光伏装备行业技术迭代:TOPCon承接PERC主力扩产;中期HJT降本放量;长期钙钛矿

光伏装备行业技术迭代：TOPCon承接PERC主力扩产；中期HJT降本放量；长期钙钛矿

全球能源结构转型带动光伏装机容量持续增长,带动设备需求增长

节选来源：国信证券

分析师：吴双

【摘要】

✓ 预计2023/2024/2025年全球光伏新增预期350/450/550GW，同比+40%/29%/22%

✓ 预计2023年光伏设备空间：硅片/电池/组件设备空间分别为263/616/220亿元

✓ 竞争格局：行业前三公司占据整个市场80%的市场份额，其中龙一占据市场份额超过50%，呈现高集中度格局：

硅片：晶盛机电、汉钟精机、美畅股份；

电池片：捷佳伟创、帝尔激光；

组件：奥特维、京山轻机

光伏设备公司概览

✓ 光伏设备行业框架

设备技术迭代是推动光伏行业增效降本的关键环节，较快的迭代周期使得设备呈现“耗材”属性。

✓ 光伏产业链：

光伏产业链主要包括上游硅料环节、中游硅片、电池片、组件制造环节以及下游集中式、分布式电站。

✓ 光伏设备：一代技术、一代工艺、一代设备

降本增效驱动光伏技术快速迭代，技术迭代带来设备持续升级

• 硅片端：N型替代P型、大尺寸、薄片化、半片前置是未来发展趋势。其中大尺寸技术渗透率85%以上，薄片化和半片技术仍在持续推进；主要受益设备包括：单晶炉（低氧单晶炉）、切割设备、金刚线（细线化、钨丝）。

• 电池端：TOPCon率先放量，中期HJT有望降本放量,长期钙钛矿叠层电池空间广阔。对应新技术包括：TOPCon（LPCVD双插、双面PE-Poly）、HJT（铜电镀、银包铜、激光转印、0BB）、钙钛矿（涂布技术、激光技术）；主要受益设备：镀膜设备、新技术相关设备等。

• 组件端：多主栅+无主栅+半片技术推动组件设备更新迭代。组件端新技术属于被动迭代，主要受硅片端和电池片端技术推动，包括多/无主栅焊接技术、半片、三分片技术、薄片串焊技术。主要受益设备：串焊机、激光划片机、叠片机等。

2023年硅片设备市场规模有所下降，电池片设备空间大幅上升，组件设备规模较为稳定

•2023年光伏新增装机容量：PV-InfoLink预期2023年全球新增装机容量约350GW，Trendforce预期2023年全球新增光伏装机量将达到 351GW，CPIA预计2023年光伏全球新增装机容量约305-350GW。综合来看,2023年光伏新增装机容量预计350GW。

• 硅片设备空间：硅片设备单GW投资约1.5-2亿/GW，其中单晶炉价值量占比约65%-70%，切片机占比约15%，预计2023/2024/2025年硅片设备市场空间约263/239/188亿元。

• 电池片设备空间：PERC设备单GW投资额约1.3-1.5亿元，TOPCon设备单GW投资额约1.5-1.8亿元，HJT单GW投资额约3.5-4亿元左右，预计2023/2024/2025年电池片设备市场空间约616/705/800亿元。

• 组件设备市场空间：设备单GW投资额约0.7亿元，其中串焊机价值量占比约35%，预计2023/2024/2025年组件设备市场空间约220/275/211亿元。

光伏设备行业竞争格局：行业前三公司占据整个市场80%的市场份额，其中龙一占据市场份额超过50%，呈现高集中度格局。

• 竞争格局核心关注因素：技术路线重大变化（如HJT、钙钛矿技术替代PERC技术）、新玩家进入。

1）硅片设备：硅片环节可分为拉晶、切片两个环节

硅片环节主要工艺流程

2）电池片环节：从硅片到电池片

• 核心设备：主要包括制绒设备、扩散设备、激光设备、刻蚀设备、镀膜设备、丝网设备等。

• 核心耗材：主要包括银浆、石英舟，HJT还需要靶材。

• 当前关注点：

1.TOPCon扩产落地情况；

2.HJT降本技术进度；

3.钙钛矿GW级产业化进度。

电池片环节核心设备及耗材

电池片环节趋势：产业当前从PERC转向TOPCon、HJT阶段

• 从产业化看，电池片经历了从AI-BSF到PERC，目前正向TOPCON、HJT转变。2015年之前，主流电池是铝背场电池（AI-BSF），目前基本已被淘汰；2016年，PERC电池技术逐步替代AI-BSF，成为市场主流电池技术,但其转换效率已接近上限。目前N型电池成为未来电池发展的主要方向。N型电池主要类型有TOPCON、HJT 、IBC。

