中國光伏行業(yè)發(fā)展分析：光伏技術(shù)進(jìn)步持續(xù)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展[圖]

    光伏產(chǎn)業(yè)近年來的快速發(fā)展離不開技術(shù)驅(qū)動(dòng)降本提效。上一輪技術(shù)變革主要由拉棒環(huán)節(jié)和切片環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)，而目前組件和電池片環(huán)節(jié)的技術(shù)變化最為明顯。展望2019年，在發(fā)電成本持續(xù)下降、政策持續(xù)利好和新興市場快速興起等有利因素的推動(dòng)下，預(yù)計(jì)全年全球新增裝機(jī)量將達(dá)到110GW，而中國將保持在40-45GW之間。

    一、國產(chǎn)光伏市場現(xiàn)狀

    太陽能是全球發(fā)展最快的可再生能源。2018年全球太陽能光伏新增裝機(jī)市場達(dá)110GW，創(chuàng)歷史新高；總裝機(jī)量達(dá)到512GW，同比增長27%；2018年，中國新增裝機(jī)量達(dá)到44.4GW，雖同比下滑，但仍保持高位?？傃b機(jī)量達(dá)到175GW，占全球總裝機(jī)量的三分之一；展望2019年，在發(fā)電成本持續(xù)下降、政策持續(xù)利好和新興市場快速興起等有利因素的推動(dòng)下，全球光伏市場仍將保持在較高水平，預(yù)計(jì)全年全球新增裝機(jī)量將達(dá)到110GW，而中國將保持在40-45GW之間。

2008-2020年中國光伏總裝機(jī)量圖

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2012-2018年國內(nèi)光伏裝機(jī)量

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    二、行業(yè)發(fā)展趨勢

    2017年中國多晶硅、硅片、電池和組件等產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)的全球市場占比已分別達(dá)到55%、83%、68%和71%，市占率位居世界前列，為全球光伏制造大國，光伏產(chǎn)業(yè)已成為中國可參與國際競爭的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一。

    隨著歐盟對中國長達(dá)5年的“雙反”政策結(jié)束，歐洲光伏市場開始打開，對烏克蘭、西班牙的組件出口大幅增長，并形成傳統(tǒng)市場與新興光伏市場的多元市場格局，持續(xù)拉動(dòng)光伏需求。

2016-2018年光伏產(chǎn)品出口額

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2018年多元市場格局

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    裝機(jī)持續(xù)增長的同時(shí)，中國和全球太陽能電池片的產(chǎn)量都保持了持續(xù)增長的態(tài)勢；2018年，中國電池片產(chǎn)量再次攀升，達(dá)到87.2GW，同比增長21.1%以上。高效電池片更是供不應(yīng)求，專業(yè)化電池廠商開始崛起。

2016-2020年國內(nèi)電池片產(chǎn)能

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    在技術(shù)進(jìn)步及生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化改造的共同推動(dòng)下，中國多晶硅、硅片、電池片、組件等各環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本下降，價(jià)格整體處于向下通道；2018年全年，中國硅料價(jià)格下降50%、硅片價(jià)格下降40-50%、電池片價(jià)格下降30-40%、組件價(jià)格下降25-30%，整體裝機(jī)成本下降30%。

    目前光伏發(fā)電成本在全球多個(gè)國家或地區(qū)接近甚至低于常規(guī)能源，如2018年在墨西哥和沙特的幾個(gè)電站招標(biāo)中，投標(biāo)價(jià)格多低于0.2元/瓦，推動(dòng)越來越多全球光伏市場的增長；2018年12月29日，國內(nèi)大型平價(jià)上網(wǎng)光伏項(xiàng)目在青海格爾木正式并網(wǎng)發(fā)電，開創(chuàng)了國內(nèi)光伏平價(jià)上網(wǎng)的先例。

    往更長期看，行業(yè)的成長邏輯在于未來實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)之后對于傳統(tǒng)能源的替代，以及能源需求的自然增長。

2014-2018年各環(huán)節(jié)成本圖

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    展望2019年，技術(shù)進(jìn)步仍將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主題。新技術(shù)、新工藝帶來更低的建設(shè)成本、更高的生產(chǎn)效率、更好的產(chǎn)品性能。

