng)。其既可以減少少數(shù)載流子在背面復(fù)合的概率,同時(shí)也可以作為背面的金屬電極,因此能夠提升光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。工藝介紹:清洗制絨;擴(kuò)散制結(jié);邊緣刻蝕和去磷硅破璃;沉積鈍化層和減反射層;-
30、絲網(wǎng)印刷及燒結(jié);自動(dòng)分選工序。圖表32:鋁背場(chǎng)光伏電池片主要工藝來源:ISFH、中泰證券研究所圖表33:常規(guī)鋁背場(chǎng)電池結(jié)構(gòu)來源:ISFH、中泰證券研究所2 光伏電池片I代:鋁背場(chǎng)電池設(shè)備構(gòu)成:鋁背場(chǎng)電池片設(shè)備主要包括8類,根據(jù)前述-道工藝分別對(duì)應(yīng)制絨清洗設(shè)備、擴(kuò)散爐、刻蝕設(shè)備、PECVD、絲網(wǎng)印刷設(shè)備、燒結(jié)爐、自動(dòng)分選機(jī);以及應(yīng)用于整體制造過程中的自動(dòng)化設(shè)備,包括自動(dòng)化裝卸片機(jī)和上下片機(jī)等。成本構(gòu)成:一條產(chǎn)線投資額為2億元/GW,其中濕法設(shè)備占比約為20%;干法設(shè)備占比約為40%;后道設(shè)備占比約為30%;自動(dòng)化設(shè)備占比約為10%。圖表34:鋁背場(chǎng)電池片設(shè)備構(gòu)成來源:公司官網(wǎng)、中泰證券研究所3
31、光伏電池片II代:PERC電池電池原理: PERC電池(Passivated Emitter and Rear Cell,鈍化發(fā)射極及背面電池),PERC電池線短期內(nèi)是高效電池線的主要發(fā)展方向:一是PERC電池線在單晶和多晶(黑硅+PERC)均能實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用;二是PERC電池成本較低,且與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線具備較高的相容性高。新增工藝:背面沉積AI2O3。背面沉積SiNx :H。激光開槽形成背接觸。圖表35:PERC電池片主要工藝來源:ISFH、中泰證券研究所圖表36:PERC電池結(jié)構(gòu)來源:ISFH、中泰證券研究所3 光伏電池片II代:PERC電池新增設(shè)備:PERC電池設(shè)備主要是在鋁背場(chǎng)電池設(shè)備
32、的基礎(chǔ)上新增兩類設(shè)備:一是沉積背面鈍化疊層的設(shè)備;二是激光開槽形成背接觸的設(shè)備。新增投資:兩類設(shè)備合計(jì)對(duì)應(yīng)投資額為5000-6000萬元/GW,其中沉積背面鈍化疊層的設(shè)備對(duì)應(yīng)投資額約為4500-5000萬元/GW,激光開槽設(shè)備對(duì)應(yīng)投資額約為500-1000萬元/GW。圖表37:PERC電池片設(shè)備構(gòu)成來源:捷佳偉創(chuàng)、帝爾激光、中泰證券研究所對(duì)比參數(shù)板式PECVD管式PECVD管式 ALD在線式 ALD沉積工藝沉積速率AI2O3 和SiNx二合一鍍膜高AI2O3 和SiNx分開鍍膜低鍍膜厚度TMA耗量鈍化質(zhì)量15-20nm高低9-12nm較高較高5-6nm低高其他優(yōu)點(diǎn)其他缺點(diǎn)國(guó)外廠商國(guó)內(nèi)廠商造價(jià)低
33、Uptime短梅耶博格昆山訊立Uptime長(zhǎng)進(jìn)口設(shè)備貴CT、Semco捷佳偉創(chuàng)造價(jià)低存在繞鍍BeneQ、ASM無錫威導(dǎo)無繞鍍?cè)靸r(jià)貴SolayTec、Levitech理想能源3 光伏電池片II代:PERC電池PERC背鈍化具有四種工藝:板式PECVD二合一鍍膜;管式PECVD二合一鍍膜;管式ALD(氧化鋁)+PECVD(氮化硅);在線式ALD(氧化鋁)+PECVD(氮化硅)。市場(chǎng)格局:目前的主流是管式ALD(氧化鋁)+PECVD(氮化硅),但隨著設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化,管式PECVD二合一鍍膜有望異軍突起。圖表38:四種PERC背面鍍膜設(shè)備對(duì)比來源:昆山訊立、中泰證券研究所3 光伏電池片II代:PERC電