• 从研究方向看，钙钛矿叠层电池为前沿研究方向。钙钛矿电池是将ABX3作为吸光层制成的薄膜型太阳能电池。钙钛矿电池能有效地利用紫外和蓝绿可见光，晶硅电池可以有效地利用红外光。将钙钛矿与HJT、IBC等晶硅电池叠层，可以更高效吸收光谱，进一步提升光伏电池转换效率。

光伏电池技术分类

TOPCon：目前N型电池技术扩产主力, TOPCon 主要工艺路径与PERC相似度较高

HJT：成本偏高制约HJT大规模产业化

HJT技术成熟，但目前成本偏高，玩家主要为新进入者

• 技术成熟：HJT是在晶体硅上沉积非晶硅得到的，工艺路径为全新。HJT工艺仅有四步：清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜制备和丝网印刷，对应的设备分别是湿法化学清洗设备、PECVD、PVD/RPD、丝网印刷/激光转印/铜电镀设备，技术成熟。

• 经济性仍有待改善：HJT成本主要由硅片、浆料、设备折旧和靶材构成，根据测算来看，单瓦成本高于PERC约0.12元，其高出部分主要来自于银浆和靶材。

• 目前扩产主要以新玩家为主：扩产方面，据不完全统计，目前在建HJT产能约58GW，规划产能超过70GW。从扩产玩家看，主要以新玩家为主，包括金刚玻璃、华晟新能。由于电池片环节具有后发优势，因此目前在HJT成本仍偏高的背景下，头部玩家仍在观望。从设备采购方式来看，目前新玩家主要以整线采购为主。

HJT电池结构

HJT主要工艺流程

钙钛矿：光伏电池技术研究新热点，关注GW级产线落地

叠层钙钛矿理论效率40%+，工艺简洁

• 原理：钙钛矿通常是指ABX3型化合物，钙钛矿电池是将ABX3作为吸光层制成的薄膜型太阳能电池。其工作原理为：阳光照射到钙钛矿层时会产生电子和空穴，这些电子和空穴分别迁移到相邻的电子传输层和空穴传输层，产生电流。

• 工艺简洁：钙钛矿生产工艺主要包括玻璃清洗，制备空穴导电层、制备钙钛矿层、制备电子导电层、制备电极和封装。涉及的设备主要包括RPD/PVD，涂布设备、激光设备和封装设备。

• 效率高：单结钙钛矿电池理论效率可达31%，与异质结等技术叠成后理论电池效率可达40%-50%，远高于目前晶硅电池30%的效率上线。

• 成本低：单结钙钛矿组件制备仅需要单一工厂即可完成所有工艺，生产时间大于在45分钟（单晶硅电池约3天）。此目前晶硅电池（PERC）生产从硅料到组件设备投资额约9.6亿元/GW，单结钙钛矿电池投资额约5亿元/GW，未来随着量产有望进一步降低。

钙钛矿电池工艺流程

3）组件环节：从电池片到组件

• 核心设备：主要为串焊机、划片机、层压机；

• 核心耗材：焊带；

• 当前关注点：

1.多主栅技术渗透率增加（SMBB）；

2.无主栅（0BB）技术进展。

电池片环节核心设备及耗材

组件工艺及设备：串焊机为核心设备，价值量占比约30%+

组件设备价值量：组件设备投资额约0.65亿元/GW，其中串焊机、层压机设价值量占比较高。

硅片环节主要工艺流程

新增装机+技术迭代双重驱动组件设备

• 需求端：新增装机容量叠加硅料降价释放组件扩产

✓2023-2025全球新增装机容量预计350/450/550GW，带动组件需求；

✓ 当前硅料价格下降改善组件盈利，释放组件需求，带动组件厂商扩产。

• 技术端：硅片、电池片技术变革逆向促动组件技术迭代

✓ 硅片大尺寸、薄片化带动串焊机设备更新迭代；

✓ 电池片TOPCon、HJT降本低银浆耗量、低温银浆等带动组件SMBB、OMBB技术发展，进而带来设备更新迭代；

✓ 半片、三分片、四分片技术带动串焊机技术需求翻倍。

电池片环节核心设备及耗材

--The End--

收录于合集 #光伏

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