事情正在起变化，有人欢喜有人忧。
从全球看，即使偶有波折，但较高的性价比为光伏发展提供了有力的支持，根据可再生能源署（IRENA）给出的发展路线图预测，到年光伏的全球总装机量将达到GW，占所有能源的比重超过40%，成为最主要的发电形式。
年开年至今，虽有疫情影响，但“出乎意料”，大量企业“逆势”扩产。可以说，“1GW级”的投资在巨头的眼中只能算是小打小闹，很多巨头的扩张规模都以5GW、10GW计，投资规模更是以数十、上百亿计。黑鹰光伏此前曾详细统计发现，上半年光伏领域的新产能投资超过亿元。
在光伏步入平价上网的前夜，整个产业进入扩产周期，在光伏企业密集扩产背景下，光伏设备商迎来了新的发展黄金期。本文是年光伏设备投资机遇解析与精要。特别申明，此文意在为读者提供参考视角，并不做为投资建议。
由于单晶硅片在各方面性能上优于多晶硅片，且转换效率处于领先位置。行业内对单晶硅片的需求逐步增大，单晶份额持续扩大使得龙头企业隆基股份近年来开始大规模、高频率的扩产投资，进而推动硅棒和硅片的扩产潮。按各企业的产能规划，预计年新增产能超过50GW，其中隆基新增25GW，中环新增20GW，其他新增5GW，未来两年扩产规模仍将持续增加。
（一）单晶炉市场空间较大
单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备，是硅棒生产的最主要设备。从单位产能设备的价值来看，单晶炉的市场空间是所有硅片生产设备中最大的，按照目前扩产情况估算，50GW的扩产规模、单晶炉投资额约为2亿元/GW，未来三年单晶炉的年均市场规模将超过亿元。
单晶炉大型化趋势形成，单炉投料量大幅增加。近年来，随着坩埚制作工艺和拉棒技术的提高以及单晶炉的设计优化，单晶炉的单炉投料量迅速提升，生产效率大幅提高。根据CPIA数据，目前业内先进的单晶炉投料量已经达到kg左右。
（图表资料来源：CPIA）
目前国内单晶炉市场呈现大连连城和晶盛机电的双寡头格局。大连连城作为隆基股份的独家供应商，具有较强的业绩基础；而晶盛机电的技术水平和产品质量在行业内处于领先地位。
（二）薄片化降低硅耗，综合成本继续下降
根据ITRPV数据，硅片成本大约占电池片价格的52%，行业对硅片生产成本的下降有较高的需求。未来切片机将通过降低硅片厚度、切割损失以及提升回收利用率等方式持续降低单位硅耗，来达到降低生产成本的目的。
根据CPIA数据，行业单晶硅片的平均厚度已由年的μm降至年的μm左右，薄片化技术的推进使得单片硅耗逐步下降，据ITRPV预计，到年M2单晶硅片的单片硅耗有望低于13g，较目前下降近13%。技术的不断革新加快了切片机的更新换代频率，因此，未来切片机市场也将有较大需求，按万元/GW的设备投资额测算，预计未来三年将有近百亿的市场规模。
(图片数据来源：ITRPV）
上机数控作为国内切片机龙头，通过逐步缩小与国外先进企业的差距，市场占有率稳步提升，在未来切片技术高速革新的背景下，上机数控有望出现高速发展期。下图为上机数控金刚线切片机：
我国电池片产量占全球市场份额超过七成，是最大生产国。产量的提高叠加技术革新速度加快共同促进了电池片企业加速扩产，相关设备生产商将充分收益。
（素材来源：国家统计局，万联证券研究所）
光伏电池有众多不同的技术路线，按材质不同可分为晶硅电池和薄膜电池，近年来，晶硅电池成为行业主流趋势而薄膜电池应用范围逐步缩小。
在晶硅电池里又有许多不同的技术路线，如Al-BSF（铝背场电池）、PERC（发射极钝化和背面接触）技术、TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）和HJT（具有本征非晶层的异质结）技术等。目前PERC已经取代AL-BSF成为主流，HJT未来前景广阔，根据ITRPV预测，到年PERC技术占比将超过70%，异质结占比超过15%。
（素材来源：ITRPV，万联证券研究所）
从生产流程上来看，PERC工艺最为复杂，HJT环节最少。但PERC技术可以在原有BSF生产线的基础上通过增加沉积设备和激光开槽设备来实现，然而由于HJT技术对清洁度要求更为苛刻，并且要进行多层镀膜，因此从技术难度的角度来看，PERC技术较为容易实现。此外，由于PERC技术目前成熟度较高，单位产能的投资额相较于HJT技术也有明显的优势。
1、PERC技术正当时，PECVD和激光设备商受益
从现有技术成熟度和转换效率来看，PERC技术是性价比最高的技术路线，根据CPIA《中国光伏产业发展路线图(年版)》数据，年PERC产线的平均投资成本已经降至3.03亿元/GW，同比下降27.86%，降幅远超去年路线图的预期。
PERC技术的性价比显著，并且在当前效率基础上还有向上空间，因此国内各电池厂纷纷大力投资扩大PERC产能。根据PVInfoLink数据，年单晶PERC电池产能将达到GW，而据EnergyTrend统计，预计年前15家电池厂的PERC产能就将超过GW，未来几年全球PERC产能将持续高速增长。