34、池PERC擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度: 2019年有望超預(yù)期。2018年P(guān)ERC產(chǎn)能預(yù)計(jì)為58GW,同比實(shí)現(xiàn)翻倍;根據(jù)對(duì)各家電池片企業(yè)2019年的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì), 2019年P(guān)ERC行業(yè)新增產(chǎn)能有望達(dá)79GW,產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)度有望超過此前市場(chǎng)預(yù)期。圖表39:PERC電池片企業(yè)產(chǎn)能及擴(kuò)產(chǎn)情況來源:各公司網(wǎng)站、公司新聞、中泰證券研究所排名24252627282930313233343536373839404142434445排名1234567891011121314151617181920212223公司通威潤(rùn)陽樂葉愛旭晶科晶澳潞安蘇民嘉悅東方日升阿特斯天合橫店東磁展宇正泰億晶韓華平煤隆基徐州中宇英發(fā)尚德越南光伏中利騰輝
35、2018 年P(guān)ERC 產(chǎn)能1024.54.54.24.232.6440.61.21.512.51.82019 年P(guān)ERC 產(chǎn)能17.611109.89.28.47.5554.6443.62.82.72.72.52.522221.8占比14.34%8.96%8.15%7.99%7.50%6.85%6.11%4.07%4.07%3.75%3.26%3.26%2.93%2.28%2.20%2.20%2.04%2.04%1.63%1.63%1.63%1.63%1.47%公司順風(fēng)光電鴻禧昱晶東方環(huán)晟一道紅太陽陽光中科晉能愛康博威URE元晶茂迪REC新日光大和友達(dá)威日綠晁同昱安集有成合計(jì)2018 年P(guān)ER
36、C 產(chǎn)能1.81.20.710.60.80.250.158.052019 年P(guān)ERC 產(chǎn)能1.81.71.51.21.21110.80.80.450.360.250.250.250.240.20.120.120.10.090.08137.18占比1.47%1.39%1.22%0.98%0.98%0.81%0.81%0.81%0.65%0.65%0.37%0.29%0.20%0.20%0.20%0.20%0.16%0.10%0.10%0.08%0.07%0.07%100%3 光伏電池片II代:PERC電池PERC設(shè)備市場(chǎng)空間:2019-2020年合計(jì)約200億。我們基于以下假設(shè)對(duì)PERC設(shè)備市場(chǎng)
37、空間進(jìn)行測(cè)算:考慮到PERC擴(kuò)產(chǎn)對(duì)行業(yè)整體產(chǎn)能的拉動(dòng)作用,假設(shè)2018-2020年行業(yè)總產(chǎn)能增速為15%、20%、5%;結(jié)合各家電池片企業(yè)的PERC擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,假設(shè)2019-2020年P(guān)ERC的滲透率將達(dá)到86%、100%;2018年P(guān)ERC電池片生產(chǎn)線的單位投資為2.5億元/GW。隨著PERC技術(shù)的日益成熟,我們認(rèn)為設(shè)備單位投資將會(huì)逐漸下滑,假設(shè)2019-2020年單位投資分別下調(diào)20%、10%。圖表40:PERC電池片設(shè)備構(gòu)成來源:公司公告、中泰證券研究所2016A2017A2018E2019E2020E100.149.58光伏電池片產(chǎn)能(GW)PERC電池線滲透率(%)PERC電池存量產(chǎn)能
