掃描關(guān)注微信
編者按：未來，全球光伏產(chǎn)業(yè)將持續(xù)快速發(fā)展，需求增長、技術(shù)更新、產(chǎn)能更替上升的過程將持續(xù)進(jìn)行。目前N型電池、準(zhǔn)單晶電池等技術(shù)已進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)階段，而HJT、IBC等下一代電池技術(shù)則仍處于產(chǎn)業(yè)化技術(shù)儲備階段，未來有望成為新的主流。
一. 光伏技術(shù)升級催化新一輪產(chǎn)能建設(shè)，關(guān)注電池片設(shè)備投資機(jī)遇
一. 光伏技術(shù)升級催化新一輪產(chǎn)能建設(shè)，關(guān)注電池片設(shè)備投資機(jī)遇
1. 新技術(shù)催生新產(chǎn)能，提效降本初衷不改
近年來，光伏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展迅速，各個環(huán)節(jié)均有技術(shù)更新。例如，多晶硅料環(huán)節(jié)冷氫化技術(shù)通過循環(huán)利用副產(chǎn)品制造生產(chǎn)原料，大幅降低工藝能耗及成本;硅片環(huán)節(jié)金剛線切割替代砂漿線，降低單片成本的同時提升產(chǎn)能;電池片環(huán)節(jié)PERC 技術(shù)降低光電損失，細(xì)柵線提升電池片有效受光面積，提升電池片發(fā)電效率;組件環(huán)節(jié)半片技術(shù)減少遮擋電量損失，雙面技術(shù)利用光伏組件背面發(fā)電，提升光伏電站發(fā)電收益。此外，諸如多晶硅的顆粒硅技術(shù)，電池片的HJT、IBC、黑硅等技術(shù)或工藝，均在不斷更新現(xiàn)有產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝。光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新正處于前所未有的高速發(fā)展階段。
新技術(shù)、新工藝帶來的是更低的產(chǎn)能建設(shè)成本、更高的生產(chǎn)效率、更優(yōu)的產(chǎn)品性能。我們觀察光伏產(chǎn)業(yè)終端產(chǎn)品光伏組件的價格，由2015年初的3.85 元/W 到2018年底的1.51 美元/W，前后價格降幅超過60%:光伏組件的價格之所以能夠擁有如此降幅，產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)帶來的降本增效功不可沒。由于市場需求提升，價格持續(xù)下行，新技術(shù)、新工藝的不斷積累，光伏產(chǎn)業(yè)在過去十?dāng)?shù)年中歷經(jīng)多輪產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)能擴(kuò)張，我們認(rèn)為，這其中產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級起到了重要的催化作用。
2. 電池片產(chǎn)能擴(kuò)張正當(dāng)時，拉動設(shè)備市場需求超百億
隨著光伏系統(tǒng)建設(shè)成本的逐步降低，終端光伏市場新增裝機(jī)規(guī)模不斷提升，帶來對電池片產(chǎn)能的擴(kuò)大需求。我們參考PV Infolink 數(shù)據(jù)對全球光伏電池片產(chǎn)能增長的情況進(jìn)行統(tǒng)計和預(yù)估，預(yù)計2019-2020 年全球光伏電池產(chǎn)能將分別達(dá)到175GW、187GW，較上一年分別提升10.76%、6.86%。
另一方面，從單位產(chǎn)能的投資成本來看，我們統(tǒng)計了國內(nèi)部分電池片生產(chǎn)廠商的擴(kuò)產(chǎn)信息，可以發(fā)現(xiàn)近年來光伏電池單位產(chǎn)能的投資成本下降趨勢顯著，當(dāng)前已降至每GW 產(chǎn)能投資金額4.95 億元，其中設(shè)備投資占到總投資的70%- 80%，約為3.5-4 億元/GW。產(chǎn)能成本的降低帶來產(chǎn)品價格競爭力的提升，早期高成本產(chǎn)能如缺乏升級改造，則將面臨部分產(chǎn)能退出的情況。
