光伏设备行业系列深度报告之二：从Perc到HIT从166mm到210mm

1、 HYPERLINK / 2全球光伏行业稳定发展，国内是最快增长极，2019年有望成为平价上网元年光伏产业近年来的快速发展离不开技术驱动降本提效。上一轮技术变革主要由拉棒环节和切片环节驱动，而目前电池片环节的技术变化最为明显。展望2019年，在发电成本持续下降、政策持续利好和新兴市场快速兴起等有利因素的推动下，预计全年全球新增装机量将达到110GW，而我国将保持在45GW左右。技术进步持续推动光伏行业进步硅片：该环节设备包括前道长晶设备和后道切片设备，前道设备主要有单晶硅生长炉（拉棒）和多晶硅铸锭炉（铸锭），工艺较为稳定，大硅片是主攻方向；后道设备有切片机和金刚线，未来薄片化切割为发展趋势；电

2、池片：电池片经历了从BSF到PERC到HIT的三代技术进步。当前二代PERC为主流工艺，带来背钝化沉积和激光设备新需求，而HIT为全新工艺路线技术，预计将带来设备格局的重大改变；组件：smartwire、多主栅(MBB)、拼片等组件技术进入规模化应用；装机：在技术进步及生产自动化、智能化改造的共同推动下，多晶硅、硅片、电池片、组件等各环节生产成本下降，价格整体处于向下通道，判断2019年国内光伏系统成本预期累计降价空间在0.4-0.5元/W。中短期应重点关注电池片环节向HIT转变带来的电池片设备投资机会，中长期应重点关注大硅片趋势下带来的全产业链设备改造机会。重点推荐：迈为股份、捷佳伟创、晶盛

3、机电。 HYPERLINK / 3前言：产业链总览一、全球光伏行业稳定发展，国内成为最快增长极二、技术进步推动光伏行业持续进步硅片：前道生长环节设备工艺较为稳定，后道切片环节金刚线切割已成主流硅片：重点关注大硅片趋势电池片：PERC电池正当红，设备厂商各有所长电池片：HIT电池脚步渐进，设备趋向多元化和国产化组件：Smartwire、多主栅(MBB)、拼片等组件技术进入规模化应用三、重点推荐及受益标的四、风险分析工业硅太阳能高纯晶体硅单晶硅棒多晶硅铸锭硅片太阳能电池太阳能电池组件光伏系统还原炉硅料提炼设备单晶硅生长炉多晶硅铸造炉开方机切片机切割线切割刃料切割液等清洗设备制绒设备扩散炉刻蚀机PE

4、CVD/ALD印刷设备分选设备组件及专用材料生产设备层压机自动焊接机光伏逆变器支架太阳能玻璃封装背板晶盛机电、北方华创、精工科技、京运通等上机数控、宇晶股份、京运通、岱勒新材、三超新材、东尼电子等捷佳伟创、迈为股份、帝尔激光、北方华创、罗博特科、先导智能、大族激光、宝馨科技等金辰股份、先导智能、京山轻机、康跃科技、博硕光电、奥特维、大族激光、迈为股份等1.1 全球光伏产业规模稳中有升，中国市场占比三分之一光伏产业作为具有重大开发价值的新能源产业，其清洁高效及可持续利用的特点使得各国都先后投入至该产业的开发与利用中。近年来，全球光伏产业经历了跨越式发展，新增装机容量从2007年的2.8GW逐年增

5、长至2018年的104GW，光伏发电的巨大潜力愈发引人关注。2007年，全球光伏累计装机容量仅为9.8GW，至2018年已累计达到506GW。2019年， 预计全球光伏新增装机量有望达到110GW，创历史新高。届时总装机量将达到616GW，装机量持续攀升；2018年，我国新增装机量达到44.3GW，虽同比下滑，但仍保持高位。总装机量达到175GW，占全球总装机量的三分之一；展望2019年，在发电成本持续下降、政策持续利好和新兴市场快速兴起等有利因素的推动下，全球光伏市场仍将保持在较高水平，预计全年全球新增装机量将达到110GW，而我国将保持在45-50GW之间。图表 中国光伏总装机量达到全球的

6、三分之一图表 国内光伏装机量持续快速增长单位：GW全球总装机全球新增装机全球乐观预期中国总装机中国新增装机中国乐观预期2008年2009年2010年40.00.20.22011年71.031.031.02012年100.029.029.06.53.03.02013年139.039.039.019.412.912.92014年177.038.038.02015年228.051.051.02016年303.075.075.077.434.2

7、34.22017年402.099.099.0130.352.852.82018年506.0104.0105.0174.544.344.42019E616.0110.0120.0219.545.050.0 2020E741.2125.2150.0269.550.060.0全国累计装机其中：光伏电站其中：分布式光伏174.6130.3100.677.428.16.52001501005002012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 HYPERLINK / 5资料来源：国家发改委，BP，中信建投证券研究发展部资料来源：国家发改委，中信建

8、投证券研究发展部 HYPERLINK / 61.2 国内企业在产业链各环节具有较强优势，未来海外市场的拓展速度加快2018年我国多晶硅、硅片、电池和组件等产业链主要环节的全球市场占比已分别达到58.1%、93.1%、74.8%和72.8%，市占率位居世界前列，为全球光伏制造大国，光伏产业已成为我国可参与国际竞争的优势产业之一；随着欧盟对我国长达5年的“双反”政策结束，欧洲光伏市场开始打开，对乌克兰、西班牙的组件出口大幅增长，并形成传统市场与新兴光伏市场的多元市场格局，持续拉动光伏需求。根据CPIA数据，2019年上半年光伏产品（硅片、电池片、组件）出口总额106.1亿美元，同比增长31.7%。