    1、硅片

    硅片環(huán)節(jié)設(shè)備主要包括前道長晶設(shè)備和后道切片設(shè)備，前道設(shè)備主要有單晶硅生長爐（拉棒）和多晶硅鑄錠爐（鑄錠），工藝較為穩(wěn)定，未來降本是發(fā)展方向；后道設(shè)備主要有切片機(jī)和金剛線，未來薄片化切割為發(fā)展趨勢。

    硅片環(huán)節(jié)設(shè)備主要包括前道長晶設(shè)備和后道切片設(shè)備，前道設(shè)備主要有單晶硅生長爐（拉棒）和多晶硅鑄錠爐（鑄錠），工藝較為穩(wěn)定。參與廠商包括晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、精工科技、京運(yùn)通等；在單晶拉棒環(huán)節(jié)，可以通過優(yōu)化拉晶爐熱場結(jié)構(gòu)、提高投料量、提升拉速等技術(shù)降低單晶拉棒生產(chǎn)成本；在多晶鑄錠環(huán)節(jié)，可以通過技改升級為G7、G8機(jī)型鑄錠爐配合全熔高效工藝降低生產(chǎn)成本；2018年，拉棒和鑄錠環(huán)節(jié)設(shè)備投資額分別為6.5萬元/噸（包括機(jī)加環(huán)節(jié)）和2.8萬元/噸，由于市場對單晶硅片的需求不斷增加，單晶拉棒設(shè)備投資額未呈現(xiàn)明顯下降，多晶鑄錠設(shè)備的投資額則與2017年的4萬元/噸相比大幅下降。

2018-2025年鑄錠設(shè)備投資額趨勢

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    未來在切片環(huán)節(jié)，薄硅片趨勢有利于提升出片量，降低硅耗和電池成本。

    2、電池片

    電池片經(jīng)歷了從BSF到PERC到HIT的三代技術(shù)進(jìn)步。二代PERC工藝帶來背鈍化沉積和激光設(shè)備需求，2.5代SE、MWT、PERT、TopCon等帶來摻雜、激光、印刷、LPCVD等設(shè)備需求。而HIT為全新工藝路線技術(shù)，預(yù)計(jì)會(huì)帶來設(shè)備格局的重大改變。

    在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，太陽能電池片的生產(chǎn)過程是將硅片生產(chǎn)為能夠?qū)崿F(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的太陽能電池片的過程，該生產(chǎn)過程對光伏下游應(yīng)用端產(chǎn)品的性能、成本等關(guān)鍵指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。電池片的光電轉(zhuǎn)換效率也成為了體現(xiàn)晶體硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)水平的關(guān)鍵指標(biāo)；目前市場上的存量電池片中，常規(guī)工藝電池片（即BSF工藝電池片）占比最高。

    由于BSF電池背面金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無法降至200cm/s以下，因此到達(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；鈍化發(fā)射極和背面電池（PERC）通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層，可大大減少這種光電損失、增加光吸收幾率、顯著降低背表面復(fù)合電流密度，且具有成本較低、與現(xiàn)有電池生產(chǎn)線相容性高的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為高效太陽能電池的主流方向；異質(zhì)結(jié)（HJT）電池轉(zhuǎn)換效率高、降本潛力大，多家企業(yè)正在中試布局，實(shí)際產(chǎn)能約2GW。

PERC電池轉(zhuǎn)換效率一再突破

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    2019年伊始，隆基股份宣布其單晶雙面PERC電池經(jīng)國家光伏質(zhì)檢中心(CPVT)測試，正面轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.06%，是商業(yè)化尺寸PERC電池效率首次突破24%，就此打破了行業(yè)此前認(rèn)為的PERC電池24%的效率瓶頸，體現(xiàn)出PERC電池的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

    隨著大批光伏企業(yè)積極參與PERC生產(chǎn)，電池效率正在生產(chǎn)車間得以迅速提升，特別是單晶電池，最佳效率與量產(chǎn)效率之間的差距在縮短。

