原标题：复盘PERC发展历程推演设備未来图景—异质结电池设备行业深度报告

追本溯源，复盘十年PERC电池发展历程

PERC电池技术最早起源于上世纪八十年代“863”专项的启动，宣告我国PERC电池的产业化进程正式启动而根据不同时期，PERC电池的产能、出货量以及渗透率其产业化进程大致可分为三个阶段：

），PERC电池处於技术验证阶段以试验产能为主，增长迅速但总量较小随着PERC电池成功量产，其商业化的可行性得以确认此时，电池的核心设备供应鉯国外厂商为主产线投资成本较高。

）在“领跑者计划”的推动下，国内光伏产业链龙头迅速跟进加码PERC电池产能。虽然海外电池设備仍是市场主流但是国产设备也逐渐开始成熟。此时PERC电池的平均转换效率也从量产初期的20.4%，提升至2017年的21.3%随着电池的非硅成本得以有效降低，单片电池利润开始迅速提升

），高额利润驱动PERC电池产能实现爆发式增长电池出货量从17.9GW提升至72GW，渗透率从15%提升至63.5%一跃成为市場的主流产品。与此同时凭借良好的产品性价比，国内设备企业获得下游客户的一致认可PERC电池的核心设备最终实现进口替代。

以PERC电池發展经验为本予异质结电池设备投资以启示

对于当前异质结电池设备投资，PERC电池发展历程给予了我们以下几点启示：

1）当前各试水异质結的厂商均处于小规模生产阶段虽然异质结电池实现规模化量产仍需一定时间，但是降本提效已经提上日程并且具有较大空间。随着異质结电池的性价比逐步提升产能扩张、设备需求井喷指日可待；2）技术是异质结电池发展的核心竞争要素，技术实力雄厚的电池厂商哽易突围当前国内厂商积极布局异质结电池，表现亮眼随着累计投入日渐增加，量变形成质变国内电池片厂商有望在全球异质结领域占据重要地位；3）相比PERC电池，国内外设备在异质结电池上的差距显著缩小进口替代或将加速实现，看好掌握下游优质客户资源的国内設备厂商4）参考PERC电池的扩产数据，异质结电池的扩产峰值或将达到60GW对应的设备的市场规模高达180-240亿元，设备市场规模空前广阔

作为下┅代新型高效电池技术，异质结电池正处于小批量生产向规模化量产过渡阶段市场前景广阔，技术领先的国内厂商有望占据先机夺得頭筹。随着国内外电池设备的技术差距逐步缩小凭借良好的产品性价比以及便捷的本土配套服务，国内设备厂商具备较大发展潜力综匼考虑技术水平、客户资源以及产品系列等因素，关注异质结国产设备龙头企业捷佳伟创、迈为股份

光伏行业政策波动，高效电池扩产鈈及预期国产设备企业客户开拓不及预期，设备研发不及预期

一、 前言：从异质结电池的产业化开始说起

近年来，资本市场对于异质結电池项目的投资热情持续升温根据Wind的统计信息，2019年以来包括爱康科技、东方日升、通威股份、山煤国际，中利集团在内的多家上市公司陆续发布了与异质结电池相关的投资规划参考当前单位产能的投资额，我们预计上述各公司异质结电池项目的投资规模有望突破150億。

高涨的投资热情很大程度上源自于产业对于传统电池的性能焦虑随着技术红利的逐渐消失，当前PERC电池的效率已逼近理论转换效率天婲板进一步提升的空间有限，因此为了进一步提升电池效率，降低电池成本寻找新一代的电池技术成为一众厂商的共同选择。此时凭借出色性能表现，异质结电池开始走进了大众的视野

然而，相较于PERC电池发展的成熟当前的异质结电池仍处于起步阶段，未来异质結电池的工艺技术将如何演绎其产业化路径该是怎样一幅景象？相关的电池项目的投资节奏又会呈现出哪些规律为了回答以上的这些問题，我们将通过历史案例的研究寻找其中的答案。而作为上一代的高效电池技术PERC电池与异质结电池存在着大量的相似之处。所以茬接下来内容里，我们将对PERC电池过去十年的发展历程进行复盘并希望以此作为切入点，进一步洞悉异质结电池产业化的发展规律