9、其中组件出口规模约为36GW，同比增长近一倍。图表 2018年光伏产品出口额同比增长10.9 图表 光伏组件出口形成传统市场与新兴市场结合的多元市场格局硅片出口额（亿美元）电池片出口额（亿美元） 组件出口额（亿美元）105129.98.027.19.9104.52016 年2017 年2018 年资料来源：CPIA,中信建投证券研究发展部资料来源：CPIA HYPERLINK / 71.3 电池片环节增长稳定，高效光伏电池片供不应求装机量持续增长的同时，我国和全球太阳能电池片的产量都保持了持续增长的态势，2017年我国太阳能电池片的产量占全球的比例达到了68.00%；20

10、18年，我国电池片产量再次攀升，达到87.2GW，同比增长21.1%以上。高效电池片更是供不应求，专业化电池厂商开始崛起。正如硅片领域的协鑫、隆基、中环、晶科四巨头格局一样，电池片领域通威、爱旭、展宇、中来、阳光中科的产量都有明显提升。图表 国内电池片扩产正当时全球总产能国内总产能国内PERC产能2016年110.6751.010.2-13.32017年125.9-146.9972.025.0-28.92018年142.8-167.9690-9550.0-54.02019年E156.2-198.74120+85-90.02020年E164.4-214.62140+120资料来源：Energy

11、Trend、PV Infolink、国家发改委、中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 注：2018年初测算数据，以典型P型单多晶电池为例，随着各环节成本变化，占比也将有所变化 HYPERLINK / 81.4 全球多地已实现平价上网，2019年有望成为我国平价上网元年近年来，国内光伏产业化技术飞速发展，硅烷流化床法、金刚线切割、PERC电池技术、黑硅技术、双面发电组件等技术逐步实现量产，极大地推了生产工艺的进步升级和光伏度电成本的不断下降。在技术进步及生产自动化、智能化改造的共同推动下，我国多晶硅、硅片、电池片、组件等各环节生产成本下降，价格整体处于向下通道；2018年全年，我国硅料

12、价格下降50%、硅片价格下降40-50%、电池片价格下降30-40%、组件价格下降25-30%，整体装机成本下降30%。2019年以来，硅料、硅片、组件价格略有下降，电池片价格降幅较大，预计Q4起在需求拉动下将有所回升。金属硅单晶硅棒硅片电池片组件光伏系统图表 各环节成本整体处于下降通道项目占比金属硅21%电力44%蒸汽11%其他3%人工4%折旧16%项目占比硅料55-65%坩埚5-10%金刚线5-8%冷却液5-7%拉棒电力4%切片电力3%石墨热场3%拉棒设备折旧3%切片设备折旧1%拉棒人工2-4%拉棒其他2%其他3%项目占比硅片70%银浆10%辅助设施及其他5%电力4%人工4%化学试剂/气体

13、/ 网版2-4%铝浆1%设备折旧及其他2-3%项目成本占比电池片58-65%铝边框9-12%镀膜玻璃7-9%背板5%接线盒3-5%EVA3-4%焊带2-3%人工2%其他5-10%项目成本及占比组件2.4（41%）安装0.92（16%）汇流箱等主要一次设备0.47（8%）电网接入0.42（7%）前期开发（含管理费）0.4（7%）支架0.31（5%）一次性土地成本0.33（6%）电缆0.28（5%）逆变器0.25（4%）通讯、监控等二次设备0.14（2%）资料来源：中信建投证券研究发展部1.4 全球多地已实现平价上网，2019年有望成为我国平价上网元年目前光伏发电成本在全球多个国家或地区接近甚至低

14、于常规能源，如2018年在墨西哥和沙特的几个电站招标中，投标价格多低于0.2元/瓦，推动越来越多全球光伏市场的增长；2018年12月29日，国内大型平价上网光伏项目在青海格尔木正式并网发电，开创了国内光伏平价上网的先例；往更长期看，行业的成长逻辑在于未来实现平价上网之后对于传统能源的替代，以及能源需求的自然增长。图表 技术进步带来转化效率提升，各环节成本持续下降图表 格尔木项目平均电价低于青海省火电脱硫标杆上网电价120.00100.0080.0060.0040.0020.000.00多晶硅价格指数硅片价格指数电池片价格指数组件价格指数 HYPERLINK / 9资料来源：WIND、中信建投证

15、券研究发展部资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 资料来源：特变电工 HYPERLINK / 101.4 全球多地已实现平价上网，2019年有望成为我国平价上网元年1）2019年1月9日，国家发改委、国家能源局发布了关于积极推进风电光伏无补贴平价上网有关工作的通知，明确提出开展平价上网试点项目建设；2）2019年4月30日，国家发改委价格司发布了关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知，明确了光伏上网电价补贴调整机制；图表 全国光伏发电项目平价上网投资潜力分布地图 HYPERLINK / 资料来源：WIND、中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 111.4 全球

