1、 敬请阅读末页的重要说明 证券证券研究报告研究报告|行业行业深度报告深度报告 工业工业|机械机械 推荐推荐（维持维持）平价是主线，突围看技术平价是主线，突围看技术 2019年年06月月24日日 光伏设备专题系列之一光伏设备专题系列之一 上证指数上证指数 3008 行业规模行业规模 占比%股票家数（只）347 9.6 总市值（亿元）27692 5.2 流通市值（亿元）20245 4.6 行业指数行业指数%1m 6m 12m 绝对表现 4.7 20.3 10.3 相对表现 0.2-6.3 3.6 资料来源：贝格数据、招商证券 相关报告相关报告 1、【招商机械】2019 年中期投资策略-围绕逆周期、
2、低估值、科创主线进行布局2019-06-24 2、机械行业 2019 年中期投资策略围绕逆周期、低估值、科创主线进行布局2019-06-13 3、工程机械行业点评专项债新政利好基建，工程机械需求无忧2019-06-11 降成本是光伏行业永恒的命题，得益于此，18/19 年 PERC 产能快速扩张，目前已成主流技术，同时光伏平价及 TOPcon、HJT 技术已提上日程，未来将催生大量设备需求，我们看好光伏设备长期发展。本报告聚焦电池片设备，以“平价”及“技术”为主轴，梳理行业投资机会，推荐关注迈为股份、捷佳伟创（电新覆盖）。平价是主线：催生国内海外市场繁荣。平价是主线：催生国内海外市场繁荣。平价
3、上网是光伏行业的终极目标，因而如何降成本也成为光伏行业永恒的命题，电池片环节的降成本主要通过工艺端和设备端两方面实现，也由此设备商和下游电池片厂商关系愈发紧密：电池片厂商不断进行工艺更迭，设备商配合其需求改进设备，导致设备普遍同质化，技术代差缩小，如此往复形成正循环带动生产成本不断下降，叠加产业上下游各环节成本的降低，2018 年组件成本才能下降 30%。即便如此，“531”补贴政策加速退坡、各环节产品价格应声下跌，众多光伏企业的国内平价上网之路仍走得非常艰难，但也倒逼行业进一步降本增效，带来了日益扩大的全球市场，预计美国 2019 年光伏新增装机量约为 11GW，同比略有增长，中国、印度、日
4、本保持平稳，欧盟 2019 年将有明显增长，西班牙启动平价上网项目，法国、荷兰、意大利等国也有明显增长。随着光伏平价上网的到来，全球光伏需求仍将保持增长，打开更加广阔的电池片生产设备空间。突围看技术：电池片高效突围看技术：电池片高效 HJT 技术有望在未来技术有望在未来 2-3 年推广，年推广，Topcon 也会占据也会占据一定份额，有望催生大量设备需求。一定份额，有望催生大量设备需求。531 之后成本迅速下降 30%，主要归功于PERC 技术的普及，一代技术、一代设备，PERC 电池在原有设备上新增加背面镀膜及激光开槽两大工序，对 PERC 产能的新一轮投资开启了设备商的发展黄金期。降低成本
5、主要通过提高效率（由设备商主导，提高运行效率，主要体现在设备单位产量提升；提高电池片转换效率，如减少光衰等，同种设备不同厂家效率差距可达 1%）及提升良率（由电池厂商主导，相同设备不同厂商良率差距可达 5%）两种方式。对设备商来讲，提高设备单位产量，长远来看，反而会缩小自身空间，所以真正突围，要看如何提高转化效率，也就是工艺技术上的突破。未来技术主要向精细化发展，整体由 P 型向 N 型发展，目前的 TOPcon、HJT 技术都已成功经过实验室阶段，乐观估计 HJT 技术 2020 年有望大规模推广，可能成为光伏行业大洗牌契机。电池片设备电池片设备行业面向百亿空间，若行业面向百亿空间，若 20
6、20 年平价达成有望继续超预期。年平价达成有望继续超预期。根据产业链调研反馈，预计 2019 年全球 PERC 电池产能增长 40GW，2020 年 30GW，新建产能和改造产能比例约为 8:2，而新建产能设备投入约 3 亿元/GW，改造产能设备投入约 0.8 亿元/GW，则 2019/2020 年设备空间可达 102 亿、77 亿，2019 年对应制绒设备、扩散炉、刻蚀机、激光设备、自动化设备空间各自约10 亿，正面 PECVD 空间 20 亿，背面 PECVD 空间 30 亿，丝网印刷 15 亿。诸凯诸凯S1090518070005 吴丹吴丹S1090518090001 刘荣刘荣S1090
