光伏設(shè)備行業(yè)分析:技術(shù)路徑、產(chǎn)業(yè)鏈、競(jìng)爭(zhēng)情況及發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2013 年以來,我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量增長(zhǎng)迅速,從 2013 年的 19.42GW 增長(zhǎng)至 2021 年的 306GW,全國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量已超過 15 倍增長(zhǎng)。據(jù)《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖 2021》顯示,預(yù)計(jì)在“十四五”期間,全球每年新增光伏裝機(jī)規(guī)模將超過 220GW,我國(guó)每年新增光伏裝機(jī)規(guī)模將超 75GW。我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量將進(jìn)一步擴(kuò)大,樂觀情況下 2025 年有望達(dá)到 700GW。光伏產(chǎn)業(yè)景氣度的增加肯定會(huì)擴(kuò)大配套設(shè)備的需求。

01
行業(yè)特點(diǎn)
1、技術(shù)迭代快:光伏行業(yè)進(jìn)入無補(bǔ)貼、純市場(chǎng)化階段,技術(shù)降本將成為市場(chǎng)前進(jìn)的大方向?;仡櫄v史,光伏平均技術(shù)迭代周期在3年左右,也就代表3年存量產(chǎn)能將經(jīng)歷一輪淘汰。這對(duì)光伏設(shè)備行業(yè)整體來說是一種利好,會(huì)周期性的刺激設(shè)備更新?lián)Q代,從而有望帶來周期性的繁榮。
2、平臺(tái)化布局:光伏屬于泛半導(dǎo)體行業(yè),技術(shù)與半導(dǎo)體具有相同性。使得絕大多龍頭光伏設(shè)備企業(yè)未來的終局都將是光伏+半導(dǎo)體平臺(tái)化布局,利用自身在光伏領(lǐng)域研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、向半導(dǎo)體行業(yè)延伸,打開新的成長(zhǎng)空間。
3、市場(chǎng)空間大:光伏需求在未來可預(yù)見的10年內(nèi)都將快速發(fā)展,預(yù)計(jì)2030年新增裝機(jī)量有望超1000GW,光伏設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望超千億。
02
技術(shù)發(fā)展及對(duì)設(shè)備的影響
技術(shù)變革帶來成本下降和電池光電轉(zhuǎn)換效率的提升。過去十年間光伏效率提升顯著,這與光伏全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)的共同進(jìn)步是分不開的,其中包括硅料環(huán)節(jié)改良西門子法,單晶拉棒環(huán)節(jié)的 RCZ 法,硅片環(huán)節(jié)的金剛線切割法,電池環(huán)節(jié)的 PERC 電池技術(shù)以及組件環(huán)節(jié)的多主柵技術(shù)等,而當(dāng)前技術(shù)進(jìn)步的腳步仍未停歇,顆粒硅、CCZ、新型電池等技術(shù)有望進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)降本增效。