由于PERC需要在背面沉积氧化铝镀膜并增加激光开槽的流程，因此在扩产能过程中相关PECVD和激光设备企业将充分受益。
2、PERC+通过技改实现，经济性优势凸显
从目前的技术路线情况来看，PERC已经成为P型电池的绝对主流技术，近年来，对PERC技术的改进提升也在持续进行，PERC+的时代已经来临。
PERC+SE（选择性发射极）技术，通过在金属栅线与硅片接触部位进行高浓度掺杂，在电极外进行低浓度掺杂，降低了接触电阻并提高了少子寿命。通过在PERC产线上增加掺杂用激光设备便可实现0.3%的效率提升，性价比极高。
（资料来源：光伏测试网，万联证券研究所）
PERT（钝化发射极背表面全扩散）电池，是典型的双面太阳能电池并且能够兼容N型硅片，能在PERC产线基础上提高较大效率。通过背面扩散形成背场，PERT电池能够实现背面的效率增益。然而，与双面P型PERC技术相比，PERT技术并没有效率或成本上的优势，因此目前业内对于PERT的投资较少。
TOPCon（隧道穿越氧化层背面接触）技术，是在电池背面制备一层超薄的二氧化硅和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者形成的钝化层能够很大程度上降低背面复合，从而提升N型电池的效率。TOPCon仅需在PERT的基础上增加LPCVD（低压化学气相沉积）设备便可实现，性价比较高，预计未来将占有有一定量的市场。
3、异质结前景广阔，静待设备国产化
异质结电池最早由日本三洋公司在年开发，是通过晶体硅基板和非晶体硅薄膜混合制成的太阳能电池，在钝化效果、稳定性、转化效率、迁移率以及能量损耗方面较其他技术路线均有一定优势。
异质结电池的工艺技术难度虽然较高，但流程较为简洁，大体上分为四步。第一步，与常规电池相似，通过刻蚀去除硅片表面的损伤层，然后进行制绒处理；第二步，在硅片两侧沉积本征非晶硅薄膜，然后在硅片两侧沉积极性相反的掺杂非晶硅薄膜；第三步，在两侧镀上透明氧化物导电薄膜；第四步，进行丝网印刷。
在整个生产流程中，丝网印刷与传统技术路线的差别并不大，而前面三步的差异较大，技术上也有较大的难度。
（一）制绒清洗
由于HJT电池的工艺要求较高，因此制绒清洗流程也较为严苛。目前业内主流的两种清洗流程为RCA清洗和臭氧清洗。RCA清洗金属杂质含量较低，但引入氨水会增加表面粗糙程度并且成本较高；臭氧清洗能够获得较为平滑的表面成本也较低，但衬底表
面会残留较多金属杂质。
（二）非晶硅沉积
对于非晶硅膜层的沉积，技术上主要分为HWCVD（Cat-CVD）（热丝化学气相沉积）和PECVD（等离子体增强化学气相沉积），其中PECVD又分为动态和静态两种技术路线。目前来看，主流的技术主要集中在PECVD，只有少数厂商生产HWCVD设备，如日本的爱发科。
在动态和静态PECVD的对比上，由于动态PECVD的工艺时间减少了70%，因此动态PECVD在成本控制上要优于静态PECVD。此外，因为等离子体处于持续工作状态，较为稳定，所以动态PECVD的薄膜质量也要优于静态PECVD。
（来源：迅立光电，万联证券研究所）
（三）TCO（透明导电氧化膜）镀膜
HJT电池的TCO薄膜沉积主要有两种方法，RPD（反应等离子体）和PVD（物理气相沉积）。RDP工艺相较于PVD对硅衬底轰击较小，镀膜质量和效率均较高，然而由于其核心配件和靶材IWO（氧化铟掺钨）被日本住友重工垄断，因此RPD的成本较PVD要高出许多。
从目前的情况来看，PVD路线的成本优势使得其市场份额要高于RPD路线。但是，捷佳伟创已经获得了住友在中国的独家授权，随着RPD国产化推进以及靶材的替代，RPD的优势将逐步凸显，未来更看好RPD和PVD一体的设备前景。
（四）丝网印刷
HJT的丝网印刷环节与传统工艺差别并不大，均采用普通的钢丝复合网，只是在细栅线条数上会有一定差异。
（五）与PERC相比，HJT经济性仍不足
由于目前异质结产线多采用进口设备，异质结单位产能投资额仍然处于较高水平，目前主要处于中试线阶段。根据某代表性企业公告，目前纯进口设备的异质结产线单GW投资额约为10亿元，远高于2.5亿元/GW左右的PERC产线设备投资额，而单晶PERC电池目前效率最高已经突破23%，仅低于异质结1%左右，用4倍的投资额换取1%的效率提升尚不具备经济性。
异质结技术的进一步普及仍需要设备价格的大幅下降。根据东方日升的数据，PECVD占所有设备投资额比例最高，达到40%-50%，因此未来PECVD的降本任务将是HJT技术推广普及的关键。
（六）降本主要依靠国产替代
若各设备国产化顺利，异质结设备成本将大幅下降，按照目前各企业情况，预计单GW全国产设备投资额将降至5亿元/GW附近，HJT技术的经济性将逐步显现。
此外，目前异质结单设备的产能仍以MW/条线为主，未来通过大硅片等措施提升单设备产能，设备成本有望进一步摊薄。目前异质结设备各环节技术路线众多，未来随着产业成熟度提高，最优技术路线逐步确定，设备成本仍将有一定的下降空间。
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