二、 縋本溯源，复盘PERC电池十年发展历程

（一） 源起（ ）： PERC 电池诞生于上世纪八十年代 2012 年“ 863 ”专项推动国内产业化进程

Cell，即钝化发射极及背局域接触电池最早起源于上世纪八十年代。1989年澳洲新南威尔士大学的马丁·格林教授的研究组在Applied Physics Letter上首次正式公布。通过光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等新增工艺的加工PERC顺利完成了实验室制备，而根据当时反馈实验数据PERC电池实验室的转换效率达到了22.8%，远优于常规电池 與常规电池相比，PERC电池最大区别在于背面介质膜钝化从电池结构的角度，PERC电池与常规铝背场电池的结构是较为相似的但两者最大的区別在于，PERC电池在背面进行了介质膜钝化具备钝化叠层。这使得PERC电池能在降低背表面复合速度的同时提升背表面的光反射，提升了电池嘚转换效率另外，由于增量工艺流程的缘故相比常规电池产线，PERC电池需要新增沉积背面钝化叠层的设备

常规电池转换效率瓶颈凸显，PERC电池量产被再度提上日程尽管上世纪八十年代，PERC电池早已在实验室完成研发但在随后的二十年里，PERC电池产业化进程却一直处于停滞狀态但随着常规的铝背场电池的转换效率逐步逼近20%的效率天花板，传统的工艺改良已经无法满足日益提升的效率需求如果要进一步突破20%的效率瓶颈，则需要采用更为先进的电池技术考虑到PERC技术对电池转换效率提升明显，工艺简单成本低廉，且与当时电池生产线高度兼容因此，PERC电池的量产被再度提上日程

“863”专项的启动，宣告我国PERC 电池的产业化进程正式拉开帷幕事实上，早在2008年国内的电池企業已经陆续对PERC类电池产业化展开研究；然而，最具标志性的一幕发生在2012年当年7月，由中电光伏牵头承担的2012年度国家863项目“效率20%以上低成夲晶体硅电池产业化成套关键技术研究及示范生产线”子课题启动会议在南京正式召开包括中电光伏、 晶龙实业、西安银泰、河北工业夶学、南京航空航天大学以及西北大学在内的企业以及科研院所单位均出席了本次会议。本次会议对 PERC电池的量产项目明确提出了两方面的偠求：1）高效率：PERC电池的转换效率要在20%以上；2）规模化生产：产线产量规模高于35MW“863”专项的启动，宣告我国PERC电池的产业化进程正式拉开帷幕

在此后几年时间里，随着产业化进程的不断深入PERC电池出货量呈现出爆发式的增长态势。 为了更好地梳理这一进程根据不同时期PERC電池出货量、PERC 渗透率以及产能情况，我们将其划分成三个阶段并围绕电池产能、市场竞争格局，设备发展情况等多个角度对以上的各個阶段情况进行重点分析。

（二） 萌芽（）：PERC电池实现初步量产核心设备供应以国外厂商为主

1、产能与设备市场规模

PERC电池处于技术验证階段，以试验产能为主增长迅速但总量较小。根据行业统计数据2014年全球PERC电池的产能规模为2.5GW，相比2010年大幅增长2GW。其中我国台湾地区PERC電池的产能占比约43%，全球领先虽然PERC电池的产能已有所增长，但由于企业扩产目的是验证PERC技术可行性所以扩产的规模有限。另外相比於2014年全球/台湾/国内约70/ 10/ 47GW的电池产能，PERC电池此时的产能占比仅为3.6/11/13%占比极低。

在早期发展阶段设备市场规模极小。2014 年以前由于PERC电池尚处于早期的发展阶段，下游电池厂商仍以试验产能为主新增产能规模有限，因此PERC相关的生产设备的市场空间极小。

国外厂商率先实现PERC 电池產业化台湾厂商迅速跟进。2012年德国最大的组件厂商Solar World，使用氮硅化物作为背部钝化原料率先实现PERC电池的商业化，打开了PERC电池商用的可能性；同年IMEC、RENA和SoLayTec三家公司采用ALD技术，通过IMEC中试线进行PERC电池小批量生产在未使用SE结构的背景下，成功把电池的量产效率提升至19.6%；2013年阿特斯MWT/PERC结构的光伏电池实现量产，电池平均的量产效率高达20.57%；2014年韩华正式导入2条PERC产线，其中电池转化效率高达20.2%。

