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光伏电池“效率革命”与工艺迭代对设备需求的影响

核心内容

光伏电池行业正经历效率革命，高效电池技术路线不断演进。当前主要技术路线包括P型单多晶PERC电池、N型单晶PERT/TOPCon电池、N型单晶HJT电池和N型单晶IBC电池。其中，PERC技术因兼具低成本与高效率，成为主流扩产技术。PERC电池相较于传统BSF电池，通过增加背面钝化和激光开槽工序，显著提升了转换效率。此外，HJT、IBC等高效技术也在不断推进，但受限于成本因素，尚未实现大规模应用。

光伏电池片工艺设备占整个光伏产业投资的约60%，因此工艺的不断迭代对设备市场具有重要影响。2018-2019年是PERC产线投资和改造的关键年份，预计两年合计设备市场需求超过200亿元。根据测算，2018-2020年光伏电池设备市场空间分别为158.79亿元、184.85亿元和76.33亿元。

主要观点

• 效率提升与成本优化：PERC技术在提升电池效率的同时，也显著降低了生产成本。其工艺简单，可在原有产线上进行升级，仅需增加两套设备（钝化膜沉积设备和激光开槽设备）。
• 技术路线的演变：P型单晶PERC电池在2017年已占据约15%的市场份额，预计2022年将达64%，成为市场主流。N型电池虽然具有更高的转换效率，但成本较高，短期内难以与PERC竞争。
• 设备需求增长：随着PERC产能的扩张，相关设备需求大幅增长，尤其是PECVD、扩散炉、自动化设备、激光设备和丝网印刷设备。
• 国产设备替代加速：国产设备在技术、成本和服务方面具有明显优势，逐步替代进口设备。捷佳伟创和迈为股份等企业已实现订单饱满，国产化率不断提升。

关键信息

1. PERC电池产能扩张情况

• 2017年全球PERC电池产能为42.4GW，预计2021年将达61.6GW。
• PERC电池在2017年产能占比为30.27%，预计2022年将达65.87%。
• 2018-2020年新增产能分别为38.72GW、40.24GW和18.70GW。

2. 光伏设备市场空间测算

• 2018年设备市场空间为158.79亿元，其中PECVD设备占比约30%，扩散炉设备占比约5%，自动化设备占比约20%，激光设备占比约7%，丝网印刷设备占比约15%。
• 2019年设备市场空间为184.85亿元，2020年预计为76.33亿元。

3. 国产设备技术突破与市场占有率

• 捷佳伟创和迈为股份等国产设备企业已在多个关键设备领域实现技术突破，包括PECVD、扩散炉、丝网印刷设备等。
• 捷佳伟创的PECVD设备产能可达3966片/小时，扩散炉设备产能可达1000片/管，其设备在市场占有率上已位居前列。
• 迈为股份的丝网印刷设备在2017年发货的设备对应产能约10.7GW，市占率约为76%。

4. 设备投资结构与成本分析

• 每GW PERC电池生产线的设备投资额约为4亿元，而旧线改造的设备投资约为2亿元。
• 国产设备成本约为进口设备的一半，且提供更好的服务支持。

5. 技术发展趋势与挑战

• 随着技术的不断进步，国产设备在产能、效率、稳定性等方面逐步赶超国际水平。
• 高效电池技术如HJT、IBC等虽然具有较高的转换效率，但成本较高，限制了其大规模应用。
• 需要关注技术革新带来的设备研发压力，以及市场竞争对毛利率的影响。

投资建议

• 关注具备核心工艺段技术布局的国内设备企业，如捷佳伟创、迈为股份等，这些企业在高效电池设备领域已占据领先地位。
• 同时，可关注同产业链中的其他优质设备企业，如晶盛机电、金辰股份等。
• 需警惕531新政后下游行业信心恢复不及预期、PERC产能扩张不及预期、新工艺加速革新导致国产设备研发进度落后、设备价格竞争激烈导致毛利率下降等风险。

风险提示

• 531新政可能导致下游行业信心不足。
• PERC产能扩张可能不及预期。
• 新工艺的快速发展可能使国产设备研发滞后。
• 设备价格竞争激烈可能影响企业毛利率。

图表索引

• 图1：光伏高效电池技术路线
• 图2：PERC电池结构
• 图3：全球太阳能电池产能及增速
• 图4：中国各类电池片产量占比及预测
• 图5：全球PERC及非PERC电池产能预测
• 图6：全球PERC电池产能及装机量预测
• 图7：2018年市场主流晶硅太阳能电池效率水平
• 图8：2018年市场主流晶硅太阳能组件功率水平
• 图9：PERC电池持续刷新记录
• 图10：各类电池量产效率与组件成本对比
• 图11：PERC电池工艺流程
• 图12：HIT、IBC电池工艺流程
• 图13：PERC电池生产环节及对应设备
• 图14：隆基乐叶年产5GW PERC电池投资结构
• 图15：隆基股份年产5GW PERC电池设备费用结构
• 图16：PECVD工艺流程及影响因素
• 图17：晶硅太阳能电池的钝化
• 图18：扩散及丝网印刷工艺流程
• 图19：国产设备光伏产业链全覆盖
• 图20：迈为股份新签订单规模
• 图21：捷佳伟创新签订单规模
• 图22：捷佳伟创存货、预收账款和预收款占新签订单比例
• 图23：迈为股份存货、预收账款和预收款占新签订单比例
• 图24：Centrotherm光伏设备一览
• 图25：Centrotherm营收及增速
• 图26：Centrotherm归母净利润及净利率
• 图27：2017年Centrotherm收入结构
• 图28：2017年Centrotherm营收地区分布
• 图29：梅耶博格部分光伏设备
• 图30：梅耶博格营收及增速
• 图31：梅耶博格归母净利润及净利率
• 图32：梅耶博格新增订单金额
• 图33：2017年梅耶博格营收分布
• 图34：MANZ细分业务营收及息税前利润
• 图35：MANZ新增订单
• 图36：2017年MANZ营收地区分布

表格索引

• 表1：太阳能晶硅电池扩产项目统计
• 表2：年产5GW高效单晶PERC电池主要设备价值量
• 表3：背钝化设备工艺特点比较
• 表4：PECVD氧化铝沉积设备一览
• 表5：ALD氧化铝沉积设备一览
• 表6：2018-2020年全球太阳能电池产能分布情况
• 表7：太阳能电池设备市场空间测算
• 表8：捷佳伟创重点设备国内外技术对比
• 表9：捷佳伟创针对高效光伏电池的技术研发
• 表10：捷佳伟创针对PECVD、扩散炉设备工艺升级历程