7、511040001 研究助理 时文博时文博 前段后段前段后段格局已定格局已定，推荐推荐关注关注两大两大龙头：龙头：迈为股份迈为股份、捷佳伟创（电新覆盖）、捷佳伟创（电新覆盖）。前段设备龙头捷佳伟创市占率40-50%，后段设备龙头迈为股份市占率70%，目前有相互渗透的趋势，捷佳伟创在2019SNEC展推出丝网印刷设备，而迈为股份也准备推进PECVD设备，我们认为前段后段设备相互渗透难度较大，并非由于技术壁垒，而是口碑及工艺设计、调试服务等隐形壁垒。市场格局发生重大变化可能性较小，但产品毛利率承压趋势明显。未来捷佳伟创倾向纵向扩张，涉足整线业务，而迈为股份横向发展，在锂电卷绕机、半导体晶圆切割机等
8、领域布局。两大龙头积极拓展空间，有望分享新一轮设备投资红利。风险提示：政策变动风险风险提示：政策变动风险、贸易摩擦风险、宏观经济风险、贸易摩擦风险、宏观经济风险-20-100102030Jun/18Oct/18Jan/19May/19(%)机械沪深300 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 2 正文目录 一、光伏设备的看点有哪些？.3 二、“工艺+设备”两条腿，国产设备商是降本主力.3 2.1 光伏产业链面面观.3 1）硅料：多晶硅进口比例下降，技术路线以改良西门子法为主.4 2）硅片：金刚线切割基本全面渗透，单晶替代多晶趋势明显.5 3）电池片：最有可能重大突破的环节.6 4
9、）组件：叠瓦工艺有望引领新一轮革新.9 2.2 电池片设备格局已定，面向百亿市场.11 1）核心设备集中在电池片、组件环节.11 2）前段后段格局已定，HJT 有望成为行业大洗牌契机.14 三、平价是主线，突围看技术.17 3.1 平价是主线：国内海外双受益.17 1）国内光伏平价提上日程，最快有望 2020 年底达成.17 2）海外市场多点开花.20 3）光伏发电想象空间较大，长期将保持稳定增长.21 3.2 技术进步是行业发展核心动力.23 四、产业链上市公司梳理.28 4.1 迈为股份：丝网印刷设备龙头，积极拓宽下游业务.28 4.2 捷佳伟创（电新覆盖）：前段设备龙头，具备整线能力.3
10、0 4.3 罗博特科：自动化设备领先商.32 4.4 上机数控：金刚线切割机先行者，布局单晶硅拉晶生产.33 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 3 一、光伏设备的看点有哪些？“光伏工艺“光伏工艺技术进步技术进步下游厂商下游厂商开启新一轮投产开启新一轮投产周期周期设备厂商根据客户需求进一步设备厂商根据客户需求进一步改进”，是光伏产业的发展模式改进”，是光伏产业的发展模式，如何降成本是行业永恒的命题，如何降成本是行业永恒的命题。无论是电池片厂商还是设备商，所做的一切技术努力，最终都降低了电池片、组件成本（包括提升转化效率、降低单位制造成本等不同方式），这里指的技术是可商业推广的产
11、业化技术：PERC 技术在 2018 年才真正大批量推广，成为真正意义的主流技术，而早在 1983 年就由澳大利亚科学家 Martin Green 提出；同样目前风头更盛的 HJT 技术最早由日本三洋 1990年成功开发，2015 年已经实验室内转换效率达到 25.6%。由此可见，实验室技术并非目前制约行业发展的核心要素，可产业化推广的技术才是重中之重。可产业化推广的技术重要践行者，就是光伏设备生产商，但可产业化推广的技术重要践行者，就是光伏设备生产商，但国内外光伏设备公司盈利模国内外光伏设备公司盈利模式有所区别：式有所区别：国外光伏设备公司如应用材料、梅耶博格等，依靠数十年技术沉淀和雄厚的资
12、金实力，不断设计和生产跨时代新产品，是光伏设备行业的领军者，赚的是技术溢价；国内公司则以“随叫随到”全方位服务作为切入点，不断将市场已有设备，根据客户不同的需求改进更新，产品虽然存在一定同质化，但出色的服务和定制化能力，客户高基数，使设备厂商博采众长，取各家工艺优点不断改进，应用工艺领先国外对手，是新技术降本的主力军。现阶段光伏设备看点包含如下，也是本文研究的重点：（1）平价刺激设备需求：补贴退坡倒逼行业降本增效，而效率提升、技术迭代需要增加新设备，建设更为高效的产能，催生大量光伏设备需求。（2）海外光伏需求不断超预期：日益下降的光伏发电成本带来了日益扩大的全球市场，海外市场在光伏成本能够实现