38、(GW)PERC電池增量產(chǎn)能(GW)PERC生產(chǎn)線單位投資額(億元/GW)PERC電池生產(chǎn)線市場(chǎng)空間(億元)115.1623.75%27.3517.77353.31132.4343.80%58.0530.72.576.75158.9286.32%137.1879.132158.26166.87100.00%166.8729.691.853.443 光伏電池片II代:PERC電池 競(jìng)爭(zhēng)格局:市場(chǎng)集中度較高。捷佳偉創(chuàng)在濕法類(制絨、刻蝕)設(shè)備市占率為60%-70%,在干法類設(shè)備(擴(kuò)散、PECVD)市占率為40%-50%,邁為股份在后道工藝設(shè)備(絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、分選)的市占率超過70%。在背鈍化設(shè)備
39、領(lǐng)域,捷佳偉創(chuàng)已退出管式氧化鋁二合一設(shè)備,有望對(duì)此前威導(dǎo)的ALD+PECVD路線形成替代。激光開槽設(shè)備領(lǐng)域,主要有帝爾激光、邁為股份、大族激光等。自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域,主要有羅博特科、先導(dǎo)智能、捷佳偉創(chuàng)。圖表41:PERC電池片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局細(xì)分領(lǐng)域清洗設(shè)備制絨刻蝕設(shè)備擴(kuò)散爐PECVD自動(dòng)化設(shè)備絲印配套設(shè)備PERC 背鈍化HIT、Topcon來源:公司公告、中泰證券研究所國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手上海思恩、張家港超聲上海釜川、北方華創(chuàng)蘇州聚晶豐盛裝備、紅太陽(48 所)、北方華創(chuàng)豐盛裝備、紅太陽(48 所)、北方華創(chuàng)羅博特科、先導(dǎo)智能、無錫江松邁為股份、科隆威東莞訊立、理想能源、微導(dǎo)鈞石、晉能、愛康、漢能國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)
40、手Schmid(德國(guó))、Rena(德國(guó))Tempress(荷蘭)、CT(德國(guó))Roth & RauAG (德國(guó),梅耶博格收購(gòu))、 Tempress(荷蘭)、CT(德國(guó))Schmid(德國(guó))、Jonas&Redmann(德國(guó))Applied Materials(美國(guó))旗下的 BacciniCT(德國(guó))、SolayTec(美國(guó))三洋(日本)、Keneka(日本)、INES(法國(guó))4 PERC+電池工藝:SE、雙面、 N型、 Topcon PERC能夠基于新的工藝和技術(shù)改進(jìn)提升光電轉(zhuǎn)換效率。直接在鋁背場(chǎng)電池工藝上進(jìn)行升級(jí),常規(guī)產(chǎn)線的光電轉(zhuǎn)換效率能夠提升1%到21.4%;采取了退火氧化、背面拋光等工藝
41、,并優(yōu)化刻蝕、擴(kuò)散匹配,PERC光電轉(zhuǎn)換效率能夠提升0.3%到21.7%。目前來看主要采取即將規(guī)模推廣的SE技術(shù),PERC+的光電轉(zhuǎn)換效率將提升到22%左右。 目前PERC技術(shù)的應(yīng)用正處于第二階段向第三階段發(fā)展的進(jìn)程中。圖表42:PERC電池工藝路線發(fā)展來源:公司公告、中泰證券研究所工藝路線選擇發(fā)射極(SE)背面拋光氧化氧化鋁氮化硅二次印刷轉(zhuǎn)換效率第一代no2m(常規(guī) PSG)O3ALD 5-6nmPECVD 15-20nmPECVD 80-150nmYES21.4%第二代no3m退火氧化ALD 5-6nmPECVD 15-20nmPECVD 80-150nmYES21.7%第三代yes3m退