1、硅片技術(shù)
大尺寸已成為行業(yè)未來重要的發(fā)展趨勢(shì),隨著相關(guān)技術(shù)研究越來越深入、制程越來越精益、差異化越來越明顯,未來市場(chǎng)會(huì)對(duì)設(shè)備制造商提出更多、更高的要求。后續(xù)的技術(shù)進(jìn)步主要圍繞拉晶、加工設(shè)備的優(yōu)化升級(jí),對(duì)于企業(yè)而言被不同技術(shù)路線替代的可能性目前來看較低。
硅片大尺寸與薄片化已經(jīng)成為行業(yè)的共識(shí),目前硅片大尺寸有“182”與“210”兩條技術(shù)路線,大尺寸會(huì)產(chǎn)生新的硅片設(shè)備和存量設(shè)備更新需求。
硅片生產(chǎn)主要包括長(zhǎng)晶、截?cái)嗲蟹?、測(cè)試分選幾個(gè)環(huán)節(jié),長(zhǎng)晶和切片是核心制造環(huán)節(jié),目前主流的單晶爐熱屏內(nèi)徑在 270mm,然而 M12 硅片的外徑卻達(dá)到 295mm,現(xiàn)有的長(zhǎng)晶設(shè)備無法滿足新的大尺寸需求,因此會(huì)產(chǎn)生大尺寸長(zhǎng)晶設(shè)備需求。
大尺寸硅片薄片化過程中導(dǎo)致碎片率更高,相應(yīng)的切片機(jī)也需要更新。在電池片生產(chǎn)設(shè)備方面,擴(kuò)散、沉積在密封的管道中操作,對(duì)應(yīng)的設(shè)備尺寸需擴(kuò)大,另一方面,制絨、鍍膜等工藝環(huán)節(jié)均勻度會(huì)更高,因此設(shè)備需要更新迭代。在組件生產(chǎn)設(shè)備方面,相應(yīng)的層壓機(jī)和串焊機(jī)也需要變長(zhǎng)變寬,同樣組件設(shè)備也需要更新迭代。
2、電池片技術(shù)
太陽(yáng)能電池設(shè)備的市場(chǎng)需求主要取決于下游光伏電池片的技術(shù)迭代,光伏電池片目前的發(fā)展階段:常規(guī)鋁背板 BSF 電池(1 代)→PERC 電池(2 代)→PERC+電池(TOPCon)(2.5 代)→HJT 電池(3 代)→IBC 電池(4 代)等。每一次新技術(shù)迭代,光伏電池行業(yè)都會(huì)迎來 2-3 年新一輪的擴(kuò)產(chǎn)周期,進(jìn)而帶動(dòng)代表新技術(shù)的電池設(shè)備需求。

(1)TOPCon
TOPCon 簡(jiǎn)單來說即利用氧化硅、摻雜多晶硅實(shí)現(xiàn)鈍化接觸,是一種利用超薄氧化層作為鈍化層結(jié)構(gòu)的高效太陽(yáng)能晶硅電池。1983 年,“太陽(yáng)能之父”澳大利亞太陽(yáng)能科學(xué)家馬丁·格林開發(fā)了使用隧穿氧化層與多晶硅層的電池結(jié)構(gòu)。2014 年,德國(guó) Fraunhofer ISE 研究所宣布實(shí)現(xiàn)基于隧穿層鈍化技術(shù)的小面積電池,效率為 23%,并將該電池結(jié)構(gòu)命名為 TOPCon。
從工藝兼容性上看TOPCon 與PERC兼容性較好,僅需在 PERC 產(chǎn)線上增加硼擴(kuò)散、LPCVD(或 PECVD)以及濕法刻蝕機(jī)臺(tái)。同時(shí)根據(jù)ISFH 的測(cè)算,TOPCon 電池理論極限效率為 28.7%,十分接近單結(jié)電池的效率極限 29.43%。
TOPCon 電池效率相較于 PERC 高近 1%,同 HJT 目前相當(dāng),組件功率比 PERC 高 15-20W。由于采用 N 型硅片和雙面銀漿,成本高于 PERC,隨著電池良率提高及高效率帶來的組件成本降低,成本有望低于 0.1 元/W。性能上,TOPCon 技術(shù)的組件雙面率、溫度系數(shù)等優(yōu)于 PERC。同時(shí) N 型 TOPCon 電池組件能與多主柵、半片、疊片技術(shù)相配合,可以實(shí)現(xiàn)更高的組件效率。