16、多地已实现平价上网，2019年有望成为我国平价上网元年3）2019年5月22日，国家发改委办公厅、国家能源局综合司发布了关于公布2019年第一批风电、光伏发电平价上网项目的通知，公布了2019年第一批风电、光伏发电平价上网项目名单；4）2019年5月29日，国家能源局发布了关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知,为后续平价、竞价项目的开展提供了政策保障。图表 技术进步带来转化效率提升，各环节成本持续下降按照平价上网推进的部分项目时间地点投资商规模MW状态2018.8.30山东省东营市亨通光电300实施中2018.9.28内蒙古鄂尔多斯市中节能太阳能股份有限公司200备案2018.1

17、1.19吉林省朝阳县国家电投集团中国电力国际有限公司500签约2018.12.3江苏省灌云县西安隆基清洁能源有限公司700签约2019.1.10黑龙江省泰来县九州电气40备案名称中标企业中标规模MW中标电价（元/kWh）并网时间名称中标企业中标规模MW中标电价（元/kWh）并网时间国家电投1000.52国家电投1000.48三峡+阳光电源1000.54晶科+国开新能源1000.46渭南晶科+陕西华工1000.512018年12月20日并网发电寿阳晶科+京能1000.442018年12月30日并网发电晶科+陕西华工1000.49晶科+国开新能源1000.47国家电投1000.48北控1000.4

18、8北控1000.47青海国资+协鑫1000.35国家电投1000.47青海国资+协鑫1000.32宝应中广核1000.462018年12月28日并网发电德令哈青海国资+协鑫1000.322018年12月29日并网发电中广核1000.48华能+拓日新能1000.35晶科电力1000.49中广核+海西发投1000.36新技术、新工艺带来更低的建设成本、更高的生产效率、更好的产品性能；上一轮的技术变革主要由以下两因素驱动：（1）拉棒环节由Cz向RCz向CCz过渡，通过多次装料拉晶以及高拉速提高了单炉投料量和拉晶效率，进而降低了拉棒成本；（2）切片环节由砂浆切割向金刚线切割转换，通过减少损耗、减薄硅片

19、来提高出片率，从而降低切片成本；目前正在发生的变化有：（1）电池片环节PERC技术快速推广，HIT技术脚步渐进，通过提高转换效率来降低单瓦成本；（2）硅片尺寸扩大，由M2向M6、M12转变；（3）Smartwire、MBB、大硅片等技术开始规模化应用，提升组件功率，降低度电成本。图表 降本增效是光伏行业发展的主旋律硅耗大幅下降金刚线切割技术代替砂浆切割；通过大装料、高拉速、多次拉晶等技术提升效率；通过大切速、降线 耗、切割细线化和切割薄片化来降低成本提升单位面积内的功率，摊薄每瓦组件成本Smartwire、MBB、大硅片等技术开始规模化应用，组件生产成本已降至1.4元/瓦工业硅太阳能高纯晶体硅

20、单晶硅棒多晶硅铸锭硅片太阳能电池太阳能电池组件光伏系统 HYPERLINK / 资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 12改良西门子法工艺成熟， 平均综合能耗仍有下降空间多晶硅生产平均综合能耗下降至80KWh/kg，部分企业已低于70KWh/kg； 多晶硅全成本降至6美元/kg转换效率持续提升： BSFPERCHIT传统：BSF铝背场工艺P型高效：PERC、黑硅技术；N型高效：PERT、HJT、IBC技术等系统装机成本降至5-6 元/瓦，部分分布式装机甚至降至5元/瓦以下 HYPERLINK / 132.12.2硅片：前道生长环节设备工艺较为稳定，后道切片环节金刚线切割已成

21、主流；硅片尺寸向M6/M12发展，带来设备环节较多变化2.32.4电池片：PERC成为当前主流，设备厂商各有所长 N型HIT蓄势待发，设备加速国产化2.5组件：Smartwire、多主栅(MBB)、拼片等组件技术进入规模化应用 HYPERLINK / 142.1.1 前道生长环节设备工艺较为稳定，降本是发展方向硅片环节设备主要包括前道长晶设备和后道切片设备，前道设备主要有单晶硅生长炉（拉棒）和多晶硅铸锭炉（铸锭），工艺较为稳定。参与厂商包括晶盛机电、北方华创、精工科技、京运通等；在单晶拉棒环节，可以通过优化拉晶炉热场结构、提高投料量、提升拉速等技术降低单晶拉棒生产成本；在多晶铸锭环节，可以通过

22、技改升级为G7、G8机型铸锭炉配合全熔高效工艺降低生产成本；2018年，拉棒和铸锭环节设备投资额分别为6.5万元/吨（包括机加环节）和2.8万元/吨，由于市场对单晶硅片的需求不断增加，单晶拉棒设备投资额未呈现明显下降，多晶铸锭设备的投资额则与2017年的4万元/吨相比大幅下降。图表 预计未来铸锭设备投资额稳定，单晶拉棒设备投资额仍将下降单晶硅棒单晶硅片工业硅高纯晶体硅单晶硅生长炉多晶硅铸锭多晶硅片图表 硅片环节设备主要包括前道长晶设备和后道切片设备多晶硅铸锭炉资料来源：CPIA、中信建投证券研究发展部资料来源：CPIA、 HYPERLINK / 152.1.2 后道切片环节金刚线切割已成主流后

