光伏设备产业现状及前景分析

目录一、光伏电池分类及光伏设备行业概述太阳能电池主要分为晶硅电池与薄膜电池两大类装机规模提升+工艺技术迭代驱动光伏设备行业发展二、晶硅电池：受益技术迭代与国内外扩产，晶硅设备需求保持高景气三、薄膜电池：钙钛矿电池量产将实现0到1跨越四、随想：竞争格局将如何演化？五、投资建议六、风险提示图表：太阳能电池工作原理来源：光伏发电原理及发展现状，中信建投太阳能电池的工作原理为光生伏特效应，太阳光照射半导体P-N结，P-N结两端产生电压，即光生电压。阳光照射到电池表面，吸收具有能量的光子在内部产生非平衡状态的电子-空穴对。由于P-N结内建电场的作用，电子与空穴将分别向N、P区移动，P-N结附近形成与内建电场方向相反的光生电场。抵消P-N结内生电场剩余部分使P、N区分别带有正负电荷形成光生电动势，外接负载后电流将从P区流出，通过负载再从N区流入。1.1

太阳能电池主要分为晶硅电池与薄膜电池两大类大类上看，太阳能电池由晶硅电池与薄膜电池构成。现阶段，晶硅电池占比约95%，为绝对主流的太阳能电池，以单晶硅电池为主；薄膜电池作为太阳能电池发展的重要方向，包括非晶硅电池、化合物电池，相较于晶硅电池具有理论转换效率高、制造成本低、应用领域广等特点。）①晶硅电池：分为单晶硅电池、多晶硅电池，单晶占绝对主流。2021年我国单晶硅片（P型+N型合计市占率94.5%，其中P型占比90.4%，N型占比4.1%，预计单晶硅片市占率将进一步增大且N型占比有望加速提升。另一方面，多晶硅片市场份额由2020

年的9.3%

进一步下降至2021

年的5.2%，未来仍将呈现下降趋势。电池技术路线来看，2021年PERC电池市占率达到91.2%，平均转换效率23.1%，同比提升0.3pct；多晶黑硅电池平均转换效率19.5%

，

提升空间有限。2021

年TOPCon、HJT电池市占率约3%，其中TOPCon电池平均转换效率达到24%；HJT电池平均转换效率24.2%；IBC电池平均转换效率24.1%。图表：光伏电池技术路线图来源：研创材料，中信建投1.1

太阳能电池主要分为晶硅电池与薄膜电池两大类②薄膜电池：分为非晶硅薄膜电池以及其他化合物电池。相较于晶硅电池，非晶硅薄膜电池具有较好的低温特性，同功率非晶硅电池产生更多的，硒

年发电量。化合物电池主要包括碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CuInSe）、铜铟镓硒（CuInGaSe）、砷化镓（GaAs）、钙钛矿（perovskite）等。薄膜电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合（BIPV）等特点。碲化镉（

CdTe

）

、铜铟硒（

CuInSe）

、砷化镓（GaAs）等已实现商品化。基于《中国光伏产业发展路线图（2021年版）》，碲化镉（CdTe）电池实验室效率22.1%，组件实验室效率19.5%组

件

产

线

平

均

效

率

15~18%

；铜铟镓

（CuInGaSe）电池实验室效率23.35%，组件实验室效率19.64%，组件产线平均效率15~17%；III-V族薄膜电池具有超高的转换效率与稳定性，但是成本较高；单结钙钛矿电池目前以实验室或中试线为主，正在向GW级产线快速发展。图表：光伏电池技术路线图来源：研创材料，中信建投1.1

太阳能电池主要分为晶硅电池与薄膜电池两大类1.2

装机规模提升+工艺技术迭代驱动光伏设备行业发展图表：预计2050年光伏装机量将超过14000GW光伏发电前景广阔，2050年装机量将超过14000GW。世界各国积极推动能源转型，可再生能源发电大有可为。根据IRENA发布的《World

Enegry

Transitions

Outlook

2022》，预计光伏发电量占全球总发电量比例将持续提升，有望在2030年、2050年分别达到19%、29%；与此同时，光伏装机量将节节攀升，预计2030年、2050年光伏装机量有望分别超过5200GW、14000GW。而根据IEA数据，截至2021年全球累计装机量达到942GW，据此判断未来近30年间，光伏行业仍具有巨大的发展潜力。来源：IRENA，中信建投1.2

装机规模提升+工艺技术迭代驱动光伏设备行业发展光伏装机量持续攀升，带动光伏设备需求增长。双碳背景下光伏产业加速发展，根据国家能源局统计数据，2022年1-12月光伏新增装机87.41GW，同比增长59.3%。光伏设备直接需求来自于下游扩产，随着装机量的增长，光伏硅料、硅片、电池片、组件等需求持续增长，因而下游需要进行资本开支扩充产能满足装机需求，释放增量设备需求。硅料降价，有望带动下游放量。2022年11月以来，上游硅料价格开始松动并迅速降价，根据PV

Infolink数据，多晶硅致密料均价从2022年11月16日的303元/kg快速下降至2023年1月18日的150元/kg，近期价格有所反弹，但是整体而言，2023年硅料价格将同比显著下降，有望拉动终端装机需求提升，进而带动设备需求增长。来源：PvInfolink，中信建投图表：2022年1-12月中国光伏新增装机87.41GW图表：2022年底以来硅料价格下滑051015201-2月