(2)HJT
異質(zhì)結(jié)電池(HJT)即本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池,其 PN 結(jié)由非晶硅(a-Si)與晶體硅(c-Si)形成,由日本三洋公司于 1990 年研發(fā)成功并推向市場(chǎng)。HJT 電池誕生至今已經(jīng)超過 20 年,技術(shù)本身是成熟的,此前在商業(yè)化上沒有取得太多突破主要受制于兩方面原因,一是專利保護(hù)期,二是其在經(jīng)濟(jì)性上在當(dāng)時(shí)沒有優(yōu)勢(shì)。2015 年,三洋異質(zhì)結(jié)專利保護(hù)到期,行業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇。
HJT 產(chǎn)線僅有 4 道工藝,即清洗制絨→非晶硅鍍膜→TCO 鍍膜→絲網(wǎng)印刷、退火、測(cè)試,相較于 PERC 和 TOPCon 工藝流程大幅減少。HJT 電池由于在制備過程中對(duì)清潔度的要求高于 PERC 電池,對(duì)設(shè)備和車間的潔凈度提出了更高的要求,所以原有的 PERC 產(chǎn)線無法和 HJT 產(chǎn)線進(jìn)行兼容,這是當(dāng)下制約 HJT 的地方。
HJT 電池主要的優(yōu)勢(shì)包括:1)低溫工藝:加工溫度低于 200℃~250℃,一方面可以降低能耗,更為重要的是低溫工藝可以大幅降低硅片的熱損傷,有利于硅片薄片化,從而降低成本。2)無 PID 效應(yīng)與無 LID 效應(yīng):HJT 為 N 型襯底硅片,摻雜磷,沒有 P 型硅片面臨的硼氧復(fù)合、硼鐵復(fù)合問題。3)低溫度系數(shù):HJT 高溫與低溫環(huán)境都表現(xiàn)出較好的溫度特性。4)雙面對(duì)稱結(jié)構(gòu):高雙面率,提高電池發(fā)電收益。5)高開路電壓:本征薄膜能夠有效鈍化晶體硅與摻雜非晶硅的界面缺陷,開路電壓高于常規(guī)電池。

(3)IBC
IBC(Interdigitated back contact 指交叉背接觸)電池出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 70 年代,是指電池正面無電極,正負(fù)兩極金屬柵線呈指狀交叉排列于電池背面。IBC 電池最大的特點(diǎn)是 PN 結(jié)和金屬接觸都處于電池的背面,正面沒有金屬電極遮擋的影響,因此具有更高的短路電流密度,同時(shí)背面可以容許較寬的金屬柵線來降低串聯(lián)電阻,從而提高填充因子,加上電池前表面場(chǎng)以及良好鈍化作用帶來的開路電壓增益,因此 IBC 電池不僅轉(zhuǎn)換效率高,而且看上去更美觀。IBC 電池最高轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破 26.6%。在國(guó)內(nèi),隨著光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,越來越多的光伏企業(yè)對(duì) IBC電池技術(shù)進(jìn)行研發(fā)投入,如國(guó)家電投等。

(4)TBC
通過對(duì)傳統(tǒng) IBC 電池的背表面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),增加鈍化接觸結(jié)構(gòu)。即用 p+和 n+的 POLY-Si 作為 Emitter 和 BSF,并在 POLY-Si 與摻雜層之間沉積一層隧穿氧化層 SiO2。這樣的背表面鈍化可以有效降低復(fù)合,實(shí)現(xiàn)更好的接觸,進(jìn)而提高電池轉(zhuǎn)化效率。
(5)HBC
2014 年,松下在 HJT 電池基礎(chǔ)上,結(jié)合 IBC 電池結(jié)構(gòu),開發(fā)了 HBC 電池,轉(zhuǎn)換效率 25.6%。2017 年,Kaneka 刷新 HBC 電池轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄至 26.63%。HBC 電池背面的 Emitter 和 BSF 區(qū)域?yàn)?p+非晶硅和 n+非晶硅層,在異質(zhì)結(jié)接觸區(qū)域插入一層本征非晶硅鈍化層。HBC 電池具有高質(zhì)量的鈍化效果和低的溫度系數(shù),并同時(shí)具備大短路電流和高開路電壓的雙重優(yōu)勢(shì)。

03
產(chǎn)業(yè)鏈分析
光伏產(chǎn)業(yè)可以分為硅料、硅片、電池、組件和光伏系統(tǒng)等環(huán)節(jié),其中硅料與硅片環(huán)節(jié)為產(chǎn)業(yè)上游,電池片與光伏組件為行業(yè)中游,下游為發(fā)電系統(tǒng)。
在硅料環(huán)節(jié),工業(yè)硅被提純成為光伏級(jí)多晶硅料;在硅片環(huán)節(jié),多晶硅料被加工成為單晶硅棒或多晶硅錠,再經(jīng)過截?cái)?、開方、切片等工藝,得到單晶硅片或多晶硅片;在電池片環(huán)節(jié),硅片經(jīng)過制絨清洗、擴(kuò)散制結(jié)、刻蝕、化學(xué)氣相沉積和絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等步驟,得到硅基光伏電池片;在組件環(huán)節(jié),光伏電池片將與光伏膠膜、光伏玻璃背板等組裝在一起,得到可以應(yīng)用于下游光伏電站的光伏組件。
根據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)流程可以大體把光伏設(shè)備劃分為四大階段:硅料環(huán)節(jié)、硅片環(huán)節(jié)、電池環(huán)節(jié)、組件環(huán)節(jié)。