42、火氧化ALD 5-6nmPECVD 15-20nmPECVD 80-150nmYES22%圖表43:基級(jí)與發(fā)射級(jí)來源:Photovoltaics International、中泰證券研究所圖表44:SE電池和傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)對(duì)比來源:太陽能學(xué)報(bào)、中泰證券研究所4 PERC+電池工藝:SE 發(fā)射極摻雜濃度對(duì)太陽電池轉(zhuǎn)換效率具備雙重影響。SE(選擇發(fā)射極)技術(shù)是指在金屬柵線與硅片接觸部位及其附近進(jìn)行高濃度摻雜,而在電極以外的區(qū)域進(jìn)行低濃度摻雜。 工藝介紹:主要采用激光PSG摻雜法。僅需在傳統(tǒng)工藝中增加一個(gè)步驟,與常規(guī)產(chǎn)線的工藝兼容很高,是目前制作SE電池的主流工藝。 設(shè)備及格局:運(yùn)用激光PSG摻雜只需
43、新增摻雜用激光設(shè)備。1GW=4-5臺(tái),1臺(tái)=400萬。競(jìng)爭(zhēng)格局與激光開槽設(shè)備類似。圖表45:雙面PERC電池的結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢(shì)來源:太陽能技術(shù)產(chǎn)品與工程、中泰證券研究所圖表46:雙面PERC電池工藝來源:太陽能技術(shù)產(chǎn)品與工程、中泰證券研究所4 PERC+電池工藝:雙面 雙面PERC電池是將普通PERC電池不透光的背面鋁換成局部鋁柵線,實(shí)現(xiàn)電池背面透光,這樣這樣來自地面等的反射光就能夠被組件吸收。 工藝介紹:僅在絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝調(diào)整,將原有的鋁背場(chǎng)印刷(全面印刷,不透光,)改為印刷鋁柵線(局部印刷,透光)。在工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)與PERC電池的良好兼容。 產(chǎn)業(yè)布局:絲網(wǎng)印刷主要涉及到的是邁為股份。 在組
44、件端,天合光能、隆基樂葉、晶澳等都已具備雙面PERC電池的量產(chǎn)能力。圖表47:N-PERT和P-PERC電池結(jié)構(gòu)對(duì)比來源:英利熊貓、中泰證券研究所圖表48:N-PERT和P-PERC工藝對(duì)比來源:英利熊貓、中泰證券研究所4 PERC+電池工藝:N型 工藝介紹:與傳統(tǒng)P型PERC電池相比,N型電池采取兩道擴(kuò)散(磷擴(kuò)散和硼擴(kuò)散),同時(shí)由于沒有氧化鋁膜覆蓋(雙面都是銀漿印刷),因此不需要進(jìn)行激光開槽。 技術(shù)難點(diǎn):一是雙面摻雜技術(shù)。二是雙面鈍化技術(shù)。 設(shè)備格局:正面擴(kuò)散設(shè)備由原有的磷擴(kuò)散設(shè)備調(diào)整為硼擴(kuò)散設(shè)備,根據(jù)捷佳偉創(chuàng)公告,其面向N型電池的硼擴(kuò)散爐DS320A擴(kuò)散爐已經(jīng)處于樣機(jī)調(diào)試階段。背面的磷擴(kuò)散
45、主要采取離子注入的方式,對(duì)應(yīng)的設(shè)備為離子注入設(shè)備;目前離子注入設(shè)備仍主要以進(jìn)口為主。4 PERC+電池工藝:Topcon圖表49:TOPcon電池基本結(jié)構(gòu)(N型)來源:中來股份、中泰證券研究所圖表50:TOPcon電池生產(chǎn)工藝來源:中來股份、中泰證券研究所工藝介紹:TOPcon(隧穿氧化層鈍化接觸)電池有兩點(diǎn)改進(jìn):一其在電池的背面采用了異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu);二是采用超薄SiO2作為遂穿層實(shí)現(xiàn)鈍化。產(chǎn)業(yè)進(jìn)程:中來股份目前已經(jīng)將TOPcon應(yīng)用在此前的2.1GW的N-PERT產(chǎn)線中,并且實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。設(shè)備格局:TOPcon工藝的核心設(shè)備是LPCVD,目前中來股份的產(chǎn)線主要以進(jìn)口設(shè)備為主,比如Tempress;國(guó)