13、平价之后，迅速被点燃，有望继续超预期。（3）HJT 技术有望未来 2-3 年有望推广：设备厂商真正突围，要看如何提高转化效率，也就是工艺技术上的突破。未来技术主要向精细化发展，整体由 P 型向 N 型发展，目前的 TOPcon、HJT 技术都已成功经过实验室阶段，乐观估计 HJT 技术 2020 年有望大规模推广，可能成为光伏行业大洗牌契机。本文第二章对光伏产业链做整体梳理，第三章对光伏设备尤其是电池片本文第二章对光伏产业链做整体梳理，第三章对光伏设备尤其是电池片设备设备进行进行分析，分析，第四章梳理电池片设备主要上市公司第四章梳理电池片设备主要上市公司。二、“工艺+设备”两条腿，国产设备商是
14、降本主力 2.1 光伏产业链面面观 光伏产业链可以分为硅料、硅片、电池片、组件、系统五个环节。光伏产业链可以分为硅料、硅片、电池片、组件、系统五个环节。从硅片生产到电池组件再到系统应用，构成光伏产业链上中下游。硅料（硅锭/硅棒）、硅片等基础产品的生产制造属于光伏产业上游，光伏电池片和组件等关键产品属于产业链中游部分，光伏发电系统和应用属于下游环节。行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 4 图图 1：光伏产业链光伏产业链 资料来源：公开资料、招商证券 1）硅料：多晶硅进口比例下降，技术路线以改良西门子法为主 硅料是光伏产业链的基础原料，仍部分依赖进口。硅料是光伏产业链的基础原料，仍
15、部分依赖进口。晶体硅的制作流程大致为：通过冶炼工艺将石英砂料冶炼还原为 98%纯度的工业硅，再通过改良西门子法或者硅烷流化床法进一步把工业硅提纯到 99.9999%的太阳能级多晶硅。目前我国多晶硅仍部分依赖进口，2018 年，全国多晶硅产量超过 25 万吨，同比增长 3.3%；进口约 12.5 万吨，同比下降 20%。截至 2018 年我国多晶硅产能超过万吨的企业有 10 家，我国多晶硅产业规模占全球总规模的 54.8%。硅料成本仍有下降空间，主要来自于生产线设备硅料成本仍有下降空间，主要来自于生产线设备投资投资成本成本。由于提纯纯度要求高和还原过程的高载能，硅料成为晶硅光伏电池产业链中能耗最
16、大的一个环节。多晶硅的成本构成中，电力成本为主约占 44%，蒸汽成本约占 11%，金属硅成本约占 21%，设备折旧成本约占 16%。2018 年全国多晶硅平均综合电耗已经降低至 71kWh/kg-si，同比下降2.7%，龙头企业甚至降低至 63 kWh/kg-si 以下。根据中国光伏产业发展路线的预测，未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至 2025 年还15%以上的下降空间，综合能耗预计到 2025 年每年将按照 3%-6%的比例降低。此外，生产线设备投资成本仍有下降空间。2018 年投产的万吨级三氯氢硅西门子法多晶硅生产线成本已下降至 1.15 亿元每千吨的水平
17、，预计到 2020 年，千吨投资可下降至 1 亿元每千吨。以综合能耗（电力以综合能耗（电力+蒸汽）占比蒸汽）占比 55%计算，如果综合能耗每年下降计算，如果综合能耗每年下降 3%，设备成本每年，设备成本每年下降下降 6%，硅料成本将综合，硅料成本将综合下降下降约约 2.6%。但因硅料的产能灵活性相对较差，价格的敏感性较低，成本传导到价格上需要一定时间。制备多晶硅技术以三氯氢硅西门子法为主。行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 5 图图 2：太阳能多晶硅成本构成太阳能多晶硅成本构成 图图 3：多晶硅料多晶硅料结构图结构图 资料来源：Solarzoom、招商证券 资料来源：公开资料、
18、招商证券 2）硅片：金刚线切割基本全面渗透，单晶替代多晶趋势明显 硅片生产包括硅生长硅片生产包括硅生长/铸锭、开方、切片等环节。铸锭、开方、切片等环节。高纯硅通过直拉/铸锭形成单晶硅棒/多晶硅锭，后单晶硅棒经过截断、切片形成单晶硅片，多晶硅锭经开方、磨面、倒角、切片形成多晶硅片。单晶硅片与多晶硅片的核心区别在于铸锭的流程以及设备不同，单晶硅棒是通过单晶生长炉缓慢有序拉升而成，而多晶硅锭则是在多晶铸锭炉中直接融化多晶硅快速成锭。2018 年全国硅片产量达 109.02GW，同比增长 19.1%，全球前 10大硅片生产企业均位于中国。硅片切割以硅片切割以金刚线切割金刚线切割为主为主。与砂浆切割对比