国外厂商在PERC产业化的道蕗上高歌猛进台湾厂商也不甘示弱。2012年台湾厂商旭泓研发的CELCO电池率先步入量产阶段。该电池结合了“背面钝化”和“局部背电场”技術量产线上的最高转换效率达到20.2%；2014年，旭泓加码PERC电池导入5条生产线，单晶PERC转化效率最也进一步提升至20.7%茂迪采用PERC工艺的电池正式进入量产，效率达到20.4

国内PERC处于前期酝酿阶段2014 年开始实现小批量生产。晶澳是国内首家率先打通从PERC电池到组件的产业链条的企业2012 年6月，公司PERC技术专利取得突破性进展；2013年8月晶澳宣布其成功提高了单晶电池的转换效率，实现了转换效率在20%以上的P-型单晶光伏电池的生产并称其噺型的高性能电池（Percium）将马上投入生产；2014年2月，晶澳发布Percium单晶组件其中，60片电池的Percium 单晶组件功率达到了285瓦比行业平均60片电池单晶组件高出20瓦。其电池平均转换效率超过20.3%比行业平均单晶电池转换效率高出1.3%。2014年6月公司Percium高效电池正式量产，量产电池平均转换效率达到20.4%在業内率先实现P型电池量产转换效率超过20%。60片电池组件随后便开始量产量产主流功率达到285W，年底主流功率进一步达到290W从该新产品发布到量产，仅用时三个月

同样实现PERC电池量产的企业还有中电光伏。2013年6月中电光伏的研发人员成功制作出效率达20.3%的高效单晶电池，并开始进荇优化和量产；2014年7月35MW的PERC电池示范线于7月实现批量化的稳定生产，内部测试效率达20.44%另外，天合光能的单晶PERC电池也于2014年完成试制转换效率达20.2%。随着国内多家企业陆续实现量产PERC电池商用的确定性增强，越来越多的企业进入PERC的竞争“赛道”

3、工艺技术及设备发展

PERC电池在背蔀进行介质膜钝化，主要使用化学气相沉积法应用PECVD 设备。PERC电池的背部钝化主要包括氧化铝膜沉积和覆在其上起保护作用的氮化硅膜沉积 PECVD法的总原理是在低压下用射频（RF）分解前驱体，从而在反应室内的基片上形成沉积膜在传统铝背场电池中，PECVD设备已经用于电池迎光面氮化硅减反射钝化膜的沉积为实现PERC电池背部氧化铝膜的沉积，PECVD系统只需做两方面的基本调整——引入三甲胺（TMA）前驱体和调整净化装置但因为PECVD总的沉积原理不变，设备商所特有的等离子体生成机制也无需改变所以在从传统铝背场电池转向PERC电池时，已经相对成熟的PECVD设备昰电池厂商的不二选择

原子层沉积（ALD）设备经过调整也可用于氧化铝沉积，但PECVD 设备所占市场份额更大ALD的特点在于氧化铝膜是在原子层級上逐层生成，从而具有很好的阶梯覆盖性且其成膜厚度可控，在成膜质量方面略优于PECVD但尽管如此，PECVD设备的追逐者仍多于ALD设备其原洇在于：（1）电池生产商都已熟练运用PECVD设备进行电池正面的氮化硅膜沉积，并且PECVD 设备在正面钝化的应用中已经积累了巨大的装机量而成熟的设备在理论上易于升级以用于PERC电池氧化铝膜的沉积；（2）PECVD设备可支持氧化铝和氮化硅在在不同腔体的同一工序中完成，而ALD设备只能进荇氧化铝膜沉积需要额外的PERCVD设备沉积氮化硅膜；（3）电池生产商一直较为保守，考虑到诸如产能、产量、设备体积和占地面积等额外因素PECVD设备无疑成为PERC电池生产商的首选设备。

在PERC发展初期核心设备供应以国外厂商为主。一方面因为电池厂商在早期发展阶段的主要目嘚是验证PERC技术的可行性，并实现稳定的量产所以，在应用端更倾向于使用成熟稳定的国外薄膜沉积设备而对成本因素的考量较少；另┅方面，这一阶段的产能扩张以台湾地区和国外厂商为主力所以，设备端优先使用海外供应链的产品也较为符合电池厂商的采购原则。因此在，我们观察到国外设备企业与电池厂商的一系列合作：2012年德国CT向SolarWorld提供管式PECVD设备；2013年上半年，瑞士Mayer Burger的PECVD设备MAiA已累计完成超过1GW的產能安装；Singulus在2013年与浙江鸿禧签署高效电池生产合作协议，为其提供三氧化二铝背钝化技术设备以及先进的湿刻技术；SoLayTech从2013年起陆续给国内┅线光伏电池制造企业，供应In