3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月

11月

12月来源：国家能源局，中信建投（GW） 2020 2021 202225

350

300

250

200

150

100

50

0致密料（RMB）（元/kg）1.2

装机规模提升+工艺技术迭代驱动光伏设备行业发展技术迭代不停，设备投资机会不歇。降本增效是光伏行业向前发展的主题，如何实现单瓦发电成本的最优化是光伏企业持续为之奋斗的方向。我们以晶硅光伏电池产业链为例进行说明，其降低光伏成本的方式主要包括：1）硅片做大摊薄成本；2）硅片切薄摊薄成本；3）电池片的转换效率提升提高发电量从而摊薄成本；4）新的组件技术发展提升发电量、降低耗材使用量摊薄成本；5）各环节设备、材料的国产化降低成本等。而目前最重要的技术变化则是高效电池扩产带来的产业链技术革新，涉及硅片、电池片、组件等各个环节。技术革新不仅有利于刺激新的扩产需求，还有望加速实现原有产能中设备的更新替换，带来相应的光伏设备需求。来源：各公司公告，中信建投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转换效率持续提升：BSF→PERC→TOPCon/xBC/HJT目前PERC单晶电池向转换效率更高的TOPCon、HJT、xBC电池切换，高效电池快速扩产适应大硅片，提升转换效率，适应电池片进步调整①调整兼容尺寸，使用高精度焊丝压延整形模块。②采用半片、1/3片、1/4片等。③调整串焊工艺，SMBB、单面焊接等技术实现应用。“大硅片”、“薄片化”，“N型”①大硅片带来更高的通量价值，可以节约非硅成本；大硅片可以降低焊带用量，减少遮光面积，提高组件效率。②薄片化可以有效降低硅成本。③N型电池快速扩产，N型硅片占比不断提升。改良西门子法工艺成熟，硅烷流化床法生产成本具有优势①多晶硅生产平均综合能耗下降至60KWh/kg，部分企业已低于50KWh/kg。②硅烷流化床法生产颗粒硅综合电耗更低，仅约为15-40KWh/kg。图表：光伏产业链各环节核心技术变化拉棒环节由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目录一、光伏电池分类及光伏设备行业概述二、晶硅电池：受益技术迭代与国内外扩产，晶硅设备需求保持高景气晶硅技术迭代路径硅片环节：长晶与切片为核心工艺环节，“大尺寸”、“薄片化”、“N型”趋势明确电池片环节：高效电池产业化进一步加速组件环节：大硅片加速设备更新，高效电池推动需求变革晶硅电池产业链各环节扩产分析各环节扩产判断海外需求兴起三、薄膜电池：钙钛矿电池量产将实现0到1跨越四、随想：竞争格局将如何演化？五、投资建议六、风险提示2.1

晶硅技术迭代路径图表：单晶硅片、多晶硅片制备图例图表：单晶硅片制备工艺及相关设备来源：晶盛机电，中信建投来源：晶盛机电，中信建投2.1.1

硅片环节：长晶与切片为核心工艺环节，“大尺寸”、“薄片化”、“N型”趋势明确当工业硅经过提纯后，形成达到太阳能级质量标准的硅料，根据产业需要用于制备单晶硅、多晶硅，分别应用于单晶电池和多晶电池的生产。制备硅片主要包括长晶、截断切方、切片、测试分选四个环节。其中，长晶与切片为核心环节。单晶硅棒的制备由多晶硅料通过直拉法或者区熔法制成；铸锭法制备单晶硅指采用类似于铸造多晶硅的工艺制备单晶硅，目前采用该工艺制备单晶硅片的占比仍然较小。2.1

晶硅技术迭代路径图表：光伏硅片尺寸不断变大来源：中环股份，中信建投硅片环节最重要的变化趋势包括“大尺寸”、“薄片化”、“N型”。2018年至今，硅片尺寸迭代加速驱动新一轮设备投资。根据CPIA数据，2021年182mm和210mm尺寸合计占比由2020年的4.5%迅速增长至45%，预计未来其占比仍将快速扩大。由于设备兼容尺寸存在一定限制，因此向210mm尺寸切换过程中释放了大量新设备需求，显著加速了设备更新。薄片化趋势明确，产业端持续推进。薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。N型单晶硅片是实现高效率太阳电池的理想材料，渗透率有望持续提升。N型单晶硅具有杂质少、纯度高、少子寿命少、无晶界位错缺陷以及电阻率容易控制等材料优势，是制备光伏电池的优质材料。在相同金属杂质污染情况下，N型电池表面复合速率低，少子寿命比P型电池高出1-2个数量级，因而同等光照条件下，转换效率更高。此外，由于N型电池是硅片基底掺磷，没有P型电池硅片基底硼-氧对形成复合中心的损失，因此电池几乎没有光致衰减。整体而言，相较于P型电池，N型电池在全生命周期的发电量至少会高出3%。图表：单晶硅片薄片化趋势明确图表：N型硅片占比有望持续提升1002021年

2022年

2023年

2025年

2027年

2030年多晶硅片厚度单晶硅片厚度-N型-TOPCon单晶硅片厚度-N型-HJT（微210提高效率摊薄成本设备兼容性下降1985-20122013-20172018至今来源：CPIA，中信建投来源：CPIA，中信建投0%20%150

40%60%80%200

单晶硅片厚度-P型 100%2021年2022年2023年2025年2027年

2030年N型单晶硅片铸锭单晶硅片P型单晶硅片多晶硅片2.1

晶硅技术迭代路径晶体硅太阳电池占据太阳电池份额约95%，是目前产业化水平与可靠性最高的光伏电池类型。目前晶体硅电池正由2.5时代向3.0时代前行。①第一代（2005年~2018年）常规P型电池：2020年，传统BSF电池（铝背场电池）市占率已降至8.8%，基本面临淘汰。②第二代（2016年~至今）PERC与PERC+电池：2016年前后，随着PERC电池产业接受度的爆发，行业进入2.0时代。PERC电池在传统铝背场工艺基础上增加了背钝化与激光开槽。更进一步，在PERC基础上，以扩散后的PSG层为磷源，利用激光的可选择性加热的优势，对正表面进行二次掺杂（磷），从而形成选择性重掺的N++层。SE技术的引入使得PERC电池进一步升级为PERC+，开启2.5时代并延续至今。现阶段PERC+电池产业化配套成熟，量产线转换效率达到23.0%~23.2%左右。另一方面，其也逐步逼近量产转换效率上限，行业开始探寻下一代高效晶硅太阳电池。③第三代（正在开启规模产业化）TOPCon、HJT、xBC等高效电池：一方面，基于对于更高转换效率的不断追求，N型电池将逐步开始替代P型电池，P型电池扩散磷形成N+/P结构，虽然扩散工艺简单但是面临转换效率上限较低的问题；N型电池扩散硼形成P+/N结构，具有高少子寿命、无光致衰减的优点。N型电池代表包括TOPCon、HJT等。与此同时，业内仍有众多玩家尝试xBC电池，通过改变电池结构实现效率提升，P型和N型xBC电池也正在积极走向规模化量产。图表：P型电池与N型电池对比P型硅电池 N型硅电池掺杂物分凝系数 B:0.8 P:

0.35硅锭均匀性 高 低硅片得率 高 低典型CZ单晶少子寿命功率衰减20~30μs 100~100μs大:

在基区（B-O对）

小:

在发射区（B-O对）发射区制备背场制备扩磷（容易） 扩硼（难）铝背场（容易） 扩磷（难）前表面钝化 SiNx、SiO2 Al2O3前表面钝化技术 PECVD（容易） ALD、PECVD（难）背表面钝化 Al2O3 SiNx、SiO2背表面钝化技术 ALD、PECVD（难） PECVD（容易）前栅线电极 Ag

Ag背栅线电极 Al Ag同等技术电池效率 低 高工艺复杂性 低 高成本 低 高来源：新能源网，中信建投2.1.2

电池片环节：高效电池产业化进一步加速2.1

晶硅技术迭代路径高效晶硅太阳能电池现状综合评价：①PERC+：目前经济性优势最为明显，但是由于PERC+是P型电池技术，进一步提升转换效率的空间有限。同时光衰相对严重，尤其是背面的衰减问题。②TOPCon：相较于PERC+工序有所增加，主要为硼扩与多晶硅钝化，产线与存量产能具有较好的设备兼容性。③HJT：天然的双面发电电池，双面率＞95%；低温工艺电池，适宜做薄片化，降本潜力大；温度系数较小，高温环境下衰减较小，发电量相对较高；本征非晶硅钝化，开路电压较大。当然，HJT亟待解决的方面主要在于成本的持续优化。④IBC：实现正面完全无栅线遮挡，相较于常规电池可以获得更高的电流，但制作工艺较为复杂。图表：硅基太阳电池产业技术发展图谱来源：英利能源，中信建投2.1

晶硅技术迭代路径图表：TOPCon电池结构图图表：TOPCon电池背面钝化接触示意图来源：中来股份，中信建投来源：光伏百科，中信建投①TOPCon电池：与PERC产线兼容度最高，激光SE有望显著提效隧穿氧化层结构设计是TOPCon的核心优化方案。TOPCon电池通常采用N型硅衬底，采用硼扩散形成发射极，电池背面制备一层1-2nm的隧穿氧化层，然后再沉积一层掺杂多晶硅，二者共同形成了电池背面的整面高效钝化接触结构，提供了良好的界面钝化。由于特殊的能带结构，隧穿氧化层结构使得载流子运输具有选择性，允许多子电子隧穿进入多晶硅层并阻挡少子空穴通过界面，进而电子可以在多晶硅层横向传输被电极收集，降低金属接触复合电流，提升开路电压和短路电流。2.1

晶硅技术迭代路径图表：TOPCon与PERC电池制备工艺对比来源：PV

Infolink，中信建投TOPCon与PERC产线兼容性较高，核心增加硼扩设备和薄膜沉积设备。一方面，N型TOPCon电池制备P-N结需要形成p+发射极，需要增加硼扩环节，对应硼扩设备；另一方面，TOPCon电池背面钝化接触结构的制备需要增添薄膜沉积设备。此外，TOPCon产线无需背面的开孔和对准，因此相较PERC产线可以减少激光开槽设备。因此对于改造产能来说，TOPCon可以最大程度保留PERC电池产线设备，只需添加硼扩和薄膜沉积设备，设备改造难度较低，预计在PERC产线基础上每GW增加5000-7000万元左右的投入即可实现改造升级。TOPCon电池将进入激光SE大时代。激光硼掺杂是以硼硅玻璃（BSG）作为掺杂源，利用激光可选择性加热特性，在太阳能电池表面电极区域形成选择性重掺杂的p++重掺杂区域，提高电极接触区域的掺杂浓度，降低接触电阻，提高转换效率。我们判断激光硼掺杂工艺有望提升TOPCon电池0.3%-0.5%的转换效率，为终端客户带来显著收益，使得TOPCon电池相较于PERC电池的转换效率优势进一步提升，对行业形成一定的示范效应。此外，考虑到TOPCon电池产线与PERC产线较高的兼容性，引入激光SE掺杂技术有望进一步推动PERC存量产线向TOPCon电池产线的改造，加速产业发展。2.1

晶硅技术迭代路径图表：HJT电池结构、制备工艺及对应设备来源：《超高效HJT电池概述：HJT技术来袭》，中信建投②HJT电池：降本增效持续推进，中长期具有较强的技术延展性HJT电池兼具晶硅电池和薄膜电池技术优点，是中长期具有较强技术延展性的N型电池。HJT电池通过插入一个更宽的带隙层进行钝化将电子与接触区域分离，实现超薄整面钝化，充分受益于非晶硅优异的钝化特性，开路电压比常规电池高很多，且不需要任何图形化技术。HJT电池主要的优势包括：①低温工艺：加工温度低于200℃~250℃，一方面可以降低能耗，更为重要的是低温工艺可以大幅降低硅片的热损伤，有利于硅片薄片化，从而降低成本。②无PID效应与无LID效应：HJT为N型衬底硅片，掺杂磷，没有P型硅片面临的硼氧复合、硼铁复合问题。③低温度系数：HJT高温与低温环境都表现出较好的温度特性。④双面对称结构：高双面率，提高电池发电收益。⑤高开路电压：本征薄膜能够有效钝化晶体硅与掺杂非晶硅的界面缺陷，开路电压高于常规电池。2023年重点关注HJT金属化降本进展。2022年微晶化、薄片化、银包铜等方案积极导入HJT量产线，一体化成本降低。展望2023年，我们认为降本仍为当前HJT产业发展的核心，其中降低银耗尤为关键，2022年年底已有玩家将电池背面银包铜导入产线，2023年应当关注电池正面银包铜的导入进展。此外，0BB、钢板印刷、电镀铜等新技术的量产化进度也值得跟踪，尤其是电镀铜技术作为无银化方案，预计2023年中试规模逐渐增加，向量产工艺快速发展，带来了诸多增量设备需求。在硅片端，NP同价、薄片化、边皮料切割也将助力硅成本降低。此外，从产业发展角度来说，传统龙头玩家在HJT方面的规模化扩产进度仍然值得重视。来源：华晟新能源，中信建投来源：中国可再生能源学会，中信建投图表：减少银浆耗量为HJT降本关键环节图表：HJT电池电镀铜工艺流程2.1