我們對單位產(chǎn)能投資的建設(shè)成本進(jìn)行拆分。由于近兩年擴(kuò)建的產(chǎn)能以單晶和PERC 電池片為主，包括對既有單、多晶產(chǎn)能的PERC 化改造，我們將設(shè)備市場空間分為涉及PERC 新增工序的設(shè)備以及傳統(tǒng)工序設(shè)備，其中PERC新增工序設(shè)備和傳統(tǒng)工序設(shè)備中的絲網(wǎng)印刷設(shè)備占單位新建產(chǎn)能投資額的比重較大，分別達(dá)到0.84 億元/GW 和0.58 億元/GW，國內(nèi)設(shè)備供應(yīng)商中包含多家上市公司，如:捷佳偉創(chuàng)、帝爾激光、邁為股份等，相關(guān)投資機(jī)會值得關(guān)注。
再看相關(guān)市場空間的情況。根據(jù)PV Infolink 對全球電池片產(chǎn)能增長的預(yù)測及我們的統(tǒng)計分析，我們預(yù)計:2018- 2020 年全球晶硅電池產(chǎn)能增加分別為26.6GW、28.4GW 和13.2GW;2018-2020 年全球PERC電池產(chǎn)能增加分別為39.8GW、50.9GW 和26.1GW(注:PERC 產(chǎn)能增加包括新建PERC 產(chǎn)能和原產(chǎn)能升級PERC兩種情況，故產(chǎn)能增長較快)。我們測算，上述產(chǎn)能增加與升級將對應(yīng)2018 年、2019 年光伏電池制造設(shè)備市場空間121 億元、129 億元，拉動設(shè)備需求空間超百億。
二. 全球電池PERC化進(jìn)程開啟，拉動設(shè)備市場需求超百億
1. Perc 技術(shù)顯著提升光伏電池轉(zhuǎn)換效率
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)電池，全稱為“發(fā)射極和背面鈍化電池”，是從常規(guī)鋁背場電池(BSF) 結(jié)構(gòu)自然衍生而來。常規(guī)BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無法降至200cm/s 以下，致使到達(dá)鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射，產(chǎn)生較多光電損失，因此在光電轉(zhuǎn)換效率方面具有先天的局限性;而PERC技術(shù)通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層，可以較大程度減少這種光電損失，從而提升光伏電池1%左右的光電轉(zhuǎn)換效率。
相比常規(guī)BSF電池的工藝流程，PERC 電池的工藝流程新增了兩道重要工序:1)背面鈍化層沉積，2)背面開槽。如上文所述，背面鈍化層沉積工序主要通過沉積方式在電池背面形成介質(zhì)鈍化層，并加覆一層保護(hù)膜，兩者形成層疊以減少電池背面的光電損失;背面開槽工序則主要對上述鈍化層疊進(jìn)行開槽，除去背面鈍化層疊的5-10%，以建立電池硅基與金屬鋁的接觸通道。此外，對于采用激光邊緣隔離處理工藝的生產(chǎn)線，需要增加一個化學(xué)濕式工作臺進(jìn)行背面拋光，但由于該激光邊緣隔離處理工藝應(yīng)用較少，且優(yōu)化該工序不涉及設(shè)備新增，故在此不作贅述。
下面介紹一下背面鈍化工藝、背面開槽工藝的主流設(shè)備和技術(shù):
1)背面鈍化設(shè)備:背面鈍化設(shè)備是實現(xiàn)PERC 工藝的主設(shè)備，其技術(shù)方案主要有PECVD(等離子體增強化學(xué)氣相沉積)、ALD(原子層沉積)兩種，其他技術(shù)方案如APCVD、濺射法(Sputtering)等則應(yīng)用較少。PECVD 的優(yōu)勢在于能夠?qū)⑩g化層和保護(hù)膜在同一系統(tǒng)中進(jìn)行沉積，且沉積速率更高，成本和單位時間產(chǎn)量均具有優(yōu)勢;ALD 則形成沉積膜的性能更優(yōu)，同時前驅(qū)體消耗量更低。目前應(yīng)用PECVD 技術(shù)的廠家更多，約占全部廠家的67.5%，未來隨著ALD 技術(shù)的進(jìn)一步成熟，其性能優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)，滲透率也將逐步提升。