19、，金刚线切割技术的应用，带来的主要优势有硅片薄化、切割速度更快、减少切口硅料损耗、硅片品质提高等。单晶硅因为质地均匀而率先实现金刚线工艺，在 2016 年已经普及，而多晶硅的金刚线切割技术替代稍慢，2017 年开始全面替代。目前金刚线切割技术在单晶渗透率达到 100%、多晶领域渗透率基本达 90%。因单晶硅电池的转化效率普遍高于多晶硅电池，但单晶硅的成本更高，金刚线切割技术因单晶硅电池的转化效率普遍高于多晶硅电池，但单晶硅的成本更高，金刚线切割技术的应用缩小了单晶硅片和多晶硅片的成本差异，使得单晶硅电池的性价比提高。的应用缩小了单晶硅片和多晶硅片的成本差异，使得单晶硅电池的性价比提高。资料显示
20、，按单晶硅片厚度 190um 测算，金刚线直径每下降 10um，单片硅成本下降约 0.15元，产能提升可达 4%。2016 年金刚线技术在单晶推广后，单多晶硅片价差明显缩小。目前，单多晶产能市占比从 2015 年的 2：8 变为 2018 年的 4：6。图图 4：单晶硅片成本构成单晶硅片成本构成 图图 5：多晶硅片成本构成多晶硅片成本构成 资料来源：Solarzoom、招商证券 资料来源：Solarzoom、招商证券 金属硅,0.21电力,0.44蒸汽,0.11人工,0.04其他,0.03折旧,0.16硅料67%5%3%1%1%金刚线+SiC5%冷却液5%拉棒电力4%切片电力3%2%0%拉棒设
21、备折旧3%切片设备折旧1%硅料75%1%2%0%1%金刚线+SiC9%冷却液5%铸锭电力1%切片电力3%1%0%拉棒设备折旧1%切片设备折旧1%行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 6 图图 6：单晶多晶硅片价格单晶多晶硅片价格（U USDSD/片）片）图图 7：单晶多晶硅片市场份额单晶多晶硅片市场份额 资料来源：Solarzoom、招商证券 资料来源：中国光伏产业发展路线图 2018 版、招商证券 3）电池片：最有可能重大突破的环节 切割后的硅片经过检测、分选后即进入电池片生产流程。切割后的硅片经过检测、分选后即进入电池片生产流程。电池片环节是以硅片为基底，通过在硅片表面制造电
22、势差、金属电极等，并通过表面镀膜等方法提高转化效率，将硅片转化成能够利用光生伏特效应发电的电池片。传统的铝背场电池片生产工艺主要包括清洗制绒、扩散制结、刻蚀及去磷硅玻璃、制备减反射膜、丝网印刷、烧结、测试分选七大主要环节。清洗制绒环节清洗制绒环节：主要是利用酸溶液（多晶）或碱溶液（单晶）除去硅片表面的机械损伤层，清除表面杂质，在硅片表面形成倒金字塔型凸起，增加硅片对太阳光的吸收效率。因为晶体硅在不同晶体取向上具有不同的腐蚀速度，因而能够在硅片表面腐蚀形成起伏不平的绒面，故称为制绒。扩散环节扩散环节：太阳电池制造的核心工序之一，通过高温下在 P 型硅片表面扩散掺入磷或在N 型硅片表面扩散掺入硼形
23、成 PN 结。扩散层薄层电阻（方块电阻）是反应扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一，也是标志进入半导体中杂质总量的重要参数。刻蚀环节刻蚀环节：主要目的是去掉硅片边缘和背面的 PN 结以防止电池短路，其工艺可分为干法刻蚀和湿法刻蚀。此外，在扩散环节发生的化学反应使得硅片表面形成一层磷硅玻璃，使得硅片在空气中表面容易受潮，且增加了少子的复合，从而导致电流降低和功率衰减。去磷硅玻璃即利用氢氟酸溶液将磷硅玻璃去除。制备减反射膜制备减反射膜：即正面镀膜，在电池的正面沉积一层 SiNx 薄膜进行钝化，通常会采用PECVD（等离子体增强型化学气相沉积），可以保护硅片表面不受污染物质的影响，提高电池片
24、的光吸收，并降低少数载流子的复合速率。丝网印刷丝网印刷：即电池金属化过程，丝网印刷机为电池片刷上银电极和铝电极，通俗的说就是为太阳能电池收集电流并制造电极。丝网印刷主要包括三个步骤：印刷背面银电极并烘干，印刷背面铝背场并烘干；印刷正面银电极并烘干。在印刷过程中主要检测的指标是印刷后的湿重和栅线的宽度，湿重过大或者过低会造成浆料浪费、弓片等问题；栅线如果宽度过大，会会使电池片受光面积较少，效率下降。烧结烧结：把印刷到电池片表面的电极在高温下烧结，使得电极和硅片本身形成欧姆接触。测试分选环节即通过模拟太阳光照射，对电池片的相关参数进行测量并根据结果对电池0.000.501.001.502.002.