晶硅技术迭代路径2.1

晶硅技术迭代路径图表：IBC电池结构图来源：中来股份，中信建投③xBC电池：背接触设计改变电池结构，xBC电池平台型特点显现IBC电池正面无遮挡，具有更高短路电流密度。IBC电池（Interdigitated

back

contact，指交叉背接触电池）正面无电极，正负两极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面，IBC电池最大特点是PN结和金属接触都处于电池背面。我们认为，IBC的提效主要体现在其将正面栅线转移到电池背面避免金属电极遮挡的结构变化，且这样的结构与其他高效电池技术具有较强的可叠加性。IBC电池结构：电池前表面形成n+

FSF（n+前场区），利用场致钝化效应降低表面少子浓度，从而降低表面复合速率，同时降低串联电阻，提升电子传输能力。电池背表面为叉指状排列的p+emitter（p+发射极）和n+BSF（n+背场区）。其中，前者与N型硅基底形成P-N结，有效分离载流子，是电池的核心结构；n+BSF主要是与n型硅基底形成高低结，诱导形成P-N结，进一步增强载流子的分离能力。此外，前后表面均采用SiO2/SiNx叠层膜进行钝化。正面无金属接触，背表面的正负电极接触区域也呈叉指状排列。IBC电池优势主要体现在以下几个方面：①电池正面没有金属电极遮挡的影响，可实现入射光子的最大利用化，因此具有更高的短路电流密度；②电池背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻，从而提高填充因子；③通常增加前表面场FSF，利用场钝化效应降低表面少子浓度，减少前表面载流子复合；④采用钝化接触或减少接触面积，大幅减少背面p+区和n+区与金属电极的接触复合损失；⑤IBC电池正面无栅线，看起来更美观，非常适用于光伏建筑一体化等场景，具有较好的商业化前景。2.1

晶硅技术迭代路径图表：采用激光的P型IBC电池制备工艺图表：TBC、HBC电池工艺流程工艺TBC电池经典HBC电池1清洗制绒清洗制绒2隧穿+磷掺杂非晶硅本征氢化非晶硅（正面）3掩膜减反射膜（正面）4激光开槽本征氢化非晶硅（背面）5硼掺杂非晶硅硼掺杂非晶硅（背面）6刻蚀掩膜7SiOx钝化激光开槽8减反射膜（正面）刻蚀9减反射膜（背面）本征氢化非晶硅（背面）10丝网印刷磷掺杂非晶硅（背面）11烧结刻蚀12光注入透明导电膜（背面）13测试分选激光开槽（PN隔离）14丝网印刷15银浆固化16光注入17测试分选来源：中来股份，中信建投来源：TNO，光伏百科，中信建投xBC电池工艺分类：①以SunPower为代表的经典IBC电池；②以ISFH为代表的POLO-IBC电池，但由于其工艺复杂，业内更看好低成本的同源技术TBC电池，即IBC吸收TOPCon钝化接触技术形成的工艺技术；③以Kaneka为代表的HBC电池，即IBC吸收HJT的非晶硅钝化技术形成的工艺技术；④以隆基为代表的HPBC电池。激光开槽技术可应用于IBC电池产线。在IBC电池工艺中，激光无损消融技术可应用于IBC背面钝化层开膜上，采用精密激光加工系统用于替代掩膜+光刻的方案。可以简化工艺流程，大幅降低生产成本，使IBC电池具备量产可行性，目前该激光技术已经量产。2.1

晶硅技术迭代路径来源：晶科能源招股说明书，中信建投2.1.3

组件环节：大硅片加速设备更新，高效电池推动需求变革组件生产是将电池片和其他原材料组装成光伏组件的过程。电池片经过划片工序预分片后通过串焊与互联条焊接形成电池串，再用汇流带将电池串连接形成组件串，然后将组件串、玻璃、切割好的EVA和背板进行层叠铺设，经过层压、削边、装框、安装接线盒、硅胶固化、表面清洁、安规/EL/测试、外观检验、包装等工序形成组件。其中串焊和层压工序为组件生产过程中较为关键的环节，对应的设备分别为串焊机和层压机。组件设备投资额约6200万元/GW，串焊机占比约35%。根据CPIA数据，2021年新投组件产线设备投资额约6200万元/GW；在组件设备的价值构成中，串焊机价值量较高，单GW价值量通常超过2000万元，占比约35%，层压机价值量占比约20%，自动化生产线及其他设备价值量占比约45%。图表：组件生产环节及对应设备2.1

晶硅技术迭代路径100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%202020212024E2025E2022E