23、道设备主要有截断/开方机和切片机/金刚线。其中截断/开方机参与公司包括晶盛机电、连城数控等；切片设备参与公司包括上机数控、宇晶股份等；金刚线供应公司有岱勒新材、三超新材、东尼电子等；与传统砂浆切割线对比，金刚石切割线技术具有效率高、材料损耗少、出片率高、成本低和污染小等优势；根据中国光伏产业发展路线图的数据，在单晶硅领域，金刚线已全面取代砂浆切片技术。在多晶硅领域，金刚线切割需要解决铸锭过程中形成的碳化硅硬质点和电池工艺的制绒技术问题。2018年多晶硅片切片也基本从砂浆切向金刚线切转换，预计2019年将全面被取代；未来在切片环节，薄硅片趋势有利于提升出片量、降低硅耗和电池成本。图表 后道切片环

24、节金刚线切割已成主流中信建投证券研究发展部图表 薄片化、大尺寸是硅片发展的重要趋势资料来源：晶盛机电2.2.1 硅片尺寸不断增大是降本保价重要方式在提高溢价与摊薄成本的推动下，近年来光伏硅片尺寸经历了三次较大的变革：1）1981至2012之间，硅片边距由100和125大幅增加到156mm，成本大幅摊薄；2）2013至2017年，硅片规格从M0变革为M1与M2，组件尺寸不变，通过缩小余量、增大电池尺寸来提高功率，从而摊薄成本；3）2018年以来，出现了157.4、157.75、158.75、161等多种尺寸。2019年，隆基发布166尺寸的M6硅片，开始致力于推动M6成为行业主流选择。目前硅片规

25、格正从M2变革为G1(158.75方单晶)和M6大硅片，增厚产业链各环节利润空间。图表 硅片尺寸扩大推动组件端成本下降 HYPERLINK / 16资料来源：Sunpower HYPERLINK / 资料来源：中环股份 HYPERLINK / 172.2.2 M6硅片变革中，M12硅片蓄势待发总体来说，不同的硅片尺寸标准会给整个供应链带来困扰。但考虑到大硅片趋势，从演变出的组件尺寸变化、玻璃的变化以及生产线兼容性等多个维度考虑，行业专家认为166是目前硅片最佳尺寸，可有效降低产业链的综合成本；2019年8月，中环向全光伏行业推出了12英寸超大硅片“夸父”M12系列，硅片边长210mm、对角29

26、5mm，相比M2硅片表面积提升了80.5%。根据公司的测算，同样的144半片组件，电池按22.25%计算，M12 P型PERC60片半片组件较M2 72片半片组件功率高出200W，组件转换效率高0.91%，达到20%以上，叠加高效电池，功率可突破610W，步入6.0时代；图表 中环推出M12硅片 HYPERLINK / 资料来源：连城数控 HYPERLINK / 182.2.3 M12尺寸将对现有设备提出挑战硅片设备大部分可兼容M6，不可兼容M12增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。现有主流设备可以兼容M6硅片，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备。在硅片环节，生产工艺主要分为拉棒、切方、

27、切片三步，分别用到了单晶炉、截断机/开方机、切片机等3大类设备。 1）单晶炉：当前主流单晶炉（晶盛机电等）热屏内径在230-270mm左右、热场直径300mm+，拉制M6硅棒可行，但小于M12 硅片直径，需要做改造；截断机：目前主流截断机适用的直径在230mm以内（上机数控、连城数控等），M6硅片对应的圆棒直径是228mm，接近设备加工规格上限；而M12硅片对应的圆棒直径是295mm，设备也需要做改造；切片机：根据领先厂商PSS的数据，目前设备最大工作内径为166mm，刚好兼容M6硅片，无法切割M12硅片。图表 主流厂商截断机适用M6，不适用M12图表 领先厂商切片机适用M6，不适用M12资料

28、来源：PSS HYPERLINK / 19资料来源：捷佳伟创2.2.3 M12尺寸将对现有设备提出挑战炉腔尺寸是制约硅片尺寸的关键，需作调整目前主流PERC电池的生产工艺分为清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷、烧结、分选等工序，涉及的关键设备有湿法清洗设备、扩散炉、刻蚀设备、PECVD、激光设备、丝网印刷机、烧结炉等(2.3节将重点阐述)；前道湿法设备：硅片尺寸加大，容易在槽式制绒或碱抛光环节出现硅片在花篮内粘连，影响制绒和抛光效果；同时花篮尺寸相应增大，如花篮尺寸增加到一定程度后，现有槽式设备槽体不兼容；前道扩散炉：在扩散工序中，一般使用石英舟承载硅片，然后将石英舟放置于扩散炉炉管中，因此

29、圆棒直径需小于扩散炉炉管直径。目前捷佳伟创DOA-320管式扩散氧化退火炉的炉腔有效内经为320mm，可以兼容M6硅片，但是对于M12硅片来说空间有限，后续可能需要进行部分调整；同样的，对于PECVD的炉管，也将出现这一问题；后道丝网印刷：当硅片尺寸由M6提升至M12时，丝网印刷设备传送带都要加长，相应的设备需要做部分改造。同时，尺寸增加将加大印刷行程，直接影响印刷机的产能。图表 炉腔尺寸是制约硅片尺寸的关键 HYPERLINK / 202.2.3 M12尺寸将对现有设备提出挑战组件环节经济性尚需测算当前组件环节主要分为排版串焊、叠层、层压、装框、装接线盒、固化清洗、测试包装等工序，主要需要用