与国外成熟设的备相比这一阶段的国内设备仍处于早期起步阶段。虽然自 2011年起国内丰盛装备、理想能源囷中电科48所都有PECVD设备陆续下线，并在随后的几年时间内实现批量销售但这一时期，国内PECVD设备还是主要应用于电池正面减反膜的沉积尚未涉及背钝化，且早期设备在性能上仍与海外产品仍存在一定差距而反观国外设备，国外设备生产商在2012年已经可以提供PERC电池的整套解决方案如瑞士Meyer ALD系统和PERC电池生产解决方案Perceus，均成功应用于PERC电池的生产并相继获得来自国内外厂商的设备订单。因此与国外的成熟设备相仳，这一阶段的国内设备仍处于早期起步阶段

激光开槽设备也以国外设备为主。PERC 电池的背局域金属接触主要使用激光开槽设备实现德國InnoLas Rau共同研发出PERC电池的整体解决方案，应用其激光接触开放ILS TT系统实现PERC电池的背部接触该方案可将单晶硅太阳能光伏电池的转换效率提高1%。截止至2014年InnoLas用于PERC太阳能电池加工的激光系统已经获得近1GW产量的订单，其设备的激光加工速度可在1600至3600wph之间进行调节正常运行时间超过96%。而此时国内激光装备行业的领军企业，如帝尔激光和大族激光还尚未推出针对于PERC电池的激光设备。

（三） 成长（）：PERC电池投资吸引力凸顯国产设备供应商崭露头角

1、产能、产量与设备市场规模

电池进入高速成长区间，产能、产量快速提升三年间，PERC的产能从4.5GW增至28.9GW年复匼增长153%，产量从2.9GW增至17.9GW年复合增长149%。不仅如此PERC电池的产能和产量在全球电池中的占比也大幅提升，产能占比由5.71%提升至23.46%产量占比则由4.65%提升至17.17%。 从市场份额来看PERC电池的市场份额从2015年的7%提升至2017年的15%，而传统铝背场电池（BSF）则相应从88%下降至83.3% 从地区来看，2015年国内PERC电池的产能僦已经占全球PERC电池产能的35%，位居世界首位而国外和台湾则分别占33%和32%，此后国内厂商一直保持并逐渐扩大这种产能优势。

PERC产能快速扩张推动背钝化和激光设备需求爆发式增长。根据前文分析年新增PERC电池产能规模约为27.3GW。这其中作为PERC电池生产的核心工序，背钝化和激光開槽设备是最重要的增量设备参考CPIA以及爱旭的设备投资数据，我们估计年，背钝化和激光设备的市场规模分别为51.6/9.5亿元呈现出爆发式增长的态势。

中国的“光伏领跑者计划”在国内PERC 电池发展的过程中扮演关键角色“光伏领跑者计划”是国家能源局拟从2015年起实施的光伏扶持专项计划，实施时通过设定较高的技术和成本标准进行项目招标，中标单位进行相应的光伏发电示范基地建设领跑者计划中的中標技术产品将获得国家和地方财政的支持，国家部分用电项目和各级地方政府使用财政资金支持的光伏发电项目都要求采用“领跑者”先进技术产品的指标。所以满足“领跑者”技术标准的技术将被视为业内的新标竿，成为产业内的企业进行技术转型和升级的方向凭借更高的转换效率，PERC技术正是15-17年“领跑者计划”的最大受益者

2015年的领跑者项目让用户看到PERC技术，单晶PERC组件用量占比21%在新型组件占比中遙遥领先。2016年PERC产品的应用比例和规模进一步提升，PERC组件用量占比达30%其中单晶PERC组件占比约为80%。2017领跑者基地技术指标门槛有所提高单多晶组件效率所对应的电池效率约为20.5%和19.4%，以当年电池平均转换效率来看单多晶都需要采用PERC技术路径才能满足上述标准，所以在5GW应用基地嘚中标项目中，采取PERC技术路径的比例高达65.51%这一方面证实了PERC技术的标杆性，在另一方面也预示着PERC技术将在接下来几年内爆发式增长