46、內(nèi)設(shè)備廠商如捷佳偉創(chuàng)也已實(shí)現(xiàn)布局。其他設(shè)備方面,離子注入機(jī)仍以國(guó)外進(jìn)口為主;高溫退火爐以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主,其中捷佳偉創(chuàng)占據(jù)主要地位。4 PERC+電池工藝:小結(jié)圖表51:“PERC+”工藝的改進(jìn)方向激光打孔設(shè)備激光摻雜設(shè)備絲網(wǎng)印刷設(shè)備光電轉(zhuǎn)換效率持續(xù)提升刻蝕設(shè)備雙面擴(kuò)散爐、PECVD離子注入機(jī)LPCVD激光摻雜設(shè)備PECVD、ALD激光開槽設(shè)備雙面印刷來源:太陽能學(xué)報(bào)、太陽能技術(shù)產(chǎn)品與工程、中泰證券研究所5 光伏電池片III代:HIT電池HIT技術(shù):PERC之后的全新工藝。HIT電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā),因HIT已被三洋注冊(cè)為商標(biāo),因此又被稱為HJT或SHJ。HIT電池同樣是基于
47、光生伏特效應(yīng),只是P-N結(jié)是由非晶硅(a-Si)和晶體硅(c-Si)材料形成的(背面的高低結(jié)亦然)。HIT的優(yōu)勢(shì):結(jié)構(gòu)對(duì)稱,易于實(shí)現(xiàn)薄片化。低溫工藝,能耗低。開路電壓高,轉(zhuǎn)換效率高。溫度系數(shù)低。光照升溫下功率輸出優(yōu)于常規(guī)電池。無LID(光衰)和PID(電位誘發(fā)衰減,常規(guī)電池組件的玻璃中的電子遷移到電池片表面發(fā)生相互作用)效應(yīng)。圖表52:HIT電池的優(yōu)勢(shì)來源:中智電力、中泰證券研究所圖表53:HIT電池的結(jié)構(gòu)來源:中智電力、中泰證券研究所5 光伏電池片III代:HIT電池HIT電池制造包括5道工藝及設(shè)備。相比于PERC電池,HIT電池在制備過程對(duì)清潔度要求更高,需要對(duì)設(shè)備和車間做到更高程度的潔凈
48、度,因此不能與傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)車間兼容。HIT電池制備的5道工藝及設(shè)備分別為:制絨清洗。該工藝涉及到的設(shè)備主要是濕式化學(xué)清洗設(shè)備。非晶硅沉積。該工藝涉及到的設(shè)備主要是HWCVD以及PECVD。透明導(dǎo)電膜制備。該工藝涉及到的設(shè)備主要是RPD以及PECVD。絲網(wǎng)印刷。測(cè)試。圖表54:HIT電池的工藝來源:中智電力、中泰證券研究所圖表55:HIT工藝流程及相關(guān)設(shè)備來源:中智電力、中泰證券研究所5 光伏電池片III代:HIT電池HIT設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)格局:國(guó)產(chǎn)設(shè)備初顯崢嶸。HIT制絨清洗設(shè)備:捷佳偉創(chuàng)的鏈?zhǔn)紿IT硅片清洗設(shè)備和超高產(chǎn)能HIT單晶制絨清洗設(shè)備均已完成樣機(jī),待客戶驗(yàn)證確認(rèn);非晶硅沉積設(shè)備:主要以進(jìn)口
49、設(shè)備為主,包括日本松下、梅耶博格、應(yīng)用材料等,國(guó)內(nèi)理想能源已開始VHFCVD的研制。透明導(dǎo)電薄膜設(shè)備:日本住友壟斷了RPD設(shè)備的專利以及對(duì)應(yīng)的專屬靶材IWO;馮阿登納、新格拉斯等外資企業(yè)基于PVD的工藝也推出對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品,但由于ITO靶材性價(jià)比相對(duì)較低,且PVD工藝在鍍膜質(zhì)量上較RPD仍存在一定差距,因此PVD尚未全面推廣。絲印設(shè)備:競(jìng)爭(zhēng)格局與PERC電池基本一致,邁為股份具備較為明顯的優(yōu)勢(shì)。圖表56:“PERC+”工藝的改進(jìn)方向來源:太陽能學(xué)報(bào)、太陽能技術(shù)產(chǎn)品與工程、中泰證券研究所序號(hào)1234工藝制絨非晶硅沉積TCO 鍍膜絲網(wǎng)印刷設(shè)備廠商日本 YAC、Singulus、RENA、捷佳偉創(chuàng)日本真