2)激光消融設(shè)備:在光伏電池的生產(chǎn)過程中，激光加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于消融、切割、刻邊、摻雜、打孔等工藝，PERC 電池生產(chǎn)工藝中則利用激光消融技術(shù)進(jìn)行對背面鈍化層疊的圖形化開槽，可以確保PERC 電池工藝的高品質(zhì)和效率，核心設(shè)備為激光消融設(shè)備。
PERC技術(shù)對光伏電池轉(zhuǎn)換效率提升顯著。據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》統(tǒng)計和預(yù)測:2018 年我國BSF-P型單晶、PERC-P 型單晶電池的平均效率分別為20.6%、21.8%，P 型單晶電池應(yīng)用PERC 效率提升約為1.2%;2018 年我國BSF多晶黑硅、PERC 多晶黑硅電池的平均效率分別為19.2%、20.3%，多晶黑硅電池應(yīng)用PERC效率提升約為1.1%。未來，我國P 型單晶電池將全面應(yīng)用PERC技術(shù)，至2025 年平均效率預(yù)計達(dá)到23.0%，相應(yīng)2025年我國PERC 多晶黑硅電池的平均效率則預(yù)計達(dá)到21.6%。以上數(shù)據(jù)均為《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》對市場平均水平的統(tǒng)計和預(yù)測，龍頭企業(yè)的電池轉(zhuǎn)換效率領(lǐng)先行業(yè)水平，例如:隆基股份已于2019年1 月16 日率先達(dá)到單晶電池24.06%的光電轉(zhuǎn)換效率，創(chuàng)造了量產(chǎn)光伏電池效率的新紀(jì)錄。
2. PERC 高效電池經(jīng)濟(jì)性顯著，市場滲透率預(yù)計快速提升
PERC高效組件占據(jù)領(lǐng)跑者項目主流地位，為目前國內(nèi)光伏市場標(biāo)桿。據(jù)中電投電力工程有限公司統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在已經(jīng)實施的第三批領(lǐng)跑者項目中，PERC 高效組件的應(yīng)用占比達(dá)到87.15%;而根據(jù)廣東愛旭科技的估計，第四批領(lǐng)跑者項目中PERC 高效組件的應(yīng)用占比將達(dá)到85%，維持較高的滲透率水平。
在實際應(yīng)用中，PERC高效組件能夠為光伏項目帶來更高的投資收益，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。據(jù)隆基股份項目測算，將275Wp多晶組件和315Wp 單晶PERC 組件進(jìn)行項目經(jīng)濟(jì)性對比，315Wp 單晶PERC 組件的項目全投資收益率達(dá)到17.88%，顯著高于275Wp 多晶組件的項目收益率17.11%，收益率提升主要來源于高轉(zhuǎn)換效率、低衰減帶來的全周期發(fā)電量提升。
從全球市場來看，據(jù)PV Infolink 統(tǒng)計及預(yù)測數(shù)據(jù)，2017-2023 年全球光伏組件出貨量中，PERC 組件的占比將持續(xù)提升，從2017年的13%上升到2023 年的74%，其中2019年全球PERC 組件出貨量占比約為56%。我們根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)估，2019 年國內(nèi)PERC組件出貨量約為22.5GW，占到全球PERC 組件出貨量約31.75%，同比增長34.89%;2019 年海外PERC組件出貨量約為40.5GW，同比增長約123%，需求增長迅速。據(jù)我們向多家組件廠商調(diào)研了解，目前海外客戶訂單多以PERC 為主，全球組件PERC化趨勢不斷凸顯。