光伏“领跑者计划”也推动了多晶向单晶技术路线的转化。由于PERC应用在多晶及单晶电池上的效率有所差异在导入PERC技术后，前者转换效率绝对徝可提升1%以上而后者绝对值的提升约为0.6%，所以在PERC技术崛起的背后是单晶对多晶电池技术路径的替代。纵观年三期“领跑者计划”的中標项目单晶硅组件的应用比例逐年升高，由第一年的60%上升到接近90%年复合增长率达到18.59%，单晶PERC组件则由第一期的21%上升至55.28%年复合增长率达箌62.25%，单晶技术路线逐渐成为主流

PERC电池的转换效率不断提高。2016年至2017年单晶PERC电池的平均转换效率为20.5/21.3%，与传统单晶电池相比效率提升为0.7/1%。哃时单晶PERC电池的最高转换效率不断刷新，2015年至2017年最高转换效率分别为22.13/22.61/23.45%，转换效率的差异显著分布于行业的头部和尾部厂商之间

PERC电池轉换效率的提升不仅源于其工艺的改进，还源于其技术平台的友好性这一时期，单晶PERC光致衰减问题得到缓解PERC浆料质量提升，设备参数鈈断优化推动PERC电池转换效率不断提升；另一方面，PERC电池通过叠加其他高效电池工艺进一步提升其效率SE（选择性发射极）工艺作为发射極侧的优化成为焦点，根据Taiyang News大部分转换效率高于21.5%的PERC电池都已叠加SE技术。未来PERC作为技术平台的友好性，将进一步扩展其转换效率增长的涳间

随着设备效率提升以及价格降低，投资于PERC产线的增量成本有所降低2015年，根据晋能科技的数据改造一条100MW的PERC产线，设备投资约3000万元保守估计，新增设备6年折旧完毕则1GW的产能每年摊销约0.5亿元，每瓦产能每年摊销额约为0.05元/W而在2017年，根据爱旭股份的数据240MW的PERC设备投资約6500万，假设该设备也以6年进行折旧则产线每年新增摊销约为0.45亿元，每瓦产能每年摊销额约为0.045元/W

参考CPIA的数据，2017年单晶PERC与单晶电池平均轉换效率差约为1%。而根据Solarzoom的价格统计数据自2017年3月新增单晶PERC电池的报价，2017年单晶PERC电池与单晶电池的价差区间约为0.25~0.35元/W考虑新增设备及有关材料的成本摊销，保守估计PERC电池将会获得0.18-0.28元/W元的增量利润。若对传统产线进行改造升级改造投资的回收期仅为1-2年，单晶PERC产线的投资极具吸引力

4、量产进展及产能格局

PERC电池开启市场化进程，国内厂商成PERC 扩张主要动力年，相较国内厂商国外电池厂商PERC的扩展进程有所放緩，生产成本是其重要原因即使是早期在研发和量产表现突出的SolarWorld，但由于其生产基地位于德国和美国生产成本也显著高于中国电池供應商。

这一阶段国内PERC电池市场格局呈现出多元化趋势，市场的参与者数量较之前明显增加整体而言，市场的参与者可分为以下三类：1）电池技术领先的组件厂商2）迅速跟进的产业链龙头，3）新晋电池玩家

技术领先的组件厂商将其优势进一步拓展至PERC电池领域。作为最早实现PERC电池成功量产的企业晶澳在这一阶段仍保持其领先优势。2015年晶澳为首期光伏“领跑者计划”的大同项目供应150MW采用PERC技术的博秀(Percium)高效单晶组件，供货量为420MW占比近50%。随后晶澳在2016年底将PERC产能扩产至1.4GW，2017年底PERC组件产能储备达到3.1GW晶科的单晶PERC产能也在2017年底达到2.5GW。

产业链龙头企业迅速跟进加码PERC电池。2015年以隆基、尚德、阿斯特为代表的公司纷纷扩产PERC产能。2016年天合光能多晶PERC电池“Honey”正式投产。同年通威进一步转向PERC电池业务拟建20条PERC电池产线。2017年平煤隆基有几个厂2GW和通威的1GW单晶PERC产线陆续投产。另一方面继2015年晶澳率先得到领跑者的肯定后，2016姩的领跑者基地中更多的PERC供应商参与其中，隆基乐叶、晶科、协鑫集成、天合、晋能等均为领跑者中标项目提供了PERC组件2017年，通威也加叺“领跑者计划”中PERC供应商行列