30、到排版机、串焊机、层压机等设备(2.5节将重点阐述) 。其中排版串焊机的关键尺寸是组件长和宽，若组件尺寸在设备允许范围内， 则只需更改设置即可适用于大硅片组件。同样的，层压机的层压面积较大，一般一次可以处理多个组件。现有设备可通 过减少电池片用量来暂时兼容M12，但经济性尚需测算；基于现有的组件产线与供应链，中环提出了510创新版型设计，该版型可以与现有的组件产线和组件供应链搭配，实现快速量产。图表 中环提出了510版型设计,可与现有产线兼容M2 72半片版型M12 50半片版型对比组件尺寸992*2000mm1123*2167mm电池数量7250电池数量降低 30%组件功率380480提升1

31、00W转换效率19.15%19.72%提升0.57%资料来源：中环股份，中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 212.2.3 M12尺寸将对现有设备提出挑战，但也是设备厂商的发展机遇因此，我们认为M12尺寸硅片虽然是行业中长期发展的趋势，但短期来看，继续增大硅片尺寸需重新购置硅片设备、电池片设备和组件设备，短期内可能会使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消；此外，除了设备兼容性的问题之外，尺寸变化对于各个环节的良率、碎片率等数据均将提出挑战，同时组件的安装成本也将有所提升，或将制约M12硅片的短期发展。长期来看，单晶直径越拉越大，重量也越来越沉，传统的制造方式已不能

32、满足新单晶制造需求，自动化、信息化、数字化制造势在必行。对未扩产的厂商来说，未来可能会考虑采购可兼容的大尺寸设备，从侧面看有望推动新的电池片、组件技术的快速应用。 HYPERLINK / 资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 22太阳能光伏电池晶硅太阳能电池（80%+）薄膜太阳能电池其他新型电池单晶硅电池多晶硅电池硅基薄膜电池化合物半导体薄膜电池P型单晶电池N型单晶电池PERC 多（转换效率PERC P型电池常规工艺P型电池（转换效率21.8%）（转化效率20.4%）IBC N型电池（小批量 24.7%）HIT N型电池（小批量 23.0%）PERT N型电池关键技术工艺水

33、平不断提升电池片转换效率1. 在光伏产业链中，太阳能电池片的生产过程是将硅片生产为能够实现光电转换的太阳能电池片的过程，该生产过程对光伏下游应用端产品的性能、成本等关键指标起着至关重要的作用。电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。图表 电池片的光电转换效率是体现太阳能发电系统技术水平的关键指标晶电池多晶黑硅20.3%）（转换效率19%）常规工艺多晶硅电池（转换效率18.7%） HYPERLINK / 资料来源：TaiyangNews HYPERLINK / 23关键技术工艺水平不断提升电池片转换效率1. 在光伏产业链中，太阳能电池片的生产过程是将硅片生产为能够

34、实现光电转换的太阳能电池片的过程，该生产过程对光伏下游应用端产品的性能、成本等关键指标起着至关重要的作用。电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。图表 PERC电池转换效率一再突破（mono为单晶，multi为多晶） HYPERLINK / 24关键技术工艺水平不断提升电池片转换效率跟据中国光伏产业发展路线图预计，2019年我国PERC-P型单晶电池的平均量产效率分别为22.1%、BSF多晶黑硅、PERC多晶黑硅电池的平均效率分别为19.4%、20.5%；2019年伊始，隆基股份宣布其单晶双面PERC电池经国家光伏质检中心(CPVT)测试，正面转换效率达到了24

35、.06%，是商业化尺寸PERC电池效率首次突破24%，就此打破了行业此前认为的PERC电池24%的效率瓶颈，体现出PERC电池的发展潜力。图表 各类电池片转换效率仍在提升之中分类2018年2019年2020年2021年2023年2025年多晶BSF P型多晶黑硅电池平均转换效率19.20%19.40%19.70%19.90%20.20%20.50%PERC P型多晶黑硅电池平均转换效率20.30%20.50%20.80%21.10%21.30%21.60%PERC P 型准单晶电池平均转换效率*21.60%21.80%22.20%22.40%22.60%22.80%P 型单晶PERC P型单晶

36、电池平均转换效率21.80%22.10%22.40%22.60%22.80%23.00%N型单晶N-PERT+TopCon 单晶电池平均转换效率（正面效率）21.50%22.00%22.50%23.00%23.50%24.00%硅基异质结N型单晶电池平均转换效率22.50%23.00%23.50%24.00%24.50%25.00%背接触N型单晶电池平均转换效率*23.40%23.60%23.80%24.30%24.60%25.00%资料来源：中国光伏产业发展路线图，中信建投证券研究发展部资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 25国内光伏电池片正经历从BSF到PERC到HI

37、T的三代转变第一代BSF电池背面金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下，因此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，预计未来BSF电池将逐渐被市场淘汰；第二代钝化发射极和背面电池（PERC）通过在电池背面附上介质钝化层，可大大减少这种光电损失、增加光吸收几率、 显著降低背表面复合电流密度，且具有成本较低、与原有生产线相容性高的优点，已经成为高效太阳能电池的主流方向；第三代异质结（HIT）电池转换效率高、降本潜力大，多家企业正在中试布局，截至2018年底实际产能约2-3GW。图表 国内光伏电池片正经历从BSF到PERC到HIT的三代转变技术名称优势提升转换效率

38、设备变化铝背场结构(AL-BSF)最传统的技术路线背面钝化（PERC）技术成本较低，且与现有电池生产线相容性高新增背钝化和激光开槽PERT双面N型电池成本较低，更易实现产业化正面扩散从磷扩散设备调整为硼扩散设备，背面的磷扩散主要采取离子注入TOPCon电池N-PERT电池的升级技术核心设备是LPCVD湿法黑硅（MCCE）技术成本低，能够实现多晶硅片的成本下降金属穿透（MWT）技术可以适用于更薄的硅片，提升组件效率提高0.3%-0.5%在清洗制绒前增加镭射打孔全背电极接触晶硅光伏电池（IBC）技术带来更多有效发电面积，也有利于提升发电效率，外观上也更加美观SunPower研发的POLO-IBC电