50、空、Meyer Burger、理想能源、應(yīng)用材料日本住友、日本 ULVAC、馮阿登納、Singulus、精曜科技邁為股份、科隆威、應(yīng)用材料5 光伏電池片III代:HIT電池性價(jià)比決定HIT產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前HIT設(shè)備的初始投資約為8-10億元/GW,與PERC設(shè)備的2.5億元/GW存在明顯差距。根據(jù)我們產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,在工藝材料(靶材、低溫銀漿等)國(guó)產(chǎn)化配套的情況下,HIT設(shè)備的投資額降至5億元/GW的水平,將會(huì)推動(dòng)電池片廠商上馬規(guī)?;a(chǎn)能;當(dāng)HIT設(shè)備的投資額降至3億元/GW的水平,將對(duì)PERC產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)完全替代。產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程:PERC的造富模式引致對(duì)HIT的追捧,國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)GW級(jí)產(chǎn)能。在建及規(guī)劃產(chǎn)能
51、接近10GW,以新晉資金為主。圖表57:國(guó)外HIT產(chǎn)能規(guī)劃情況圖表58:國(guó)內(nèi)HIT產(chǎn)能規(guī)劃情況來源:中智電力、中泰證券研究所來源:中智電力、中泰證券研究所名稱國(guó)別規(guī)模MW效率(%)實(shí)驗(yàn) 量產(chǎn)12345松下三洋長(zhǎng)州產(chǎn)業(yè)KanekaINESSunpreme日本馬來西亞日本日本法國(guó)美國(guó)25.623.526.324.123.62322.821.52322.37003008020303022.667Solar city/TeslaHevel美國(guó)俄羅斯100016089Eco Soliver3 Sun匈牙利意大利80200名稱地區(qū)規(guī)模MW效率(%)實(shí)驗(yàn) 量產(chǎn)1234鈞石中智晉能漢能23.123.424.2
52、2322.422.823.422.5晉江莆田泰興太原成都成都120100016050120480567清華紫光愛康彩虹鹽城湖州嘉興602000200023.589中威新能源東方日升四川寧波10002500目 錄一、平價(jià)上網(wǎng),設(shè)備先行二、硅片設(shè)備:下游擴(kuò)產(chǎn)影響幾何?三、電池片設(shè)備:“PERC+”與HIT之爭(zhēng)四、組件設(shè)備:疊瓦設(shè)備蓄勢(shì)待發(fā)五、投資策略1 光伏組件構(gòu)成光伏組件定義:?jiǎn)误w太陽電池不能直接做電源使用,電源必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴(yán)密封裝成組件。組件的具備八大工藝流程:焊接;層疊;層壓;EL測(cè)試;裝框;裝接線盒;清洗;IV測(cè)試。組件具有九個(gè)核心部分:電池片、互聯(lián)條、匯流條、鋼化玻璃
53、、EVA、背板、鋁合金、硅膠、接線盒。圖表59:太陽能組件核心構(gòu)成來源:允能科技、中泰證券研究所圖表60:常規(guī)太陽能組件層壓結(jié)構(gòu)來源:允能科技、中泰證券研究所2 光伏組件設(shè)備組件設(shè)備:串焊機(jī)、匯流條自動(dòng)焊接機(jī)、層壓機(jī)、削邊機(jī)、EL測(cè)試儀、全自動(dòng)裝框機(jī)、接線盒設(shè)備、清洗設(shè)備、IV測(cè)試儀。層壓和串焊是常規(guī)組件設(shè)備的核心:目前一條250MW的產(chǎn)線對(duì)設(shè)備投資額約2300-2400萬元,1GW組件產(chǎn)能對(duì)應(yīng)設(shè)備需求為9000萬元,其中需要3-4臺(tái)串焊機(jī)、3-4臺(tái)層壓機(jī),設(shè)備單價(jià)分別為100萬、70萬,因此串焊機(jī)+層壓機(jī)占組件設(shè)備比重約25%。圖表61:光伏組件設(shè)備構(gòu)成來源:金辰股份、中泰證券研究所3 常規(guī)