1、光伏全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備廠商深度梳理

2、硅料環(huán)節(jié)
(1)還原爐
還原爐是改良西門子法多晶硅核心生產(chǎn)設(shè)備,價(jià)值量與數(shù)量占比最高。多晶硅還原爐作為壓力容器的一種,為改良西門子法工藝的核心生產(chǎn)設(shè)備。以亞洲硅業(yè)截止到 2020 年上半年的主要工序生產(chǎn)設(shè)備為例,其用于還原工序的還原爐數(shù)量為 58 臺(tái),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于制氫、合成、氫化、提純等工序?qū)τ趬毫θ萜鞯男枨罅俊r(jià)值量構(gòu)成來看,以大全能源截止到 2020 年生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成來看,還原爐及配套設(shè)施價(jià)值占比約 42.5%。
硅烷流化床法與改良西門子法工藝主要差別在于多晶硅結(jié)晶工藝的不同,前段工藝基本相同。

(2)相關(guān)公司
多晶硅生產(chǎn)設(shè)備主要為壓力容器,供應(yīng)商包括蘭石重裝、海陸重工、雙良節(jié)能、東方電熱、科新機(jī)電、江蘇中圣等。其中,以雙良節(jié)能(60-70%市占率)、東方電熱(30%市占率)雙寡頭壟斷西門子法多晶硅還原爐市場(chǎng)。

3、硅片環(huán)節(jié)
硅片制備過程中,長(zhǎng)晶與切片為核心環(huán)節(jié),分別對(duì)應(yīng)長(zhǎng)晶爐與切片機(jī)。
(1)單晶爐
目前光伏用料以單晶硅為主,單晶爐為硅片環(huán)節(jié)主要設(shè)備。國(guó)內(nèi)光伏領(lǐng)域單晶爐已實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,主要供應(yīng)商包括晶盛機(jī)電、連城數(shù)控、北方華創(chuàng)、京運(yùn)通等,新進(jìn)入者包括無錫松瓷等。
從競(jìng)爭(zhēng)格局上看,目前為晶盛機(jī)電(約70%市占率)、連城數(shù)控(約20%市占率)雙寡頭壟斷格局。
連城數(shù)控在業(yè)務(wù)上深度綁定隆基股份。2020 年連城數(shù)控來自隆基股份的營(yíng)業(yè)收入為 17.19 億元,占全部營(yíng)業(yè)收入的 92.67%。同時(shí)連城數(shù)控在股權(quán)方面與隆基股份有較深的關(guān)聯(lián),公司控股股東沈陽(yáng)匯智的董事長(zhǎng)鐘寶申為隆基股份公司董事長(zhǎng)。
在隆基股份之外,晶盛機(jī)電占據(jù)最大市場(chǎng)份額。晶盛機(jī)電主要客戶包括中環(huán)股份、通威股份、晶科能源、上機(jī)數(shù)控、晶澳科技、合晶科技、有研新材等國(guó)內(nèi)主要硅片生產(chǎn)企業(yè)。在硅片核心設(shè)備單晶爐方面公司形成了技術(shù)和市場(chǎng)規(guī)模的雙重護(hù)城河,公司產(chǎn)品全自動(dòng)單晶硅生長(zhǎng)爐被工信部評(píng)為第三批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍。