25、503.002011-092012-092013-092014-092015-092016-092017-092018-09多晶硅片单晶硅片0%20%40%60%80%100%201820192020202120232025多晶硅片P型单晶硅片N型单晶硅片 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 7 片进行分类。图图 8：传统铝背场太阳能电池片工艺流程传统铝背场太阳能电池片工艺流程 资料来源：公开资料、招商证券 电池片成本不断下降中。电池片成本不断下降中。电池皮片成本中，硅片成本约占 65%，非硅成本中正面、背面银浆料成本约占 11%、设备折旧成本约占 3%。电池片生产企业第一梯队
26、如隆基非硅成本在 0.3 元/W 左右，通威据称已经降至 0.25 元/W，仍在不断下降中。图图 9：单晶多晶硅片价格单晶多晶硅片价格（U USDSD/W W）图图 10：电池片成本结构电池片成本结构 资料来源：Solarzoom、招商证券 资料来源：Solarzoom、招商证券 电池片环节的技术较为密集电池片环节的技术较为密集，是最有可能取得重大突破的环节，是最有可能取得重大突破的环节。一线大厂纷纷从工艺流程入手寻找提高光电转化效率的方法。在传统的铝背场电池（Al-BSF）之上，新型高效电池技术主要有 PERC、PERT、HJT、IBC 和 TOPCON 等。目前 P 型电池的技术路线有PE
27、RC单晶电池和 PERC多晶黑硅电池。N型高效电池技术有PERT、TOPCON、HJT、IBC 等。0.000.100.200.300.400.502013-042014-042015-042016-042017-042018-04单晶电池片（156*156）多晶电池片（156*156）硅片65%化学试剂/气体/网版5%10%1%1%电力4%人工5%设备折旧3%辅助设施及其他6%行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 8 表表 1：太阳能电池结构和制备技术：太阳能电池结构和制备技术 名称名称 电池结构和制备技术电池结构和制备技术 目前主要类型目前主要类型 Al-BSF 铝背场电池,
28、为改善太阳能电池的效率，在P-N 结制备完成后，在硅片的背光面沉积一层铝膜，制备 P+层，称为铝背场电池。BSF P 型多晶黑硅 PERC 发射极钝化和背面接触，利用特殊材料在电池片背面形成钝化层作为背反射器，增加长波光的吸收，同时增大 P-N 极间的电势差，降低电子复合，提高效率。PERC P 型多晶黑硅 PERC P 型单晶电池 PERC P 型准单晶电池（中试阶段）PERT 发射极钝化和全背面扩散，PERC 技术的改进型，在形成钝化层基础上进行全面的扩散，加强钝化层效果 双面 N 型 PERT 单晶电池 N-PERT+TopCon 单晶电池 TOPCON 隧穿氧化层钝化接触，在电池背面制
29、备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构 HJT 具有本征非晶层的异质结，在电池片里同时存在晶体和非晶体级别的硅，非晶硅的出现能更好地实现钝化效果。HJT N 型单晶电池 IBC 交指式背接触，把正负电极都置于电池背面，减少置于正面的电极反射一部分入射光带来的阴影损失。IBC N型单晶电池（中试阶段）资料来源：中国光伏产业发展路线图 2018 版、招商证券 PERC 电池搭载电池搭载 SE 技术、技术、MWT 技术能进一步提高转化效率。技术能进一步提高转化效率。SE（选择性发射极）技术指在金属电极区域进行高浓度掺杂，在电极以外区域进行低浓度掺杂，能够显著降低电池电
30、阻和少子的表面负荷，主要工艺方法有丝网印刷掺杂源高温扩散法、离子注入法和激光掺杂法。MWT（金属电极绕通）技术采用激光打孔，背面布线，将太阳能电池正面电极部分或全部转移至背面，减少电池正面的遮光面积。PERT 是是 PERC 技术的改进型。技术的改进型。PERT 是典型的双面电池，与 PERC 电池相比，增加了了磷扩散和去除硼硅玻璃两道工序，核心在于在背面形成钝化层的基础上通过背面扩散形成背场，而不是像 PERC 和传统铝背场电池一样采用铝背场。N-PERT 双面电池采用 N 型硅作衬底，具有少子寿命高、无光致衰减等优点。TOPCon 技术在技术在 N 型型 PERT 电池工艺的基础上研制而来