各種電池效率

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    由于PECVDAlOx技術(shù)采用相對成熟的PECVD沉積設(shè)備，當(dāng)前應(yīng)用比較多，2018年市場占比在67.5%左右；ALD沉積工藝有更精確的層厚控制和更好的鈍化效果，隨著ALD沉積設(shè)備的國產(chǎn)化突破，ALDAlOx+技術(shù)的市場占比將提高；目前國內(nèi)主流的PECVD供應(yīng)廠商包括梅耶博格、Centrotherm、豐盛裝備、捷佳偉創(chuàng)等；ALD設(shè)備供應(yīng)商包括微導(dǎo)、理想能源等。

2018-2025年ALDAlOx+技術(shù)的市場占比

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    一方面，由于金屬鋁需要與鈍化層下的硅片基體建立接觸，因此需要為金屬鋁和硅基的接觸建立通道。通常的做法是去除背面某些地方的鈍化疊層，當(dāng)前的主流技術(shù)是使用激光；激光在光伏行業(yè)中應(yīng)用很廣，可選擇的激光技術(shù)有很多。

    目前行業(yè)主要關(guān)注的是激光燒蝕法；另一方面，對于含SE結(jié)構(gòu)的PERC電池，可利用電池正面的殘余PSG進(jìn)行高能量激光摻雜實(shí)現(xiàn)SE；大部分提供激光解決方案的供應(yīng)商都提供背面鈍化層開槽設(shè)備，既有專業(yè)的激光設(shè)備公司，如大族激光、帝爾激光；也有光伏設(shè)備供應(yīng)商，如Schmid、Manz；此外，包括邁為股份在內(nèi)的公司也正向激光設(shè)備積極布局。

    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。這樣既降低了硅片和電極之間的接觸電阻，又降低了表面的復(fù)合，提高了少子壽命；與常規(guī)電池相比，激光摻雜SE太陽電池的開路電壓和短路電流都有明顯的提升；SE技術(shù)處理過的電池相比傳統(tǒng)太陽電池有0.3%的效率提升，SE技術(shù)跟PERC技術(shù)相結(jié)合，可以使電池的量產(chǎn)效率輕易突破22%。

    普通的PERC電池只能正面發(fā)電，PERC雙面電池是將普通PERC電池不透光的背面鋁（（全面印刷，不透光）換成局部鋁柵線（（局部印刷，透光）），實(shí)現(xiàn)電池背面透光，同時(shí)采用2.5mm厚透明玻璃背板，制成PERC雙面組件，這樣來自地面等的反射光就能夠被組件吸收；雙面PERC電池在組件端會(huì)較常規(guī)PERC產(chǎn)品提升一檔，即5W左右，疊加雙面組件系統(tǒng)端增加10~25%發(fā)電量。

    常規(guī)P型電池由于使用硼摻雜的硅襯底，長時(shí)間光照后易形成硼氧鍵，在基體中捕獲電子形成復(fù)合中心，導(dǎo)致3~4%的功率衰減；而N-PERT電池使用N型硅襯底，磷摻雜的基體使得電池幾乎無光致衰減。

    N-PERT電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)，一個(gè)是雙面摻雜，另一個(gè)是雙面鈍化。對應(yīng)在設(shè)備環(huán)節(jié)端，主要是擴(kuò)散設(shè)備和鍍膜設(shè)備的變化。其中正面擴(kuò)散設(shè)備進(jìn)口為主，國產(chǎn)廠商有捷佳偉創(chuàng)。背面擴(kuò)散主要采用離子注入的方式，設(shè)備進(jìn)口為主。鍍膜環(huán)節(jié)主要還是PECVD設(shè)備。

    3、組件

    半片、疊瓦、多主柵(MBB)、雙面等組件技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用。其中半片組件新增切片設(shè)備和串焊機(jī)需求，疊瓦組件采用全新的焊接方式，使用專用的疊瓦設(shè)備，包含點(diǎn)膠/絲印/疊串等核心工藝步驟。