54、光伏組件市場(chǎng)格局及空間市場(chǎng)空間:2018年全國(guó)組件總產(chǎn)超過150GW,按照9000萬/GW測(cè)算我國(guó)組件設(shè)備市場(chǎng)存量空間約135億元。動(dòng)態(tài)來看,根據(jù)我們數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì),截止到2018年底全國(guó)前十大組件廠商在建產(chǎn)能超過28GW,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)為25億元。圖表62:2018年我國(guó)光伏組件產(chǎn)能分布來源:solarzoom、中泰證券研究所3 常規(guī)光伏組件市場(chǎng)格局市場(chǎng)格局:常規(guī)組件設(shè)備企業(yè)如先導(dǎo)智能、金辰股份基本涵蓋組件設(shè)備全產(chǎn)品線。奧特維等公司在串焊機(jī)、層壓機(jī)等領(lǐng)域具備細(xì)分優(yōu)勢(shì)。圖表63:我國(guó)光伏組件設(shè)備企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)公司名稱金辰股份蘇州晟成(京山輕機(jī)收購(gòu))蘇州宏瑞達(dá)博碩光電先導(dǎo)智能奧特維寧夏小牛羿珩科技(康躍科技
55、收購(gòu))來源:各公司官網(wǎng)、中泰證券研究所主要設(shè)備組件自動(dòng)化生產(chǎn)線及單獨(dú)出售中包括自動(dòng)串焊機(jī)、自動(dòng)排版機(jī)、匯流條自動(dòng)焊接機(jī)、EVA 自動(dòng)裁切鋪設(shè)機(jī)、層壓機(jī)、自動(dòng)削邊機(jī)、EL 檢測(cè)站、全自動(dòng)裝框機(jī)、接線盒打膠機(jī)、接線盒焊接機(jī)、IV 測(cè)試儀等組件自動(dòng)化生產(chǎn)線中具體包含設(shè)備不詳,單獨(dú)出售匯流成型一體機(jī)、自動(dòng)削邊機(jī)、全自動(dòng)裝框機(jī)等組件自動(dòng)化生產(chǎn)線及單獨(dú)出售中包括自動(dòng)串焊機(jī)、自動(dòng)排版機(jī)、匯流條自動(dòng)焊接機(jī)、EVA 自動(dòng)裁切鋪設(shè)機(jī)、層壓機(jī)、自動(dòng)削邊機(jī)、EL 檢測(cè)站、全自動(dòng)裝框機(jī)、接線盒打膠機(jī)、接線盒焊接機(jī)、IV 測(cè)試儀等組件自動(dòng)化生產(chǎn)線中具體包含設(shè)備不詳,單獨(dú)出售自動(dòng)串焊機(jī)、層壓機(jī)、EL 檢測(cè)站、全自動(dòng)裝框機(jī)、
56、IV 測(cè)試儀等組件自動(dòng)化生產(chǎn)線及單獨(dú)出售中包括自動(dòng)串焊機(jī)、自動(dòng)排版機(jī)、匯流條自動(dòng)焊接機(jī)、EVA 自動(dòng)裁切鋪設(shè)機(jī)、層壓機(jī)、自動(dòng)削邊機(jī)、EL 檢測(cè)站、全自動(dòng)裝框機(jī)、接線盒打膠機(jī)、接線盒焊接機(jī)、IV 測(cè)試儀等各類自動(dòng)串焊機(jī)自動(dòng)串焊機(jī)、自動(dòng)排版機(jī)、匯流條自動(dòng)焊接機(jī)自動(dòng)層壓機(jī)、自動(dòng)串焊機(jī)、自動(dòng)排版機(jī)4 光伏組件工藝發(fā)展方向:雙玻、半片、多主柵雙玻:雙玻組件由兩塊鋼化玻璃、EVA膠膜和太陽能電池片經(jīng)過層壓機(jī)高溫層壓組成復(fù)合層。涉及工藝調(diào)整為層疊、層壓和裝框。工藝上來看,雙玻與單玻的區(qū)別是玻璃替代了背板。半片:工藝上增加了切片工藝,通常采取激光切割(德國(guó)的Innolas和英國(guó)的ASM)或熱激光分離(3DM)