31、。电池工艺的基础上研制而来。TOPCon 电池即隧穿氧化层钝化接触电池，利用 LPCVD（低压化学气相沉积设备）在电池背面制备一层超薄二氧化硅，再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同构成钝化结构。该技术可以极大地降低背面的表面复合和金属复合，因此大幅度的提升 N 型电池的转换效率。HJT 电池即本征非晶硅异质结电池。电池即本征非晶硅异质结电池。HJT 电池以 n 型单晶硅片为衬底，经过制绒清洗后，先后在正面和背面通过PECVD沉积本征非晶硅薄膜i-a-Si和p型/n型非晶硅薄膜，从而形成 pn 异质结和背表面场，其次在电池两侧沉积透明导电氧化物薄膜（TCO），最后通过丝网印刷的技术在 TCO 表面形成
32、金属电极。异质结电池的关键技术在于超薄本征非晶硅层 i-a-Si，该薄层可以大幅度降低晶硅的表面复合，提高电池转化效率。IBC 电池即交叉式背接触电池，目前电池即交叉式背接触电池，目前 N 型型 IBC 处于中试阶段。处于中试阶段。其将正负两极金属接触均移到电池片背面，完全消除了前表面栅线的遮光，从而具有更多的有效发电面积，有利于提升发电效率。IBC 电池的工艺制程比传统电池复杂很多，关键工艺在于在电池背面形成交叉排列的 p+区和 n+区，以及在上面形成金属化接触。在丝网印刷环节对印刷精度和栅线的设计要求较高。目前 IBC N 型电池仍处于中试阶段。市场反馈来看，目前对市场反馈来看，目前对 H
33、JT 技术未来技术未来 2-3 年量产已成预期，而由于年量产已成预期，而由于 topcon 对电池片对电池片 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 9 转化效率提升有限，市场对其热情不足，但出于经济性考虑（改装成本较低），未来仍转化效率提升有限，市场对其热情不足，但出于经济性考虑（改装成本较低），未来仍会占据一定市场份额。会占据一定市场份额。图图 11：不同技术电池工艺流程不同技术电池工艺流程 PERC N-PERT N-Topcon N-HJT 资料来源：公开资料、招商证券 4）组件：叠瓦工艺有望引领新一轮革新 目前目前组件成本约占光伏电站成本的组件成本约占光伏电站成本的 40
34、%-50%。太阳能电池组件是具有外部封装及内部连接，能够单独提供直流电输出的最小不可分割的代养能电池组合装置，即多个单体太阳能电池互联封装后成为组件。按照电池片材料，太阳能电池组件可以分为单晶组件、多晶组件、薄膜组件等。行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 10 表表 2：运营电站成本情况：运营电站成本情况 2018 电站成本电站成本数据数据 项目项目 成本（元成本（元/瓦）瓦）占比（占比（%）安装成本 0.9 13.87%电缆成本 0.29 4.47%电网接入成本 0.45 6.93%光伏组件成本 2.8 43.14%汇流箱等主要电气设备成本 0.48 7.40%逆变器成本 0
35、.27 4.16%前期开发成本（含管理费等）0.51 7.86%通讯、监控及其他设备成本 0.15 2.31%一次性土地成本 0.32 4.93%支架成本 0.32 4.93%总计 6.49 100.00%资料来源：招商证券整理 组件工艺流程主要包括分选、焊接、叠层、检验、层压、封装、测试检验等。组件工艺流程主要包括分选、焊接、叠层、检验、层压、封装、测试检验等。电池分选即筛选出电池外观完好、颜色均匀一致的合格电池片。焊接包括单焊和串焊两个步骤，即将多张电池片串联起来并在电池串的正负极接出引线。叠层即玻璃，EVA、电池、EVA、TPT 由下向上以此敷设。玻璃和 TPT（热塑聚氯乙烯弹性薄膜）分
36、别作为上、下层保护材料用于对电池片提供保护；EVA 作为热熔胶黏合剂，用于将电池片完全密封，并和上层的玻璃、下层的 TPT 黏合在一起。层压过程即将敷设好的电池加热使 EVA 融化，将电池、玻璃和背板黏合。检验过程包括 EL 检验和冷红外检验，用于检测组件的隐裂情况等。封装包括为电池片装边框、接线盒等。测试过程主要是对电池组件的输出功率等参数进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级；检验过程是对组件成品的型号、类别、清洁度、各种电性能的全面检验。图图 12：太阳能电池组件工艺流程太阳能电池组件工艺流程 资料来源：公开资料、招商证券 组件封装环节的工艺主要由全片、半片、叠瓦。组件封装环节的工
37、艺主要由全片、半片、叠瓦。不同的封装工艺能够在既有电池片的效率前提下，尽量提升组件的输出功率或增加组件全生命周期内的单瓦发电量。因为组件成本在光伏系统中占比最高，约占系统成本的 40%-50%，通过工艺改进提升输出功率可以摊薄 BOS 成本（除了光伏组件以外的系统成本），对于降低组件环节的单瓦成本具有重要意义。叠瓦工艺是指将传统电池片切为叠瓦工艺是指将传统电池片切为 1/5 或或 1/6 大小之后，用导电胶直接衔接两片电池，将大小之后，用导电胶直接衔接两片电池，将其叠加黏贴在一起，再将电池串连接起来。其叠加黏贴在一起，再将电池串连接起来。叠瓦电池能实现无电池片间距，提升组件的平均发电密度；且叠