2023E≥210182

≤166组件环节扩产需求来自于：①光伏行业自身的高成长性；②大尺寸渗透率的快速提升；③薄片化对于自动化设备的新要求；④电池金属化实现方法的升级，主要影响串焊机等环节；⑤电池技术路线的多样性。大尺寸与设备兼容性：在大硅片快速渗透的背景之下，大尺寸高功率组件发展迅猛，由于设备的不兼容性，2020~2021年行业扩产的重要驱动力即来自于大尺寸设备对于小尺寸的替代。根据PV

infoLink的统计，2021年年底具备大尺寸高功率组件生产能力的组件企业超过50家，2022年大尺寸组件市占率将接近80%。薄片化对于组件自动化产线提出新要求：薄片化可以降低硅片成本，但是也会一定程度影响到碎片率。目前TOPCon电池N型硅片平均厚度为165μm，HJT约为150μm，IBC约为130μm，薄片化趋势对于组件端自动化产线设备提出新要求。0%20%40%60%80%100%120%

201920202021＞9BB9BB＜9BB

其他来源：PVinfoLink，中信建投来源：CPIA，中信建投图表：硅片尺寸分布图图表：各种主栅市场占比图表：硅片厚度变化趋势来源：CPIA，中信建投2.1

晶硅技术迭代路径图表：不同高效电池技术对串焊机工艺的影响高效电池主流发展方向加工特点或难点串焊机调整方向TOPCon电池SMBB技术导入，主栅数量进一步增加常规设备可兼容TOPCon串焊，主栅数量增加需更换SMBB串焊机；目前部分新增MBB设备可升级为SMBB串焊机。HJT电池低温加工传统串焊机通过定制化改造可继续使用焊接方式低温加工，也可以不使用焊带，使用替代方案SmartWire膜接技术实现电池片互联。xBC电池单面焊接，栅线结构改变常规串焊机无法兼容xBC单面焊接，会引起电池片严重翘曲，需更换为xBC串焊机。来源：中信建投展望未来，高效电池片技术革新催生新的组件设备需求。以串焊环节为例，不同高效电池结构、工艺存在差异，串焊工艺需匹配进行调整。TOPCon电池方面，常规设备可兼容TOPCon串焊，若采用SMBB工艺则需要升级为SMBB串焊机。HJT电池方面，为保持电池片电学性能、保护膜层，HJT串焊机需通过定制化改造以适应低温工艺，微晶硅替代非晶硅后可采用300℃以上的中温焊接，降低串焊难度；此外也可采用SmartWire无主栅串焊技术代替传统串焊工艺。xBC电池方面，电池改为背接触结构，串焊工艺需改为单面焊接，常规串焊机无法兼容，需更换xBC串焊机。图表：国内光伏行业多晶硅料扩产规划统计企业202120222023E通威永祥151022保利协鑫181910新特能源01010大全能源3.51010东方希望518.510亚洲硅业40丽豪588晶诺55宝丰01010江苏润阳058合盛硅业01010信义光能06上机数控055吉利科技05中来股份015清电能源0105其亚铝电01010内蒙东立04.8赛能硅业0010合计55.5147.3133来源：各公司公告，中信建投2.2

晶硅电池产业链各环节扩产分析2.2.1

各环节扩产判断光伏晶硅路线-硅料环节：2022年光伏硅料行业扩产大超预期，产量亦有大幅提升。预计2022年年底，国产硅料产量将上升至78万吨、进口产量约10万吨，产量合计88万吨左右，换算为GW单位约为264GW左右。根据CEA的统计预测，2023年光伏硅料产能将迅速攀升至536GW（折合约214万吨），而当年的预期光伏新增装机量约为330~360GW，阶段性的供给冗余难以避免。随着供给端产能释放的加速，预计2022年全年坚挺的硅料价格或将于2023年开始松动。从公开信息统计来看，2023年拟扩产规模仍超过100万吨，实际落地率将与行业盈利性具有较高关联性。图表：2022-2023年光伏硅片预计扩产项目统计公司项目规划产能（GW）地点2022年拟扩产项目京运通乐山二期22乐山晶科能源拉棒项目一期20西宁晶澳科技包头三期20包头高景太阳能高景三期20珠海隆基股份鄂尔多斯项目46鄂尔多斯宇泽半导体宇泽三期20楚雄美科太阳能扬中二期10扬中双良节能双良二期20包头华耀光电华耀二期12呼和浩特安徽阜兴硅片项目10阜阳阳光集团单晶拉棒项目15巴彦淖尔清电能源一期单晶硅拉棒切片项目10哈密三一集团硅片项目5云南合计2302023年拟扩产项目高景太阳能50GW直拉单晶硅棒50宜宾宇泽半导体单晶拉棒切片项目50曲靖、文山上机数控包头一期/二期40包头晶科能源拉棒项目二期10西宁京运通乐山二期22乐山陕煤集团单晶方棒+硅片20延安双良节能50GW大尺寸单晶硅拉晶项目50包头晶澳科技鄂尔多斯光伏全产业链项目20鄂尔多斯华民股份10GW高效N型单晶硅棒、硅片项目10云南鸿新科技合计272光伏晶硅路线-硅片环节：2022年光伏硅片计划扩产规模超过200GW，而2021年扩产150GW，2021年年末产能达到400GW以上。影响硅片行业扩产景气度的因素主要包括：①上游多晶硅原材料价格；②硅片企业自身盈利性；③新老玩家在行业大扩产背景下预期市占率的考量等。根据统计，2023年待扩产硅片规模仍然超200GW，考虑到2023年硅料价格松动预期，支撑行业进一步扩产的动力将更偏向于新老玩家在中长期维度自身市占率的考量以及落后产能升级需求。从存量更新维度，我们认为年均80~100GW左右的设备更换需求是较为合理的预测值，叠加新建产能需求，整体来看硅片环节的扩产仍将维持相对高位。来源：各公司公告，中信建投2.2