57、;同時(shí)串焊機(jī)需求量加倍。 1GW增加8-10臺(tái)串焊機(jī),對(duì)應(yīng)投資約800萬。多主柵:對(duì)主柵線進(jìn)行調(diào)整,追求數(shù)量及寬度的最優(yōu)化。涉及的工藝主要為絲網(wǎng)印刷設(shè)備以及串焊工藝,主柵線寬度降低,減少焊帶、銀漿的耗量(12BB較5BB銀漿耗量低30%)。圖表64:雙面雙玻工藝示意圖來源:固德威光伏社區(qū)、中泰證券研究所圖表65:5BB與12BB電流傳輸路徑對(duì)比來源:林洋能源、中泰證券研究所5 光伏組件工藝發(fā)展方向:疊瓦 技術(shù)原理:疊瓦技術(shù)是將電池片切片后,再用專用的導(dǎo)電膠把電池片連成串。疊瓦組件的電池片與常規(guī)太陽能電池片的基本結(jié)構(gòu)相同,而主柵線的位置、圖形或形狀存在差異。 工藝改進(jìn):疊瓦替代的是傳統(tǒng)組件設(shè)備中
58、的串焊機(jī)。 技術(shù)優(yōu)勢(shì):導(dǎo)電膠替代焊帶減少線損(減少3%);無電池片間距放置更多電池片(60型常規(guī)組件最多可封裝66片),綜合來看提升組件功率約15-20W,發(fā)電量增加7%。此外,疊瓦工藝還可以減少金屬線斷裂的隱患。圖表66:疊瓦組件與常規(guī)組件對(duì)比來源:固德威光伏社區(qū)、中泰證券研究所圖表67:疊瓦組件的優(yōu)勢(shì)來源:允能科技、中泰證券研究所5 光伏組件工藝發(fā)展方向:疊瓦疊瓦包括三大核心設(shè)備:疊瓦的本質(zhì)是一種電池片的連接方式,因此在工藝上主要是替代傳統(tǒng)組件生產(chǎn)的串焊工藝。疊瓦的核心工藝設(shè)備有三個(gè): 劃片切割。絲網(wǎng)印刷。疊片焊接。三大核心工藝設(shè)備連同自動(dòng)上下料設(shè)備以及檢測(cè)設(shè)備共同構(gòu)成疊瓦組件生產(chǎn)線。圖表
59、68:疊瓦組件設(shè)備構(gòu)成來源:金辰股份、中泰證券研究所5 光伏組件工藝發(fā)展方向:疊瓦 投資成本:1GW疊瓦生產(chǎn)整線的設(shè)備投資額為1.2億元,其中疊片機(jī)占比為56%,絲印設(shè)備占比18%,劃片機(jī)占比16%,其他設(shè)備(上下料、檢測(cè)設(shè)備)占比10%。從組件設(shè)備生產(chǎn)整線來看,串焊機(jī)1GW對(duì)應(yīng)設(shè)備投資額約1200萬元,即傳統(tǒng)組件設(shè)備扣除串焊機(jī)后的設(shè)備投資額為7800萬元/GW。 基于此,整個(gè)疊瓦組件產(chǎn)品生產(chǎn)線設(shè)備投資額(疊瓦生產(chǎn)整線僅替代串焊機(jī),其他設(shè)備不變)約為2億元/GW。圖表69:疊瓦組件設(shè)備的單位投資成本構(gòu)成來源:隆基股份、中泰證券研究所注:上述疊片機(jī)產(chǎn)能為1800片/h,一臺(tái)疊片機(jī)一天工作20小時(shí)
60、,單片組件4.8W,因此1GW需要24臺(tái)。5 光伏組件工藝發(fā)展方向:疊瓦行業(yè)現(xiàn)狀:根據(jù)PVInfoLink測(cè)算,2018年全球?qū)⒔?GW的疊瓦組件,其中中國(guó)為最大的市場(chǎng),占據(jù)了全球超過一半的市場(chǎng)份額。主流功率為385-390W(72片)、310-320W(60片)。競(jìng)爭(zhēng)格局:SunPower系。由東方電氣、中環(huán)股份以及Sunpower、宜興創(chuàng)業(yè)園科技發(fā)展公司等多方合資成立的東方環(huán)晟,在宜興正式簽約了50億元的5GW高效疊瓦太陽能電池組件項(xiàng)目。Solaria系。與江蘇賽拉簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,兩家公司將共同開發(fā)先進(jìn)的光伏制造技術(shù),并將這些技術(shù)用于大規(guī)模生產(chǎn),此后賽拉弗成為國(guó)內(nèi)首個(gè)量產(chǎn)疊瓦組件的廠商
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