(2)切割設(shè)備
切片機(jī)性能的提升方向主要在于生產(chǎn)成本的降低、效率的提高、硅片質(zhì)量的保障。具體來看,生產(chǎn)成本的降低主要體現(xiàn)在細(xì)線化切割、切薄工藝對(duì)硅片進(jìn)行薄片化切割等方面;生產(chǎn)效率的進(jìn)步主要體現(xiàn)在切割線速度的提升,從而縮短切割工藝時(shí)間方面;硅片質(zhì)量方面,主要體現(xiàn)在提高切割設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與一致性,提升切片良率,硅片總厚度變化(TTV)均值與線痕均值的降低方面。

2016 年之前,光伏行業(yè)切割設(shè)備仍然以外資廠商為主,包括梅耶博格、小松 NTC 等。近年來隨著國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)的不斷積累,目前多線切割設(shè)備已完成進(jìn)口替代,代表廠商包括連城數(shù)控、高測(cè)股份、上機(jī)數(shù)控等。
連城數(shù)控深度綁定隆基,近年來致力于開拓更多隆基以外客戶。
高測(cè)股份 GC700X 金剛線晶硅切片機(jī)通過軸距變化可滿足多規(guī)格光伏硅片尺寸切割需求,兼容 16X/18X/21X/22X/23X 硅片尺寸切割要求。
上機(jī)數(shù)控在高硬脆材料專用加工設(shè)備基礎(chǔ)上,于 2019 年將業(yè)務(wù)進(jìn)一步延伸至光伏單晶硅的生產(chǎn)與銷售。2021 年 10 月,弘元新材三期 10GW 單晶配套切片項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)首根 210MM 單晶方棒的切片加工,標(biāo)志著項(xiàng)目正式進(jìn)入運(yùn)行階段。

4、電池環(huán)節(jié)
電池技術(shù)發(fā)展方向很多,這里僅就目前主流的技術(shù)方向及相關(guān)設(shè)備、公司予以說明。
(1)TOPCon 電池技術(shù)路線及核心設(shè)備
1)概述:
TOPCon 產(chǎn)線與現(xiàn)有主流電池技術(shù) PERC 具備較好的設(shè)備兼容性,增加的設(shè)備主要圍繞 TOPCon 核心工藝。目前 PERC 的設(shè)備投資在 1.5 億元/GW 左右,對(duì)于產(chǎn)線的升級(jí),增加的設(shè)備投資額在 5,000 萬元~7,000 萬元。
TOPCon工藝制備中,最核心的環(huán)節(jié)為多晶硅的沉積。不同方案的選擇涉及到的不同核心設(shè)備包括 LPCVD、PECVD、PVD、ALD 等。工藝比較及設(shè)備需求如下:

除多晶硅沉積之外,TOPCon 工藝制備中,隧穿氧化層也是相較于 PERC 的增量工藝步驟,目前主要的工藝方法包括熱氧化法、PECVD、原子層沉積、濕化學(xué)法、準(zhǔn)分子源干氧等,分別對(duì)應(yīng)設(shè)備熱氧化管式爐、板式PECVD/管式 PECVD、ALD、槽式濕法設(shè)備、槽式濕法設(shè)備。隧穿氧化層的制備,厚度是關(guān)鍵特性之一,通常在 1.5nm~2nm 之間。