38、瓦技术用导电胶代替焊带，避免了遮挡，有效提升产出功率。据了解叠瓦技术可提高组件功率 15-20W 瓦（5%7%），高于半片技术带来的功率提升。行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 11 2.2 电池片设备格局已定，面向百亿市场 1）核心设备集中在电池片、组件环节 光伏专用设备主要集中在硅片、电池片、组件环节。光伏专用设备主要集中在硅片、电池片、组件环节。此外，上游硅料环节主要用到硅料提纯设备，下游光伏系统主要包括系统支持部件的生产设备。在硅片、电池片组件的生产过程中还涉及自动化设备、硅片清洗设备、石英管清洗机、石墨舟清洗机等非关键工艺设备。图图 13：光伏产业链所需设备光伏产业链
39、所需设备 资料来源：招商证券整理 硅片环节的主要设备包括生长炉硅片环节的主要设备包括生长炉/铸锭炉，以及开方机、金刚线切片机等切割设备。铸锭炉，以及开方机、金刚线切片机等切割设备。（1）单晶硅生长炉：用于直拉法生产单晶硅，通过高温将多晶硅原料熔化，而后用一根固定在籽晶轴上的籽晶插入熔体表面，通过向上直拉籽晶生长出得到内部晶粒有序、排列方向一致的单晶硅棒；（2）多晶硅铸锭炉：用于将不规则的多晶硅料装炉重熔，实现稳步定向凝固，生产出高质量标准规格的多晶硅硅锭。相较于单晶硅，多晶硅锭的内部晶粒相对杂乱，影响多晶电池的转化效率；（3）截断机、磨面倒角机、硅块平面磨床、开方机等：主要用于将单晶硅棒或多晶
40、硅锭切割成适合尺寸的形状，为切片环节做准备；（4）金刚线切片机：主要用于将经过磨削加工后的单晶硅棒或多晶硅锭切割成硅片，依靠附着金刚石的钢线高速运转进行切割，金刚线直径一般在 70 微米以下，硅片可薄至 110微米。图图 14：硅片生产流程对应设备硅片生产流程对应设备 资料来源：公开资料、招商证券 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 12 电池片环节的技术设备难度和价值量比较高，主要光伏专用设备上市公司也集中于电池电池片环节的技术设备难度和价值量比较高，主要光伏专用设备上市公司也集中于电池片环节。片环节。传统铝背场电池生产线主要用到的专用设备包括清洗机、制绒机、扩散炉、刻蚀机、
41、PECVD、丝网印刷机、烧结炉、自动分选机等，以及在各个生产环节用到的自动上片机等自动化设备：（1）清洗制绒设备用于硅片的清洗，洗去表面杂质，在硅片表面形成倒金字塔形绒面；（2）扩散设备主要为扩散炉，用于高温下形成晶体硅太阳能电池 PN 结；（3）刻蚀设备主要是湿法刻蚀设备，用于晶体硅电池片的刻蚀和清洗，利用溶液与硅片之间的化学反应将硅片边缘和背面的 PN 结去掉，去除硅片表面的磷硅玻璃；（4）传统 PECVD 用于在硅片上沉积形成减反射膜，包括管式 PECVD 和板式 PECVD 设备两种，前者与后者相比，镀膜厚度更低，正常运行时间更长，同时造价较高；（5）丝网印刷机是丝网印刷环节的核心设备
42、，用于在电池片表面印刷银浆和铝浆，形成电池的金属电极。常规电池片的生产需要三道印刷工序，在每一道丝网印刷电极后还会用到干燥炉；（6）烧结炉用于电池片的烧结环节，通过加热、高速冷却的处理方式，使已印刷的浆料与硅片烧结在一起，形成良好的欧姆接触；（7）自动分选机主要用于电池片的检测和分选，实现对电池片的栅线印刷质量、印刷污染，镀膜厚度、颜色差异以及电池片烧结后的质量缺陷、颜色差异进行检测和分类。PERC 电池电池技术能在原生产线上升级改进。技术能在原生产线上升级改进。作为目前量产化程度最高的高效电池，PERC 与铝背场电池相比，只需要在原来生产线的基础上增加用于沉积背面氧化铝及氮化硅叠层的设备和激
43、光开孔设备即可。氧化铝 PECVD 是 PERC 电池的关键设备，主要用于在 PERC 电池沉积背面氧化铝，而传统 PECVD 设备用于在电池表面沉积氮化硅。但氧化铝 PECVD 设备与传统 PECVD 设备相比总沉积原理并无变化，设备生产商的等离子体生成机制也无需改变，目前已有多种氧化铝 PECVD 设备。激光开槽设备用于对背面钝化膜进行精密刻蚀，在 PERC 电池背面开孔，实现背面电极与硅衬底的接触。搭配搭配 SE 技术的技术的 PERC 电池仅需要在原来电池仅需要在原来 PERC 生产线的基础上添加制备选择性发射生产线的基础上添加制备选择性发射极的设备即可极的设备即可。主流的 SE 制备