39、池转换效率达到26.1%异质结太阳能电池（HIT）有非常好的钝化效果，电池的开路电压高达710mv，批量生产的转换效率也达到 20%最高纪录26.6% HYPERLINK / 262.3.1 PERC电池已成为行业主流工艺，预计总产能占比将达到70%综合考虑效率和成本，PERC电池是近两年来投资的最佳选择，大批企业积极参与PERC投资；2018年以前市场上的存量电池片中，常规工艺电池片（即BSF工艺电池片）占比最高。2018年起，国内第二代PERC电池片加速投产，预计截至2019年底，PERC电池片产能将突破85GW，成为目前市场上的主流电池片。图表 综合考虑效率和成本，PERC电池是近两年来

40、投资的最佳选择研发效率量产效率量产情况CAPEX&成本分析AI-BSF（铝背场）多晶约19.2%单晶约20.5%多晶仍以AI-BSF为主，部分公司已升级为PERC。湿法黑硅成主流单晶将全面升级为PERCPERC多晶约20.6%单晶约22%设备（ALD、PECVD管式、板式）、LDSE、热氧技术成热成本低于AI-BSF，是当前兼具高效和低成本的最佳选择TOPConN型25.7%（Fraunhofer）P型26.1%（ISFH）22.5-23%部分公司开始中试/量产；工艺流程长，量产性待检验；更适合N型；设备投资较PERC增加30-50%电池成本较PERC增加10%HIT（异质结）25.6%（Pa

41、nasonic）22.5-23.5%目前约2.1GW产能目前国内外较多公司投入试产；设备投资是PERC的2-3倍电池成本较PERC高IBC（背接触）n.a.23-25%目前约1.6GW产能（SunPower &LG)设备投资和制造成本都非常高HBC（异质结背接触）26.6%（Kaneka)n.a.仍处于研发/中试（Kaneka)n.a.资料来源：Canadian Solar Inc HYPERLINK / 272.3.1 PERC电池已成为行业主流工艺，预计总产能占比将达到70%综合考虑效率和成本，PERC电池是近两年来投资的最佳选择，大批企业积极参与PERC投资；2018年以前市场上的存量电

42、池片中，常规工艺电池片（即BSF工艺电池片）占比最高。2018年起，国内第二代PERC电池片加速投产，预计截至2019年底，PERC电池片产能将突破85GW，成为目前市场上的主流电池片。图表 大批光伏企业积极参与PERC生产（部分）排名公司名称地区2016年产能（MW）2017年产能（MW）2018E（MW）2019E（MW）1通威股份大陆04009600110002阿特斯大陆240500600060003韩华太阳能韩国25002600500050004润阳悦达大陆540200045005爱康/爱旭大陆9002500500098006乐叶光伏大陆10002000450045007晶科大陆100

43、2500350042008晶澳太阳能大陆7002500280042009东方日升大陆010002000400010天合光能大陆7008002000400011平煤隆基大陆020004000950012苏民新能源大陆003000300013潞安光伏大陆5002500250014浙江鸿禧大陆0200015中利腾晖大陆5007002000200016协鑫集成大陆02001600160017阳光中科大陆0150018东方环晟大陆7607601500150019顺风光电大陆1204801500150020中环股份大陆120012001200资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 282

44、.3.1 PERC电池已成为行业主流工艺，预计总产能占比将达到70%1. 根据中国光伏行业协会2019年初发布的中国光伏产业发展路线图，2018-2021年，判断国内PERC+N型PERT电池占比将从38.5%提升至75.8%，成为光伏电池片的主流，而传统BSF电池占比将从60.0%降低至17.3%，逐渐被高效电池替代。除此之外，N型异质结HIT+背接触IBC电池占比也将缓步提升。图表 国内市场中，PERC/PERT电池占比快速增长资料来源：CPIA2.3.2PERC电池设备竞争格局已定，设备厂商各有所长一般来说，常规BSF电池片生产工艺包括制绒清洗、扩散制结、刻蚀、镀膜、丝网印刷、烧结、分选

45、七大工艺过程；相比于传统工艺，PERC技术新增了氧化铝沉积和激光设备；图表 常规电池片工艺包含七大工序图表 PERC技术新增了氧化铝沉积和激光设备生产工序内容关键工艺设备制绒清洗用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去；再用化学溶液对硅片进行化学处理，在硅片表面制备出用于减反射绒面；最后进行干燥处理。制绒清洗设备扩散制结把硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在高温下使用氮气将掺杂物质带入石英容器进行反应。经过一定时间，掺杂物质通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成PN结。扩散炉刻蚀通过化学腐蚀法去除掺杂后的硅片边缘的PN结和表面的磷硅玻璃层。刻蚀设备制备减反射膜

46、通过在电池正面生长减反射膜减少光的反射。管式PECVD、连续式PECVD印刷电极通过“丝网印刷”制备前后电极。丝网印刷设备烧结通过高温烧结形成良好的欧姆接触。快速烧结炉自动分选对不同转换效率的电池片进行分档。自动分选机资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERLINK / 29资料来源：Taiyangnews，中信建投证券研究发展部2.3.2PERC电池设备竞争格局已定，设备厂商各有所长根据我们对多条产线的粗略统计，目前1GW PERC电池片产能投资约5-6亿元，其中设备投资约2.5亿元；目前捷佳伟创集中于前序硅片工艺处理环节，市占率近40-50%；迈为股份集中于后序硅片丝网印刷、烧结和测试