2)相關(guān)公司:
拉普拉斯(連城數(shù)控參股公司):成立于 2016 年 5 月,2017 年推出首款 LPCVD 中試產(chǎn)品,致力于成為光伏高端裝備與解決方案提供商及引領(lǐng)者。目前公司核心產(chǎn)品以熱制程(擴(kuò)散、氧化、退火等)、鍍膜(PECVD、LPCVD、ALD 等)、以及配套自動(dòng)化設(shè)備為主。
江蘇微導(dǎo):光伏事業(yè)部以關(guān)鍵真空鍍膜與刻蝕設(shè)備為主,核心技術(shù)為 ALD、PEALD、PECVD,Diffusion/LP,RIE 等產(chǎn)品。PEALD 結(jié)合了 ALD 與等離子體輔助沉積方法,江蘇微導(dǎo)是首家引入該技術(shù)的設(shè)備供應(yīng)商,主要應(yīng)用于 TOPCon 制備。
連城數(shù)控:控股公司艾華(無錫)半導(dǎo)體科技有限公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于半導(dǎo)體薄膜外延生長(zhǎng),核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)在光伏、半導(dǎo)體材料領(lǐng)域深耕多年。參股光伏與半導(dǎo)體濕法設(shè)備供應(yīng)商上海釜川智能科技股份有限公司。
普樂新能源(北京科銳控股子公司):普樂新能源成立于 2006 年,目前主營(yíng)業(yè)務(wù)為研制與銷售基于 TOPCon電池技術(shù)開發(fā)的 LPCVD 等設(shè)備。
金辰股份:2019 年進(jìn)軍 TOPCon 高效電池 PECVD 設(shè)備的研制,技術(shù)路線為管式 PECVD。公司在 TOPCon電池方面與中科院寧波材料所展開戰(zhàn)略合作,以管式 PECVD 實(shí)現(xiàn) TOPCon“超薄氧化硅”+“原位摻雜非晶硅”制備,與晶澳的合作進(jìn)入中試提效階段;與東方日升的合作平均效率超過 24%;與晶科合作,引入公司PECVD 技術(shù)用于 TOPCon 電池的研發(fā)。
捷佳偉創(chuàng):捷佳偉創(chuàng)在 TOPCON 領(lǐng)域推出了 LPCVD 與三合一管式 PECVD,具備整線設(shè)備供應(yīng)能力,公司近期獲得潤(rùn)陽(yáng) 5GW TOPCon 整線訂單。
奧特維:計(jì)劃通過定增募集資金實(shí)施 TOPCon 電池設(shè)備的布局,主要為 LPCVD 路線,還包括硼摻雜設(shè)備。
(2)HJT電池技術(shù)路線及相關(guān)設(shè)備
1)概述:
HJT 工藝步驟簡(jiǎn)單,主要為四步,分別是清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、TCO 制備、電極制備,其中,最核心的工藝環(huán)節(jié)為非晶硅薄膜沉積。為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率,預(yù)計(jì) 2022 年 HJT 量產(chǎn)線將進(jìn)一步普及硅片吸雜工藝,導(dǎo)入背面拋光工藝;在 PECVD 環(huán)節(jié)引入微晶硅工藝。
HJT 四道主要工藝流程中,非晶硅薄膜沉積技術(shù)難度最大,設(shè)備價(jià)值占比約 50%,即現(xiàn)階段 1GW 產(chǎn)線對(duì)應(yīng)的 PECVD 設(shè)備價(jià)值量約 2 億元。
作為 HJT 電池制備核心環(huán)節(jié),不斷追求 PECVD 設(shè)備更優(yōu)的性能與經(jīng)濟(jì)性是各家設(shè)備供應(yīng)商主要目標(biāo)。競(jìng)爭(zhēng)格局方面,目前異質(zhì)結(jié)的 PECVD 已完成進(jìn)口替代,新增產(chǎn)線基本由國(guó)產(chǎn)品牌中標(biāo),代表性企業(yè)包括邁為股份、理想萬里暉、鈞石、捷佳偉創(chuàng)、金辰股份等。