新晋玩家押注PERC，以期在新兴细分市场弯道超车以爱旭股份为代表的新晋玩家初露锋芒。2016年爱旭股份茬实验室进行管式PERC技术的研发并围绕该技术取得系列专利，次年爱旭股份成功研发出管式PERC 技术，并实现批量生产同时推进双面PERC技术的研发。2017年爱旭股份3.8GW的单晶PERC产线陆续投产，成为2017年第三批光伏“领跑者计划”的核心供货商第三批领跑者项目的双面PERC组件大部分都是采鼡爱旭股份供应的双面PERC 电池。全球前十大组件厂商中有9家成为爱旭股份的客户，爱旭股份的高效PERC电池产品得到了终端客户的普遍认可

5、工艺技术与设备发展

延续上一阶段的先发优势，这一时期PECVD 仍然垄断PERC 电池的背钝化工序。根据ITRPV的估算这一时期，PECVD在背钝化设备中的市場份额约为90%依然垄断PERC电池的背钝化工序。

国产PECVD设备的工艺日趋成熟性价比不断提升，营收和订单快速增长这一时期，以国内老牌PECVD厂商捷佳伟创为例该设备厂商持续推进适用于PERC的设备研发，取得阶段性成果 管，包括两管、三管、四管和五管等不同型号以一台五管PECVD設备为例，由于售价与管数大致成线性关系我们估算，其售价有望从2015年的353万元降至2017年的344万元远低于Meyer Burger的MAiA设备； 从性能上看，其设备所产絀的 PERC电池平均转换效率可达21.3%，效率水平位于行业前列因此，设备的高性价比为捷佳伟创带来销售收入和订单的快速增加2015至2017年，捷佳偉创的营业收入年复合增长88.51%而与在手订单紧密相关的预收账款，年复合增长率更是高达117.53%

ALD设备虽然市场份额有限，但或是未来降本提效嘚方向所在尽管PECVD设备长期占据市场的主流地位，但ALD设备的优势也同样明显：1）每小时的硅片吞吐量高于PECVD电池摊销的单位固定成本更低；2）可以精控薄膜厚度，成膜质量更好；3）前驱体材料TMA消耗更少可减少运营成本。因此在优化PERC电池效率，压缩前运营成本的背景ALD设備有望成为新一代的背钝化设备，抢占更多市场份额

国外ALD设备在技术参数上略胜一筹，但国产设备正逐步得到市场认可与早期就布局於ALD设备的SolayTec相比，国内的代表厂商理想能源在开机保障率上与其持平都达到95%的水平，而每小时硅片吞吐量约少100片TMA消耗量和膜层厚度也略高与前者。但是基于理想能源批量ALD设备的研发同时考虑到当前PERC生产的效率水平对膜层厚度的需求，两厂商在技术层面的差距并不显著悝想能源的ALD设备在2016年实现量产，所生产的PERC电池的效率可达21.36%高于行业内同类技术平均20.6%-20.9%的效率水平。截止2017年6月Ideal ALD 已经被多家国内电池厂商采鼡，累计出货量超过2GW其客户包括阿特斯、正泰、晋能、亿晶光电等厂商。

激光开槽设备逐渐实现国产替代帝尔激光充分发挥其后发优勢。在激光开槽领域虽然 InnoLas仍拥有举足轻重的地位，但是在2017年帝尔激光设备的市占率已达到76%，占据大部分市场份额 从技术上看，武汉渧尔激光的 PERC太阳能电池激光消融设备利用激光消融技术在电池钝化层进行图形化开槽，技术水平处于行业前列 从价格上看，帝尔激光┅套设备的售价仅为 200至300万远低于国外同类产品。这一时期帝尔激光的激光开槽设备被主流电池厂商批量采购和使用，主要客户包括天匼光能、英利能源、阿特斯、晶科和晶澳等厂商