晶硅电池产业链各环节扩产分析2.2

晶硅电池产业链各环节扩产分析图表：新型高效电池快速扩产光伏晶硅路线-电池片环节：预计2023年电池片仍保持大规模扩产，TOPCon大扩产确定性强。目前正处于高效电池加速迭代的过程中，不同玩家出于自身一体化布局、规模化降低成本、卡位布局新技术路线等考量有望持续扩产。分技术路线来看，2022年TOPCon扩产、降本增效超出市场预期，行业吸引多方新老玩家入局，扩产规模或将达到90GW，预计2023年仍将是最主流扩产路线，扩产规模有望超过220GW；HJT持续推进各类降本增效方案，2022年以华晟、金刚光伏为代表的新玩家积极扩产，行业扩产规模将达到30GW，我们认为HJT在成本和PERC打平后有望吸引更多玩家入局，2023年扩产规模有望达到60GW；xBC电池方面，目前仍以龙头玩家扩产为主，2022年扩产约40GW，2023年扩产规模尚存在一定不确定性。总体而言，我们预计2023年电池片扩产总量将达到310GW，相较于2022年的230GW增长35%，拆分结构来看2023年TOPCon扩产占比仍将最高，HJT扩产规模有望翻倍增长。图表：预计2023年TOPCon电池扩产占比最高来源：各公司公告，各公司公众号，中信建投015010050200250

PERC TOPConHJTxBC2021 2022E 2023E（GW）6.5%71.0%19.4%3.2%PERC TOPCon来源：各公司公告，各公司公众号，中信建投HJT xBC图表：TOPCon电池在建及规划项目丰富 图表：HJT规划扩产储备项目丰富企业项目产能规划（GW）目前状态序号公司项目规划（GW）城市晶科能源尖山二期11建设中1爱康科技22泰州、赣州、湖州越南项目8建设中2宝馨科技20怀远，鄂托克旗合肥二期8建设中3华晟新能源25.2大理、无锡、合肥、宣城中来股份山西一期4建设中4东方日升15宁波山西二期8规划中5信实工业15印度、新加坡一道新能源衢州项目5建设中6华润电力12舟山天合光能淮安项目15建设中7金刚玻璃6吴江、酒泉通威股份32GW高效晶硅电池项目一期16建设中8明阳智能5盐城钧达股份滁州二期10建设中9中建材5江阴淮安一期13规划中10中苏湖广实业5玉山淮安二期13规划中11海泰新能5盐城晶澳科技宁晋电池项目6建设中12国润能源3张家口扬州项目10建设中13晶飞光伏2.6马鞍山曲靖项目10建设中14比太新能源（江苏）2宝鸡聆达股份金寨嘉悦智能工厂5.2建设中15隆基绿能1.2西咸新区海源复材新余项目2.7建设中16腾晖光伏5阜平全椒项目10规划中17水发能源5东营大恒能源安巢经开区项目3建设中18国晟能源5萧县、凤台润阳股份盐城项目13建设中19赛维能源5.6新余沐邦高科安义项目8规划中20华耀光电10常州梧州项目10规划中21太一光伏5徐州湖北鄂州项目10建设中22金阳新能源20南安英利能源河北保定项目5建设中23中弘晶能3台州皇氏集团安徽阜阳项目20建设中24金阳新能源&四川巨星&四川新鸿兴集团10乐山赛拉弗蚌埠项目5建设中泰恒新能源宜宾项目5建设中25中能创1常州亿晶光电滁州项目10建设中26曜灵科技2临沂阿特斯宿迁项目10建设中27正业科技8景德镇协鑫集成芜湖一期10规划中28润阳股份5盐城芜湖二期10规划中29铜晟能源10铜陵乐山一期5规划中30乾景园林1乐山二期5规划中32山东泉为新能源15枣庄市上机数控徐州项目24规划中33湖南通泽太阳能10湖南通则顺风光电常州项目10规划中35三五互联5眉山丹棱林洋能源南通项目20规划中36欧昊集团6酒泉横店东磁宜宾项目12规划中37国家电投5龙港市棒杰股份扬州项目10规划中38奥维通信5淮南市田家庵区仕净科技安徽宣城宁国项目24规划中39海源复材5安徽全椒明牌珠宝绍兴日月光伏电池片“超级工厂”项目16规划中40明牌珠宝4浙江绍兴合计294.6合计399.92.2

晶硅电池产业链各环节扩产分析来源：各公司公告，中信建投来源：各公司公告，中信建投2.2

晶硅电池产业链各环节扩产分析图表：海外厂商硅片、电池片、组件扩产不完全统计公司国家规模（GW）公司国家规模（GW）公司国家规模（GW）硅片ET

Solar越南5组件Carbon法国5Meyer

Burger德国0.4塔塔电力印度4Solarge荷兰0.35AstrasunSolar

Kft罗马尼亚1.8EnelGreen

Power意大利2.8Masdar

Solar沙特阿拉伯0.3Adani

Solar印度2Saatvik

Solar印度2.5GAFEnergy美国0.3Adani

Solar印度2Aurinka西班牙0.3合计8.8ReNew

Power印度2Sonnenstromfabrik德国0.3电池片信实工业印度4.8Websol印度1.8AdvancedIndustries

Inc阿曼塞拉莱自由区0.2塔塔电力印度4Emmvee

Photovoltaic印度1.75ZergounGreenEnergy阿尔及利亚0.2ReNewPower印度2WebsolEnergySystem印度1.8韩华Q-CELLS美国1.4SolargeBV荷兰0.1AstrasunSolar

Kft罗马尼亚1.2FirstSolar美国3.5Emmvee

Photovoltaic印度1.5Saatvik

Solar印度1.2REIL印度0.1AstrasunSolar

Kft罗马尼亚1.5ManaEnergy

Pak伊朗1Toledo

Solar美国2.7SPIEnergy

Co.美国0.9Waaree

Energy印度4韩华Q-CELLS韩国0.9Universal

Solar巴拿马0.6Adani

Solar印度8Waaree

Energies印度5.4Solarever墨西哥0.5OCI美国0.79合计21.9AgoraSolar

as斯洛伐克0.53Sun

USA美国3Meyer

Burger美国0.4合计54.09来源：各公司官网，中信建投2.2.2

海外需求兴起2022年海外直接客户订单上升趋势明显。过去光伏设备海外订单主要来自于国内企业出海，但2022年以来，印度、欧洲等海外直接客户占比明显提升。其背后驱动因素包括：①美国、印度等国加强光伏制造本土化；②地缘政治影响冲击欧洲能源结构，加强可再生能源布局摆脱传统能源进口依赖。全球对于可再生能源，尤其是光伏应用前景愈发重视，对于具有全球竞争力的国内光伏设备供应商而言，未来“设备出海”逻辑将得到持续强化。目录一、光伏电池分类及光伏设备行业概述二、晶硅电池：受益技术迭代与国内外扩产，晶硅设备需求保持高景气三、薄膜电池：钙钛矿电池量产将实现0到1跨越钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期多方巨头入场钙钛矿，产业端、资本端热度提升稳定性“问题”不会限制钙钛矿电池的推广产业升级，设备先行四、随想：竞争格局将如何演化？五、投资建议六、风险提示3.1

钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期钙钛矿是一类具有ABX3分子结构的晶体总称，可用于制备钙钛矿太阳能电池。此类氧化物最早被发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物（CaTiO3），因此而得名，其英文名依据俄罗斯矿物学家Lev

Perovski名字命名为Perovskite。钙钛矿分子通式ABX3中，A位离子为大半径阳离子，B位离子为小半径阳离子，X位离子为卤素阴离子。根据材料组分区别，可以将钙钛矿材料大致分为三类：（1）复合金属氧化物、（2）有机杂化钙钛矿、（3）无机卤素钙钛矿。后两类材料通常都包含卤素阴离子，适用于各类光电器件领域，其中有机杂化钙钛矿是钙钛矿太阳能电池中使用最多的光活性层材料。来源：CNKI，中信建投来源：CNKI，中信建投图表：

钙钛矿通用晶体结构图表：

钙钛矿电池工作原理3.1

钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期钙钛矿电池的优势主要包括高光吸收系数、高缺陷容忍度、带隙可调、制备工艺多样、具有透光性可做叠层等。一方面，理论上，晶硅单结电池极限效率为29.4%，而单结钙钛矿电池可达到33%左右，钙钛矿叠层电池则可达44%以上。另一方面，实验室数据来看，1954年5月，美国贝尔实验室开发出效率为6%的单晶硅太阳能电池以来，目前世界纪录为隆基创造的26.81%。而自2009年日本科学家Miyasaka制备3.8%的单结太阳能电池起，经过十余年发展，2021年单结钙钛矿电池的转化效率已经达到25.7%；2022年12月HZB科学家最新研发的钙钛矿/硅串联太阳能电池光电效率达到32.5%，创下全新世界纪录；2022年12月全钙钛矿叠层电池效率世界纪录已经达到29.0%。来源：协鑫光电，中信建投来源：协鑫光电，中信建投图表：钙钛矿太阳能电池与晶硅电池效率提升历程图表：钙钛矿叠层太阳电池拥有更高的理论光电转换效率图表：

钙钛矿电池实验室转换效率发展历程时间研发团队电池类型转换效率2009日本科学家Miyasaka单结钙钛矿太阳能电池3.80%2011韩国成均馆大学Nam-GyuPark课题组单结钙钛矿太阳能电池6.50%2012牛津大学Henry

SnaithHE和Mike

Lee

课题组单结钙钛矿太阳能电池10.00%2012牛津大学Henry

Snaith单结钙钛矿太阳能电池15.40%2015韩国化学技术研究所以及成均馆大学单结钙钛矿太阳能电池17.90%2016瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）单结钙钛矿太阳能电池19.60%2017韩国蔚山国立科技研究所单结钙钛矿太阳能电池22.10%2018中国科学院半导体研究所研究员游经碧课题组单结钙钛矿太阳能电池23.70%2019.4韩国化学技术研究所（KRICT）单结钙钛矿太阳能电池24.20%2019.8韩国化学技术研究所、麻省理工单结钙钛矿太阳能电池25.20%2020.9香港城市大学、华盛顿大学单结钙钛矿太阳能电池25.50%2021.1韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）单结钙钛矿太阳能电池25.50%2021韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）单结钙钛矿太阳能电池25.70%图表：

钙钛矿电池实验室转换效率发展历程（续表）时间研发团队电池类型转换效率2018牛津光伏（Oxford

PV）硅/钙钛矿叠层太阳能电池27.30%2018牛津光伏（Oxford

PV）硅/钙钛矿叠层太阳能电池28.00%2020.1亥姆霍兹中心（HZB）硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.15%2020.12牛津光伙(Oxford

PV）硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.52%2021.11亥姆霍兹中心（HZB）硅/钙钛矿叠层太阳能电池29.80%2022.7洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子与微技术中心（CSEM）硅/钙钛矿叠层太阳能电池31.30%2022.12亥姆霍兹中心（HZB）硅/钙钛矿叠层太阳能电池32.50%2020.1美国能源部国家可再生能源实验室全钙钛矿叠层电池23.10%2022.2加拿大多伦多大学Edward

H.Sargent教授全钙钛矿叠层电池26.40%2022.6南京大学谭海仁教授课题组全钙钛矿叠层电池28.00%2022.11北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松团队全钙钛矿叠层电池29.30%2022.12南京大学谭海仁教授课题组全钙钛矿叠层电池29.00%3.1

钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期来源：各公司公告，NREL，中信建投3.1

钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期图表：

钙钛矿电池与晶硅电池产业链各环节投资额比较不同于晶硅路线要经历硅料、硅片、电池片、组件四个环节方可制备晶硅组件，钙钛矿组件制备只需要单一工厂，且生产过程耗时较晶硅大幅缩短，能耗也大为降低。成熟状态下，GW级量产后，钙钛矿太阳能电池/组件设备投资与单瓦成本都将显著低于晶硅路线。投资成本：光伏领域不同规模产能的成本差异较大，随着产线产能的提高，平均建设成本将显著降低。目前纤纳光电运行的20MW产线投资额为5050万元，新建的100MW产线投资额为1.21亿元，产能提升至原先5倍，投资额仅提升至原投资额的2.4倍。根据协鑫光电的估计，5-10GW级量产钙钛矿电池投资额约为5亿元/GW。与之相比，晶硅设备投资包括硅料设备、硅片设备、电池与组件设备，整套产业链设备投资额达到9.6亿元/GW左右。来源：协鑫光电，中信建投3.1