2)相關(guān)公司:
邁為股份:自 2019 年以來,邁為團(tuán)隊(duì)先后成功研制第一代產(chǎn)能 250MW、第二代產(chǎn)能 400MW、第三代產(chǎn)能 600MW 的高效率、大產(chǎn)能、低成本異質(zhì)結(jié)設(shè)備,在客戶端實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先同行的電池轉(zhuǎn)換效率與良率數(shù)據(jù)。邁為采用Inline多腔體準(zhǔn)動(dòng)態(tài)PECVD鍍膜技術(shù),設(shè)備特點(diǎn)為一層薄膜在多個(gè)腔室內(nèi)完成,從而提高了生產(chǎn)節(jié)拍。應(yīng)對(duì)大尺寸電池需求,采用 210 半片技術(shù)單臺(tái)設(shè)備設(shè)計(jì)產(chǎn)能提升至 11200 半片/時(shí)。
理想萬里暉:上海理想萬里暉前身為理想能源 PECVD 事業(yè)部,2012 年拆分重組,2013 年完成注冊(cè)。理想萬里暉真空裝備(泰興)成立于 2017 年,可以實(shí)現(xiàn)異質(zhì)結(jié) PECVD 設(shè)備年產(chǎn)能 10GW,累計(jì)獲得 HJT 客戶 12家,通過客戶驗(yàn)收 9 家。理想采用“雙真空”反應(yīng)腔設(shè)計(jì),多個(gè)子腔室共用一個(gè)大腔室,產(chǎn)能升級(jí)成本較低。
鈞石能源:鈞石能源擁有 HJT 電池 GW 級(jí)生產(chǎn)設(shè)備,主要設(shè)備 PECVD、PVD、印刷機(jī)等兼容 166mm、18xmm、210mm 尺寸硅片。鈞石采用大產(chǎn)能設(shè)計(jì),特點(diǎn)為單個(gè)大腔室,單板片數(shù)可以達(dá)到 13×13,即 169 片。
捷佳偉創(chuàng):除板式 PECVD 之外,公司全資子公司常州捷佳創(chuàng)首批管式 PECVD 工藝電池于 2021 年 8 月下線。目前,管式 PECVD 正在中試線上進(jìn)行量產(chǎn)定型的工藝調(diào)試。
金辰股份:自主研發(fā)的首臺(tái) HJT PECVD 設(shè)備于 2021 年 6 月進(jìn)駐晉能,于 8 月初完成安裝調(diào)試。2021 年12 月末,公司發(fā)布消息,PECVD 通過設(shè)備工藝驗(yàn)證,電池片平均效率 24.38%(Voc>745mv,F(xiàn)F>84.5%),效率分布的收斂性較高,最優(yōu)批次平均效率達(dá) 24.55%。
5、組件環(huán)節(jié)
(1)概述:
光伏組件的生產(chǎn)工藝可分為串焊/疊瓦、疊層及 EL 測(cè)試、層壓、裝框、安裝接線盒、固化、清洗、測(cè)試包裝等步驟。其中,核心裝備包括串焊機(jī)、激光劃片機(jī)、層壓機(jī)等。目前,組件設(shè)備行業(yè)基本形成了以?shī)W特維、金辰股份、先導(dǎo)智能、寧夏小牛(未上市)以及康躍科技等廠商的格局。

(2)相關(guān)公司:
奧特維:光伏組件設(shè)備龍頭。公司以常規(guī)串焊機(jī)、多主柵串焊機(jī)以及激光劃片機(jī)等光伏組件設(shè)備為核心業(yè)務(wù),同時(shí)還向單晶爐、硅片分選機(jī)、光注入退火爐等硅片和電池設(shè)備縱向延伸。此外,公司還有半導(dǎo)體封裝設(shè)備(鍵合機(jī))以及鋰電設(shè)備(模組 PACK 線)等新興業(yè)務(wù)。
金辰股份:組件自動(dòng)化設(shè)備龍頭。以串焊機(jī)、層壓機(jī)以及光伏組件自動(dòng)化設(shè)備為核心業(yè)務(wù),具備光伏組件設(shè)備整線供應(yīng)能力。同時(shí),公司還開發(fā)銷售了電注入抗光衰設(shè)備、電池上下料機(jī)、PL 測(cè)試儀等電池自動(dòng)化設(shè)備。此外,值得關(guān)注的是,公司目前正在重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用在N 型電池領(lǐng)域的PECVD 設(shè)備,且已有設(shè)備送至客戶進(jìn)行測(cè)試。
先導(dǎo)智能:鋰電設(shè)備龍頭,光伏設(shè)備、3C 設(shè)備多事業(yè)部共同發(fā)展。公司通過深度綁定全球動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代后,迅速成為鋰電池設(shè)備龍頭。與此同時(shí),公司在串焊機(jī)、層壓機(jī)等光伏組件設(shè)備領(lǐng)域也具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。并且,公司也在加大對(duì)制絨清洗、PECVD、氧化退火等光伏電池設(shè)備的研發(fā)投入,未來有望縱向拓展至光伏電池設(shè)備領(lǐng)域。
04
產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)格局
產(chǎn)能周期波動(dòng)過程中各環(huán)節(jié)擴(kuò)張周期不同,利潤(rùn)存在各環(huán)節(jié)之間流動(dòng)的現(xiàn)象。過去兩年硅料、硅片環(huán)節(jié)高盈利,產(chǎn)能擴(kuò)張速度快于電池及組件,預(yù)計(jì)待上游產(chǎn)能充分釋放后,硅片或進(jìn)入相對(duì)過剩環(huán)節(jié)盈利承壓;下游的電池組件已經(jīng)持續(xù)近兩年的低盈利,后續(xù)盈利水平預(yù)計(jì)向上,擴(kuò)產(chǎn)有望加快。