47、分选环节，市占率近70%；帝尔激光主要做激光设备、罗伯特科在自动化设备领域有一定优势，各家公司各有所长。图表 PERC电池设备厂商各有所长生产工序关键设备单价(万）数量小计占比龙头公司制绒清洗制绒清洗设备18035409%扩散制结扩散炉160580014%捷佳伟创北方华创刻蚀刻蚀设备18035409%制备减反射膜PECVD设备2805140025%印刷电极丝网印刷设备、干燥炉等烧结快速烧结炉8002160028%迈为股份测试分选自动分选机等激光设备激光开槽+ SE激光设备24024808%帝尔激光迈为股份上下片机2541002%自动设备装卸片机3541402%罗伯特科等清洗设备2541002%

48、 HYPERLINK / 资料来源：中信建投证券研究发展部（以250MW的生产线为 HYPERLINK / 30例，经验数据，产线之间略有差异） HYPERLINK / 31 HYPERLINK / 资料来源：22212459/36139/20190826 16:33NERL2.4.1HIT电池具有较大的发展潜力，将成为第三代电池片核心工艺1. 虽然PERC电池在工艺的复杂程度、产线的兼容性以及现阶段工艺成熟度上胜于HIT电池，但其固有的光衰问题与转化率问题限制了它的发展。根据NREL对于各类电池转换效率的统计，近年来以PERC等技术为代表的单晶硅电池转换效率提升最为稳定，而异质结电池HIT自

49、2001年后异军突起，转换效率提升迅速。图表 PERC电池近年来发展最稳，HIT电池这两年发展最快 HYPERLINK / 322.4.1HIT电池具有较大的发展潜力，将成为第三代电池片核心工艺HIT电池因其无光衰、高效的特性，在未来更具开发性。与传统单晶硅太阳能电池相比，HIT电池具有较高的转换效率，而且无需高温炉管制备，可降低生产耗能并缩短制备时间。具备正反面受光照后都能发电、低温制造工艺保护载流子寿命、高开路电压、温度特性好等优势；目前异质结电池的最高效率纪录已经达到26%，理论上来说有比其他电池技术更高的效率提升潜力。另外，异质结电池的双面发电特性也符合当下双面发电的大趋势。随着设备国

50、产化、硅片减薄、低温银浆用量等成本降低，未来HIT电池有望取得长足发展。图表 HIT电池在未来更具开发性PERC电池工艺装备解决方案与技术特点减压扩散炉Al2O3钝化膜工艺设备工艺复杂可与常规产线兼容，设备成本相对低工艺相对成熟光衰转化率较低HIT电池工艺装备解决方案与技术特点PECVD设备RPD/PVD设备工艺制程简单与常规产线兼容性低，设备成本相对高工艺成熟度较低无光衰转化率较高可薄片化，省硅料允许廉价衬底图表 HIT电池具有较明显的优点，但发展仍存在瓶颈优点现阶段瓶颈结构对称的N型单晶双面电池，工艺简单对硅片的质量要求高高温环境下的发电量提高制绒后硅片表面洁净度控制较难低温工艺，最高工艺

51、温度不超过200度高粘度浆料的连续印刷的稳定性控制难无光致衰减，无Staebler-Wronski效应焊带拉力的稳定性控制难双面发电，提升转换率设备不成熟，成本高适用于薄片化效率有待进一步提升资料来源：中信建投证券研究发展部资料来源：中信建投证券研究发展部2.4.1HIT电池具有较大的发展潜力，将成为第三代电池片核心工艺目前在第二代PERC技术的基础上，也可以改进/叠加至SE（新增激光掺杂设备）、MWT（新增激光镭射打孔设备）、双面（双面印刷）、PERL、PERT（双面掺杂、双面钝化，新增离子注入设备、扩散设备等）、TopCon（新增LPCVD设备）等技术，转化效率略有提升。但这些本质上都是2

52、.5代技术，存在理论上的转换效率瓶颈。图表 在第二代PERC技术的基础上可以改进至2.5代技术图表 2.5代工艺技术仍存在转换效率瓶颈CE %P-PERCn-TOPConn-HIT 26.00%25%25.00% 24.50%24%24%24.00% 23.50%23.50%23.00%23%22.80%23%23.00%22.00%21.00%20.00% 22.40%22.60%22.00% 22.50% 22.10%2019202020212022202320242025 HYPERLINK / 33资料来源：CPIA，中信建投证券研究发展部资料来源：中信建投证券研究发展部 HYPERL

53、INK / 资料来源：中科院电工所 HYPERLINK / 342.4.1HIT电池具有较大的发展潜力，将成为第三代电池片核心工艺相对于2.5代技术，HIT为全新工艺路线，并且有望应用到以后的多结叠层电池领域中，有望突破30%的转换效率瓶颈。常规铝背场电池P型PERC单晶电池N型PERTHIT电池硅片掺杂P型P型N型N型硅片晶型单晶/多晶单晶/多晶单晶单晶工艺步骤6884最难工艺-硼掺杂镀非晶硅钝化膜产线平均效率20.0%/18.8%21.5%/19.5%21.50%23%双面发电X (70%) (90%) (90%)成本最低次低次高最高衰减单晶3%单晶3%无无多晶6%综合评价效率已达到瓶颈，