钙钛矿电池具有效率和成本两大优势，行业前景可期单位成本：2022年8月11日，协鑫光电董事长在接受华尔街见闻采访时表示，基于100MW的采购量，100MW中试线制造的钙钛矿光伏组件的制造成本预计将低于1元/W，其中钙钛矿材料成本占比仅3.1%左右。当产能扩大到1GW以上时，下降到每瓦0.7元左右，5至10GW级别量产，组件成本可降至0.5～0.6元/W，未来量产级别提升，还有下降空间。也就是说，量产的情况下，钙钛矿组件投资成本与生产成本比晶硅组件将具有竞争优势。来源：协鑫光电，中信建投来源：协鑫光电，中信建投图表：

量产规模扩大后，组件成本将进一步下降图表：

钙钛矿电池组件量产成本构成34%3%16%13%3%31%玻璃及其他封装材料人工成本固定资产折旧能源动力钙钛矿电极材料图表：钙钛矿电池一级市场投资情况企业近期融资融资时间融资规模投资方黎元新能源天使轮2018允怡天使协鑫光电pre-A轮20201.8亿元昆山高新创业投资有限公司、凯辉智慧新能源基金（法国道达尔能源入股）、瑞庭投资（宁德时代实控）等纤纳光电C轮2021.13.6亿元长江三峡集团旗下三峡资本联合中国三峡新能源、京能集团、衢州金控、三峡招银等协鑫光电2021.3过亿凯辉能源基金领投万度光能A轮2021.8宜昌国投集团曜能科技A轮2021.8千万级高瓴气候变化投资团队极电光能Pre-A轮2021.102.2亿元碧桂园创投、九智资本联合领投，建银国际、云林基金跟投，控股股东稳晟科技追加投资；长城汽车控股仁烁光能天使轮2021五千万协鑫光电B轮2022.5数亿级腾讯参投，光源资本任财务顾问无限光能天使轮2022.6千万级碧桂园创投、耀途资本、光跃投资共同参投，德太资本任财务顾问光晶能源天使轮2022.8千万级正轩投资领投，创新工场、鼎祥资本跟投，光智资本担任独家财务顾问仁烁光能Pre-A轮2022.8数亿级三行资本领投，中科创星、苏高新创投、金浦智能、险峰长青、云启资本、中财产业基金等跟投来源：各公司公告，中信建投2021年以来钙钛矿一级市场投资持续火热，多方巨头入场钙钛矿。腾讯、碧桂园及宁德时代跨界投资钙钛矿，①2020年宁德时代董事长曾毓群通过控股子公司瑞庭投资参投协鑫光电pre-A轮融资，瑞庭投资持股协鑫光电约0.13%，此外，曾毓群于2022年5月5日在业绩说明会上称，公司钙钛矿光伏电池研究进展顺利，正在搭建中试线；②腾讯于2022年参投协鑫光电B轮融资，持股5.97%；③碧桂园于2021年参投极电光能、2022年参投无限光能。与此同时，众多专业投资机构助力钙钛矿电池企业融资，如招银国际和杭开集团领投纤纳光电D轮融资，淡马锡投资、红杉中国、IDG资本三家联合领投协鑫光电B+轮融资等。在资本的助力下，行业有望得到更多人才、团队的加盟，促进技术进步和产业化加速发展。3.2

多方巨头入场钙钛矿，产业端、资本端热度提升3.2

多方巨头入场钙钛矿，产业端、资本端热度提升钙钛矿电池正在加快产业化探索，2023年龙头玩家有望率先开启GW级设备招标，钙钛矿行业量产真正从0向1迈进。从当下时点来看，据不完整统计，行业中至少已有协鑫光电、纤纳光电、极电光能3条百兆瓦级单结钙钛矿产线投产，诸多企业中试线在建，同时也有诸多企业进行GW级别产线规划，且行业在资本+技术双重助力下有望加速发展，吸引更多玩家入场布局，我们对钙钛矿电池的量产落地进程保持乐观。2023年龙头玩家有望率先开启GW级设备招标，钙钛矿行业量产真正从0向1迈进。根据下游厂商的规划，部分龙头企业预计在2024年实现GW级钙钛矿电池产线投产，考虑到设备生产、进场安装调试等时间节奏，判断2023年会陆续看到GW级别设备的招标。根据我们的统计，预计2023年至少有3条GW级产线开启设备招标，且考虑到多条百兆瓦级产线规划进度，我们预计全年设备招标量有望超过4GW。我们认为GW级产线建设具有重要意义，标志着钙钛矿行业真正从0到1走向GW级量产时代。对于钙钛矿电池企业来说，GW级设备招标彰显出其坚定扩产的决心，说明其技术、工艺或已有能力支撑GW级别产线的建设；对于设备供应商来说，GW级设备供应商的选定可以侧面印证设备企业在钙钛矿领域的技术实力及量产制造能力，在率先开启的量产设备招标中，不同设备厂家的份额情况值得持续跟踪，行业竞争格局将逐渐清晰。此外，目前钙钛矿电池各个膜层的材料选择以及膜层制备工艺仍存在不同方案之间的竞争，GW级别招标的选择反映的是头部领先企业的方案选择，或将对量产工艺形成显著影响。图表：钙钛矿行业扩产产能梳理企业电池类型规模(MW)产线类型产品尺寸转换效率建设状况单结钙钛矿电池协鑫纳米单结钙钛矿电池10中试线450mm*650mm投产协鑫光电单结钙钛矿电池100量产线1000mm*2000mm2023年底预计>18%投产单结钙钛矿电池1000量产线1000mm*2000mm20%规划单结钙钛矿电池5000-10000量产线1000mm*2000mm20%规划纤纳光电单结钙钛矿电池20中试线投产单结钙钛矿电池100量产线1245mm*6