05
硅片、電池片和組件市場(chǎng)變化趨勢(shì)
1、硅片朝大尺寸方向發(fā)展:光伏的硅片尺寸大小影響到下游的電池片及組件的尺寸大小,目前市面上有幾種主流尺寸,比如 156.75mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm。硅片可以通過增大尺寸面積來攤薄各個(gè)環(huán)節(jié)的加工成本,但是結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈的配套情況,硅片尺寸存在最大上限。
2、硅片薄片化趨勢(shì):硅片變薄優(yōu)勢(shì)很多,一方面可以增加出片率,減少硅料的損耗,在硅料漲價(jià)的背景下很有意義;另一方面薄硅片柔韌性好,給柔性電池及組件增大了可能性。
3、切割線母線直徑變化趨勢(shì):切割線母線直徑越細(xì),切割縫隙越小,導(dǎo)致切割時(shí)產(chǎn)生的硅料損失也越少,從而降低硅料損耗,有助于硅片的薄片化發(fā)展。切割線母線的細(xì)化,在單位硅料內(nèi)可以增加硅片的產(chǎn)出,同時(shí)可以降低非硅成本,然而隨著切割線母線直徑越來越細(xì),對(duì)母線的抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能提出了非常大的要求,后續(xù)細(xì)線化技術(shù)的突破有賴于切割線母線材料方面的創(chuàng)新。
4、向高效電池片方向發(fā)展:隨著 PERC 轉(zhuǎn)換效率理論極限的不斷逼近,TOPCON 和 HJT未來幾年預(yù)計(jì)是電池片主流技術(shù)路線,從今年目前來看,TOPCON 的進(jìn)展比 HJT 好,HJT的成本下降速度較慢,目前低溫銀漿國(guó)產(chǎn)化及銀包銅的技術(shù)突破還有待觀察。
5、隨著主流電池片尺寸增大:隨著硅片尺寸變大成為降本的趨勢(shì),下游的電池片及組件尺寸相應(yīng)變大也是一個(gè)大的趨勢(shì)。
6、漿料消耗量逐步減少:?現(xiàn)在電池銀漿主要是低溫銀漿和高溫銀漿兩種,PERC 電池技術(shù)路線和 TOPCON 技術(shù)路線主要是用的高溫銀漿,而 HJT 電池技術(shù)路線是用的低溫銀漿,隨著未來幾年主柵技術(shù)和減少細(xì)柵寬度的技術(shù)進(jìn)展,正銀消耗量有望不斷減少。
7、向雙面組件方向發(fā)展:雙面組件并不是最近提出的,然而直到 2019 年雙面組件才出現(xiàn)大幅增長(zhǎng),隨著光伏組件安裝的增多,人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙面組件與跟蹤器一起使用,雙面組件功率更大、衰減更低、發(fā)電量更平穩(wěn)、增益更多。
8、向半片/疊片組件發(fā)展:半片組件與疊片組件相比全片組件可以提升組件的功率,同時(shí)可以提高發(fā)電量,在抗熱斑性方面,半片組件相比全片組件有更好的抗熱斑性,這可以提高高分子材料的可靠性,在熱損耗效應(yīng)方面,由于半片組件更能夠節(jié)省熱損耗,在輻照好的地區(qū),半片組件比雙面組件的發(fā)電量要多。
9、組件朝大尺寸方向發(fā)展:大尺寸組件具有非常好的可靠性及效率優(yōu)勢(shì),可以提升光伏系統(tǒng)的安全性,同時(shí)可以降低度電成本,大尺寸組件裝機(jī)量逐年遞增,成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。