    組件環(huán)節(jié)通過各種不同的封裝工藝，在既有的電池片效率前提下，盡量提升組件的輸出功率或增加組件全生命周期內(nèi)的單瓦發(fā)電量；太陽能組件主要由電池片、互聯(lián)條、匯流條、鋼化玻璃、EVA、背板、鋁合金、硅膠、接線盒這九大核心組成部分；組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要包括分選→焊接→層疊→層壓→EL測試+中檢→裝框→裝接線盒→固化→清洗→IV測試→成品檢驗(yàn)。

    目前1個(gè)GW組件對應(yīng)的設(shè)備投資大約為6000-7000萬元左右。以2018年87GW光伏組件產(chǎn)量計(jì)算，存量設(shè)備市場空間約60億元；從參與公司來看，組件環(huán)節(jié)設(shè)備競爭相對更激烈。其中，先導(dǎo)智能、金辰股份、博碩光電、羿珩科技、蘇州晟成等都擁有光伏組件自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備的生產(chǎn)能力，而奧特維在串焊機(jī)、恒輝光電等再層壓機(jī)領(lǐng)域都有各自的優(yōu)勢。

    與電池片環(huán)節(jié)相對應(yīng)，一般認(rèn)為通過優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)，改進(jìn)主流組件制作工藝或使用新材料所獲得的光電轉(zhuǎn)換效率大幅提高的組件為高效組件；目前主要的組件技術(shù)中，半片技術(shù)相對較為成熟，國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能超過15GW；多主柵技術(shù)(MBB)則因良率較難控制且設(shè)備投資較高等因素，截至2017年底，產(chǎn)能約為2-3GW；疊瓦技術(shù)對于組件功率的提升最大，但同時(shí)難度也較大，目前國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能約2GW。除此之外，單面雙玻、雙面雙玻等技術(shù)也可以一定程度上提升轉(zhuǎn)換效率，減少LOCE。

2017-2025年組件生產(chǎn)設(shè)備投資

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2018-2025年半片、疊瓦電池組件市占率

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2017-2028年半片電池的滲透率圖

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2018-2025年組件價(jià)格（元/W）

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    4、裝機(jī)

    在技術(shù)進(jìn)步及生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化改造的共同推動(dòng)下，多晶硅、硅片、電池片、組件等各環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本下降，價(jià)格整體處于向下通道，判斷2019年國內(nèi)光伏系統(tǒng)成本預(yù)期累計(jì)降價(jià)空間在0.4-0.5元/W。

    以地面光伏系統(tǒng)為例，其初始投資主要由組件、逆變器、支架、電纜、一次設(shè)備、二次設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備成本，以及土地費(fèi)用、電網(wǎng)接入、建安、管理費(fèi)用等部分構(gòu)成；其中一次設(shè)備包含箱變、主變、開關(guān)柜、升壓站（50MW,110KV）等設(shè)備，二次設(shè)備包括監(jiān)控、通信等設(shè)備；除了組件價(jià)格下降0.2元/W左右以外：1）由于組件高效化帶來BOS成本的降低，大概會(huì)有0.1~0.15元/W的下降空間；2）由于1500V應(yīng)用、設(shè)計(jì)優(yōu)化等，可能會(huì)帶來0.1~0.15元/W的下降空間；3）綜上所示，2019年國內(nèi)的光伏系統(tǒng)成本預(yù)期累計(jì)空間在0.5元/W。

    雖然光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，但由于光伏發(fā)電現(xiàn)階段的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)仍高于常規(guī)能源，光伏行業(yè)發(fā)展依然需要政府政策及相應(yīng)補(bǔ)貼的扶持。而光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的持續(xù)下降以及補(bǔ)貼的持續(xù)下降將倒逼電站系統(tǒng)成本的下降，進(jìn)而促進(jìn)光伏制造成本的進(jìn)一步下降，若未來光伏制造成本及系統(tǒng)成本下降的幅度慢于補(bǔ)貼下降的幅度，這將對中國的光伏行業(yè)的市場需求和行業(yè)景氣度產(chǎn)生較大不利影響，進(jìn)而可能使得設(shè)備公司境內(nèi)新簽訂單及經(jīng)營業(yè)務(wù)出現(xiàn)下降的風(fēng)險(xiǎn)。

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國光伏系統(tǒng)行業(yè)市場行情動(dòng)態(tài)及投資戰(zhàn)略咨詢報(bào)告》