3. PERC 產(chǎn)能加速提升，2019 年對應(yīng)設(shè)備市場增速超 30%
在全球光伏組件PERC化趨勢推動下，電池廠商紛紛布局PERC電池產(chǎn)能，包括原有產(chǎn)能的PERC化升級和新增PERC產(chǎn)能。我們統(tǒng)計國內(nèi)13 家主要電池生產(chǎn)廠商的產(chǎn)能情況，截至2018 年底13 家企業(yè)PERC電池產(chǎn)能合計約為41.4GW/年，較2017年P(guān)ERC 產(chǎn)能提升26.1GW/年;2019 年上述13 家企業(yè)的PERC產(chǎn)能將繼續(xù)提升至71.2GW/年，新增PERC 產(chǎn)能約29.8GW/年?？梢钥吹?，2018-2019 電池廠商PERC 產(chǎn)能提升迅速，由此帶動PERC電池生產(chǎn)設(shè)備市場需求提升。
我們對全球電池片的產(chǎn)能和PERC 滲透率進(jìn)行估測，預(yù)計2018-2020 年全球PERC電池片產(chǎn)能分別達(dá)到71.8GW、124.7GW、150.8GW。由于當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新步伐迅速，落后產(chǎn)能受到新增產(chǎn)能出貨量擠壓將產(chǎn)生較為迅速的產(chǎn)能更替過程，我們以4 年為一個產(chǎn)能周期，預(yù)計2019年全球PERC 電池產(chǎn)能增長將達(dá)到53GW/年，根據(jù)PERC工序新增設(shè)備當(dāng)前的單位投資額0.85 億元/GW，預(yù)計2019年P(guān)ERC專用設(shè)備的市場空間將達(dá)到42.7億元，同比增長約33%。
三. 核心工序絲網(wǎng)印刷設(shè)備受益晶硅電池產(chǎn)能提升
1. 絲網(wǎng)印刷工序是晶硅電池片制造過程的管控核心
絲網(wǎng)印刷工藝是光伏電池生產(chǎn)過程中的管控核心。光伏電池的生產(chǎn)過程是將硅片制成能夠?qū)崿F(xiàn)“光生伏特”效應(yīng)的光伏電池，對于下游應(yīng)用端的產(chǎn)品性能、成本等關(guān)鍵指標(biāo)影響重大。我們大致將光伏電池片的生產(chǎn)過程分為兩個工序環(huán)節(jié):1)前序工序，主要為硅片的工藝處理環(huán)節(jié);2)后序工序，主要為硅片制成電池片環(huán)節(jié)，工藝流程包括柵線印刷、燒結(jié)和測試分選等，其中柵線印刷的主要工藝處理方法就是絲網(wǎng)印刷。絲網(wǎng)印刷是電池片生產(chǎn)過程中的工藝管控核心，匯集了整個電池片生產(chǎn)線約一半的工藝人員。一般來說，整個電池片生產(chǎn)工藝的提升和驗證，都從絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)開始，可見絲網(wǎng)印刷工序在電池片生產(chǎn)過程中的重要性。
絲網(wǎng)印刷工藝的核心設(shè)備為絲網(wǎng)印刷機(jī)，配套設(shè)備包括:自動上片機(jī)、紅外線干燥爐、自動緩存機(jī)、自動翻片機(jī)、自動冷卻機(jī)等。
絲網(wǎng)印刷設(shè)備的競爭力主要體現(xiàn)在兩個方面:印刷質(zhì)量和印刷速率，具體如下:
1)印刷質(zhì)量方面:關(guān)鍵在于印刷精度的提升，標(biāo)志性突破為實現(xiàn)二次印刷。如前文所述，光伏組件的轉(zhuǎn)換效率提升是光伏系統(tǒng)建設(shè)成本下降的關(guān)鍵因素。在絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)中，所印刷的電極柵線(光輻射面)寬度越細(xì)，則硅片接收光輻射的面積就越大，光生電流就越多，電池片的光電轉(zhuǎn)換效率也就越高;同時，為消除柵線變細(xì)后帶來導(dǎo)通性降低的問題，則需要相應(yīng)增高電極柵線的高度，從而降低柵線電阻率。傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷工藝在印刷柵線高度方面存在局限性，主要受到漿料流變性和絲網(wǎng)網(wǎng)版膜較厚等因素的制約;二次印刷技術(shù)則通過在第一層漿料的基礎(chǔ)上，在相同位置進(jìn)行第二次印刷，從而實現(xiàn)柵線高寬比的合理最大化，提升電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。二次印刷工藝對印刷精度的要求較高，兩次疊印的偏移度需要控制在1μm 以內(nèi)，需要實現(xiàn)硅片和印刷頭的精準(zhǔn)定位。