54、将陷于低价竞争。渐渐退出产业目前性价比最高，但衰减问题严重无光衰、双面发电效率提升空间有限成本不易下降无光衰、双面发电效率提升潜力最大主要任务是降成本图表 HIT电池将成为第三代电池片核心工艺图表 HIT电池具有较大的发展潜力资料来源：英利能源 HYPERLINK / REC新加 HYPERLINK / 东方日升中 HYPERLINK / 35资料来源：光伏前沿，中信建投证券研究发展部2.4.2 部分企业已有布局，但总产能占比仍较小目前已经量产或计划量产HJT电池的企业有近20家，但其中大多尚处于中试阶段。总计来看，全球规划产能已超10GW，但截至2018年前，实际产能在2-3GW左右；201

55、8年以来，彩虹集团、爱康科技、通威、山煤、东方日升等企业纷纷宣布投资GW级异质结项目，而国内布局较早的晋能、中智、钧石、汉能等的异质结产线已处于量产阶段。判断随着各环节成本的降低、产能释放后规模效应的提升， HIT产业化脚步会越来越近。图表 多家企业有HIT产能规划生产商国家电池效率产能产业规划松下/三洋日本/马来23.0%1GWEco Solifer匈牙利100MW产线预计于2019年正式量产上澎美国21.80%40MW国内运营最长的1条量产线，计划扩产至120MW。通威中国2GW规划爱康中国5GW规划彩虹中国2GW规划新日光中国22.00%50MW2017年底扩张到50MW，目标23%效率

56、。赛昂美国21.50%30MW被Solarcity收购，在美国有1GW电池规划。国电中国21.50%80MW被中环收购，有1GW扩产计划。钧石中国22.50%100MW总产能规划600MW，目前一期调试中。山煤/钧石中国10GW中智中国22.80%160MW规划1.2GW产能，目前2条线轮调中。晋能中国23.2%100MW规划2GW产能，设备采购中。汉能中国-120MW规划600MW产能。坡23.0%600MW国2.5GW13条异质结产线 HYPERLINK / 362.4.3 HIT电池的发展依赖关键材料及设备等成本的降低关于异质结技术的降本方向，一般认为应主要从以下四方面展开。降低导电银浆

57、成本。低温银浆是HIT电池成本中占比较大的一部分，目前HIT电池银浆耗量大约是传统电池的五倍， 因此降低低温银浆成本首先要降低银浆用量；另外，低温银浆本身用的浆料多，含银量也较高，所以成本更高一些， 可与供应商共同开发新产品以降低成本。目前通过结合无主栅等技术降低银浆耗量，可以大幅降低低温银浆的成本；降低ITO靶材成本。ITO技术在平板显示中的应用与在光伏中的应用差别不大，不管是国产的磁控溅射设备，还是靶材的供应商，在平板显示行业都已经比较成熟，所以这一块也有相当大的降本空间；降低制绒添加剂成本。目前HIT电池制绒添加剂成本还是较高，原因在于主要还是靠进口添加剂。但添加剂本身的成本非常低，目前

58、国内相关厂家也在研究制绒添加剂并已有所突破，所以相信这部分成本会很快降下来，降幅可达80%以上；降低设备成本。若完全采用国外设备，目前单GW HIT电池的设备成本约在10亿元左右。而如果采用迈为股份等国产设备公司的整线供应方案，预计单GW设备投资成本可降低在6亿元左右，具有明显优势。2.4.3 HIT电池的发展依赖关键材料及设备等成本的降低基于以上，综合考虑行业内专家的测算，我们预计未来HIT电池存在较大的降本空间，主要有以下几点：第一、培育的国产靶材，国产每个靶材的成本从1500元/个可降低到400元/个； 第二、银浆国产化，价格从现有价格降低到5000元/公斤以内；第三、不断提升电池效率及

59、设备国产化。根据测算，预计到2020年左右HIT电池在系统端的每W成本将与PERC电池持平，到2021年左右在组件端的成本将与PERC电池持平，到2022年左右HIT电池在电池端的每W成本将与PERC电池持平。而在实际投资中，预计HIT电池降本的速度会更快。图表 HIT电池降本提效路线图成本目前的电池技术和成本硅片变薄：190 150 130 100 90m金属电极优化：国产低温浆料取代进口、电镀、多主栅、Smart wireTCO材料改进、推进TCO 材料的国产化、推进RPD/PVD关键设备的国产化非晶硅薄膜改进PECVD/Cat-CVD HYPERLINK / 37资料来源：中威新能源电池

60、效率 HYPERLINK / 38AglineTCOP-layer i-layern-型晶硅衬底制绒非晶硅沉淀TCO制备丝印i-layern-layer TCOAgline2.4.4 HIT设备与PERC设备有明显区别典型的异质结电池结构以n型单晶硅片为衬底，在经过清洗制绒的n型c-Si正面依次沉积厚度为510nm的本征非晶硅薄膜（i-a-Si:H）、p型非晶薄膜（p-a-Si:H），从而形成p-n异质结。在硅片背面依次沉积厚度为510nm的i-a-Si:H薄膜、n型非晶硅薄膜（n-a-Si:H）形成背表面场。在掺杂a-Si:H薄膜的两侧，再沉积透明导电氧化物薄膜（TCO），最后通过丝网印刷技