44、方式为激光掺杂法，需要用到 SE 激光掺杂设备，利用激光将电池片表面磷源或硼源作选择性掺杂，形成重掺杂区以降低电阻。搭配 MWT 技术的 PERC 电池需要用到 MWT 激光设备，用于在硅片表面打通高精密孔洞，在铜箔材料表面刻划线路，通过孔洞把太阳能电池的正面电极部分或全部转移至背面线路。图图 15：电池片生产流程对应设备电池片生产流程对应设备 资料来源：公开资料，招商证券 行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 13 图图 16：PERC 生产流程对应设备生产流程对应设备 资料来源：资料来源：公开资料，公开资料，招商证券招商证券 N 型型 TOPCon 电池能有机会在原生产线上改
45、进，主要增加的设备为硼扩散设备、离子电池能有机会在原生产线上改进，主要增加的设备为硼扩散设备、离子注入机、注入机、LPCVD 设备设备。目前国产化程度很低，在硼/磷扩散设备、离子注入机领域，国产设备已经进入（但硼扩散效果据称不理想），背面钝化所用到的 LPCVD 设备等，国产设备开始进入。N 型型 HJT 电池的生产流程与传统电池不兼容电池的生产流程与传统电池不兼容。HJT 制绒清洗设备和丝网印刷机国产设备开始进入，而在非晶硅沉积、TCO 制备环节所用到的 CVD 和 PVD 设备仍未国产化，捷佳伟创的相关设备仍处于研发阶段。N 型 IBC 电池工艺流程难度较大，制备复杂，对设备的精密性要求较
46、高，目前还未形成规模化生产。表表 3：高效光伏电池所需设备总结：高效光伏电池所需设备总结 主要工序 常规工艺 P-多晶/单晶 P-PERC/PERT TOPCon N-HJT N-IBC 制绒 多晶链式制绒 单晶槽式制绒 单/多晶酸刻蚀 单/多晶碱刻蚀 槽式制绒 酸刻蚀 碱刻蚀 槽式制绒 酸刻蚀 碱刻蚀 RCA/BOE 制绒清洗设备 RCA/湿法刻蚀 制绒清洗设备 RCA/湿法刻蚀 其他清洗设备 刻蚀 管式扩散炉 管式 PECVD 热氧化退火 硼/磷扩散设备 热氧化退火 离子注入机 CVD 硼扩散设备 清洗 PECVD 热氧化退火设备 PECVD 氮化硅钝化设备 热氧化退火设备 LPCVD P
47、ECVD 热氧化退火 PVD RPD 设备 PECVD PN 结制备 丝网印刷机 丝网印刷机 丝网印刷机 丝网印刷机 丝网印刷机 资料来源：公开资料，招商证券 根据产业链调研了解，根据产业链调研了解，PERC 产线每产线每 GW 产能的设备价值量约为产能的设备价值量约为 2.5-3 亿元，亿元，如果在原如果在原生产线上改进为生产线上改进为PERC，需要多投资，需要多投资0.8亿元左右亿元左右。国内设备的价格普遍低于进口设备，一条纯国产的常规铝背场电池生产线投资额大约是纯进口设备生产线的一半左右。氧化铝沉积设备的价值量占比最高，达到 29%，其次为传统 PECVD 设备和丝网印刷环节设备，价值量
48、占比分别为 20%和 14%。行业研究行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 14 表表 4：PERC 电池各环节设备及价值量电池各环节设备及价值量 环节环节 对应设备对应设备 价值量价值量 亿元亿元/GW/GW 占比占比 对应公司对应公司 按市占率排序按市占率排序 清洗制绒 制绒设备 0.25 10%捷佳伟创 磷扩散 扩散炉 0.25 10%捷佳伟创 北方华创 蚀刻+边缘隔离 刻蚀设备 0.2 8%捷佳伟创 制备减反射膜 传统 PECVD 0.5 20%捷佳伟创 先导智能 罗伯特科 沉积背面钝化叠层 氧化铝 PECVD 0.75 29%梅耶博格 先导智能 激光开孔 激光设备 0.2 8%
49、大族激光 帝尔激光 丝网印刷 丝网印刷机 0.35 14%迈为股份 烧结 烧结炉 0.04 2%迈为股份 测试分选 太阳能模拟器 自动分选机 0.04 2%迈为股份 其余衔接环节 辅助自动化设备 0.2 8%捷佳伟创 迈为股份等 合计 2.55 资料来源：招商证券整理 组件环节用到的设备主要包括焊接设备、层压设备、封装设备、检测设备等。组件环节用到的设备主要包括焊接设备、层压设备、封装设备、检测设备等。焊接设备主要为串焊机和汇流条焊接机，对电池片进行焊接，将电池片与汇流条连接；层压机用于层压环节；封装设备主要为装框机，用于层压完成后组件的边框固定。检测设备用于太阳能电池组件边缘破损、线状裂纹、
50、网状裂纹、断栅、虚焊、黑斑等缺陷进行检测。图图 17：组件环节对应设备组件环节对应设备 资料来源：金辰股份官网，招商证券 2）前段后段格局已定，HJT 有望成为行业大洗牌契机 传统电池生产产业链基本完成国产替代。传统电池生产产业链基本完成国产替代。分产品来看，目前单晶炉、硅棒切割设备、硅片清洗机、扩散炉、烧结炉等传统铝背场电池主要设备已经完全替代进口，丝网印刷设备国产也已占绝对份额，基本完成进口替代。国内主要设备上市公司有上机数控（硅片切割）、宇晶股份（硅片切割）、捷佳伟创（电池片清洗制绒、刻蚀、扩散）、迈为股份（丝网印刷）、罗博特科（自动分选机）等。国外公司主要由梅耶博格、Centrothe