除印刷精度外，印刷質(zhì)量還體現(xiàn)在碎片率、均勻度等指標(biāo)。印刷碎片率主要指由于硅片厚度差異等原因可能造成印刷壓力不穩(wěn)定，從而造成爆網(wǎng)、硅片碎裂等現(xiàn)象;印刷均勻度主要指柵線印刷的均勻度，與印刷壓力、速度等的控制均緊密相關(guān)，均勻度高的印刷柵線導(dǎo)通性較好，相應(yīng)電池轉(zhuǎn)換效率也更高。
2)印刷速率方面:指單位時間內(nèi)電池印刷出片的速率，高印刷速率能夠降低光伏電池產(chǎn)能的單位投資。這里值得一提的是雙頭雙軌絲網(wǎng)印刷設(shè)備，該類設(shè)備利用諸如“錯位布局”、“背靠背”等方式將兩條印刷線有機(jī)結(jié)合，配以雙通道絲網(wǎng)印刷機(jī)，實現(xiàn)兩條印刷線空間布局“合二為一”、生產(chǎn)過程“互不干擾”的效果，雙線較單線占地面積無明顯增加，極大釋放了生產(chǎn)車間的空間面積，降低單位產(chǎn)能的用地成本;同時，兩條印刷線的機(jī)架和部分電器部件可以共用，能夠進(jìn)一步降低印刷設(shè)備的用料成本，是高效集成控制實現(xiàn)生產(chǎn)效率提升的典型體現(xiàn)。
國際上主流的光伏電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備提供商有Applied Materials 旗下的Baccini公司、德國ASYS 公司和英國DEK 公司;國內(nèi)設(shè)備廠商雖然起步較晚，但目前在技術(shù)上也不斷趨于成熟，主要廠商包括邁為股份、東莞科隆威。經(jīng)過多年工藝積累和技術(shù)追趕，目前國產(chǎn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備在印刷速率、印刷精度、碎片率等指標(biāo)方面已經(jīng)達(dá)到甚至超越以Baccini為代表的海外廠商，例如:邁為股份主營產(chǎn)品的印刷速率已能夠達(dá)到單軌2,750 片/小時，雙軌5,500 片/小時，印刷精度達(dá)到±5μm 3σ，碎片率小于0.1%;而海外供應(yīng)商以Baccini為代表，新產(chǎn)品的印刷速率為雙軌5,000 片/小時，印刷精度達(dá)到±6.25μm 3σ，碎片率小于0.2%，加之國產(chǎn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備的價格較國外廠商產(chǎn)品低10-20%，國產(chǎn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備的競爭力可見一斑。
據(jù)2018年上半年數(shù)據(jù)，國產(chǎn)邁為股份絲網(wǎng)印刷設(shè)備在國內(nèi)增量市場的份額(按訂單)已達(dá)到90%，基本完成在國內(nèi)市場的進(jìn)口替代。目前，邁為等國產(chǎn)廠家正進(jìn)一步對印度、越南、泰國、馬來西亞等新興光伏市場進(jìn)行設(shè)備出口。
2. 2019 年絲網(wǎng)印刷設(shè)備需求保持旺盛
隨著光伏行業(yè)電站投資單位成本的不斷下降，光伏電站新增裝機(jī)容量進(jìn)一步得到釋放，向上拉動組件、電池片產(chǎn)能的持續(xù)擴(kuò)張。尤其是近年來，由于硅片、電池工藝的進(jìn)一步升級帶來成本下降和效率提升，單晶電池從中受益更為顯著，加之高效組件在光伏電站投資收益方面優(yōu)勢的不斷凸顯，單晶電池取代多晶電池成為市場主流的趨勢越來越明顯。
在上述趨勢的推動下，光伏電池生產(chǎn)廠商紛紛開始了新一輪產(chǎn)能的迭代更新。特別是國內(nèi)電池廠商，由于生產(chǎn)技術(shù)和成本優(yōu)勢的進(jìn)一步凸顯，全球新增光伏電池產(chǎn)能開始加速向國內(nèi)集中。我們統(tǒng)計2018-2019 年國內(nèi)主要電池片生產(chǎn)廠商的擴(kuò)產(chǎn)計劃，擴(kuò)產(chǎn)總量約為34.6GW/年。根據(jù)調(diào)研情況，我們估計上述擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能約占國內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)總量的85%，2018-2019 年國內(nèi)電池片擴(kuò)產(chǎn)增量約為41GW/年，約占全球擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模的74%。
作為光伏電池制造的核心環(huán)節(jié)之一，絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié)的設(shè)備需求相應(yīng)受到拉動。一方面，由于2018-2019 年光伏電池產(chǎn)能的新一輪擴(kuò)張，新建電池產(chǎn)能必然對絲網(wǎng)印刷線產(chǎn)生大量需求;另一方面，考慮到光伏絲網(wǎng)印刷線的平均壽命在5-7 年左右，隨著光伏行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的高速發(fā)展，部分早年投入生產(chǎn)的絲網(wǎng)印刷線都面臨更新?lián)Q代。據(jù)此，我們對絲網(wǎng)印刷設(shè)備的市場規(guī)模初步進(jìn)行估計，可以看到2018-2019 是光伏電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備的需求高峰，利好設(shè)備供應(yīng)商業(yè)績的釋放。
四. 光伏電池技術(shù)儲備豐富，優(yōu)質(zhì)設(shè)備公司有望受益下一代技術(shù)催化
綜上所述，我們認(rèn)為，光伏產(chǎn)業(yè)受市場需求、技術(shù)更新等因素的驅(qū)動，產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)張。本輪光伏電池產(chǎn)能擴(kuò)建，拉動百億級制造設(shè)備市場，包括新技術(shù)工藝、傳統(tǒng)技術(shù)工藝在內(nèi)的設(shè)備廠商均從中獲益，相關(guān)企業(yè)業(yè)績有望大幅增長。在細(xì)分領(lǐng)域中，我們優(yōu)先重點關(guān)注PERC 工藝新增設(shè)備、核心工藝絲網(wǎng)印刷設(shè)備的供應(yīng)商:捷佳偉創(chuàng)、帝爾激光，邁為股份等。
未來，全球光伏產(chǎn)業(yè)將持續(xù)快速發(fā)展，需求增長、技術(shù)更新、產(chǎn)能更替上升的過程將持續(xù)進(jìn)行。目前N 型電池、準(zhǔn)單晶電池等技術(shù)已進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)階段，而HJT、IBC 等下一代電池技術(shù)則仍處于產(chǎn)業(yè)化技術(shù)儲備階段，未來有望成為新的主流。在新的光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化周期中，上述國內(nèi)光伏設(shè)備龍頭因在技術(shù)領(lǐng)域耕耘深厚、厚積薄發(fā)，將成為國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)攻克難關(guān)的中堅力量，并有望提前布局、引領(lǐng)變革，充分受益新到來的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，未來成長性值得長期關(guān)注。
寧德時代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...