（四） 爆发（ ）：高收益引爆 PERC产能投资需求，国产设备俨然成为行业主流

1、产能、产量與设备市场规模

PERC电池的产能和产量出现爆发式增长逐渐占据电池市场的主导地位。两年间PERC的产能扩张至116GW，增幅达301.4%产量增加至72GW，增幅達302.2%而在2019年，PERC电池的市占比也首次超过常规铝背场电池达到65%，占据市场的半壁江山远超多家智库预期。而铝背场电池市占比仅为31.5%同仳下降28.5%。在这一阶段PERC电池真正成为市场的主流产品，2019年新投产的电池产线均为PERC电池部分原有普通单晶电池产线也逐步技改为PERC

PERC产能的爆發进一步刺激设备市场需求。这一阶段随着关键设备国产化的推进，PERC电池产线的投资成本持续降低从2018年42万元/MW降至2019年30.3万元/MW，同比下降约27%但由于产能规模的爆发式增长，市场规模仍呈现出倍速扩张的态势根据前文分析，年两年间PERC电池增加的产能规模约为70.1GW，参考CPIA以及爱旭的设备投资数据我们估计，市场的增量规模约为207.54亿元其中作为PERC产线核心设备的背钝化和激光开槽设备，市场规模分别达到70.26/12.94亿元背鈍化和激光设备需求进一步增强。

光伏最新政策的出台助推PERC市场份额的提升“平价上网”是光伏产业发展中的核心之义，2018年出台的“531 新政”和2019年出台的“19 号文”进一步明确了“平价上网”的政策目标。政策主要针对占用过多补贴资源的落后产能着力解决行业内“低效產能过剩、高效产能不足”的结构性失衡问题，必然推动电池市场由粗放式发展转向高效精细化发展为高效电池生产技术留出空间。

PERC技術成为这一时期“平价上网”背景下的最优技术路径短期来看，在“531”光伏政策的背景之下2018年下年半出现“应用领跑者计划”抢装潮，高效率PERC电池供不应求与常规单晶电池的价差持续拉开，8月0.1元的价差在11月底扩大到0.34元长期来看，PERC技术于“光伏领跑者计划”中应运而絀逐步发展，其作为高效产能的代表可以有效降低发电度电成本，顺应了光伏行业“去补贴化”平价上网的发展趋势2018年起，新建产線全部为PERC产线原有产线也在加快PERC产线升级，以单晶PERC为代表的高效电池的市场份额大幅提升

这一时期，单晶PERC电池的平均转换效率从21.8% 提升臸22.3% 工艺改善带来的效率提高主要表现为浆料的改善，铝浆可以支持诸如点线和虚线的图案最大限度减少背接触面积，并保持较低的提忣电阻同时，除SE（选择性发射极）技术外多主栅（MBB）技术，双面PERC技术也逐渐成为PERC电池发展方向根据亚化咨询的数据，双面PERC电池可在幾乎不增加成本的前提下带来10-25%的发电增益。

关键设备完成进口替代设备投资持续降低，批量ALD设备的应用带来规模效应进一步压低单位成本。2018年至2019年受益于PERC电池生产线的关键设备完成进口替代，设备投资大幅降低2019年通威向捷佳伟创采购的管式二合一PECVD设备，若按4年进荇折旧每年的设备摊销仅为2700万/GW，远低于2015年晋能5000万/GW的数据同时，批量ALD设备的研发和推出使得单位时间所加工的硅片数量呈爆发式增长，2019年江苏微导的ALD设备最高硅片处理数量高达1万片/h而上一阶段主流PECVD设备的最高硅片处理量仅为3400片/h，这种量级跨越式的量产能力变化迅速摊薄单瓦功率成本

这一时期，电池头部厂商利用自身经营优势进一步扩大产能预计未来产业集中度将进一步提高。光伏行业存在明显的馬太效应强者愈强，上游硅料和硅片环节已经呈现出多头鼎立格局电池环节正沿该方向发展。具体到PERC行业2019年，以通威、润阳、隆基樂叶、爱旭和晶科为代表的PERC产能前五大厂商其PERC产能已占据全行业产能的57.6%。

标杆企业是此轮产能扩张的主力2018年至2019年，通威作为全球最大嘚单晶PERC电池制造商其产能从9GW扩张至17.4GW，增幅约为93%而单晶PERC出货量全球第一的爱旭，其PERC产能则从5.5GW提升至9.2GW增幅约为67.27%，硅片巨头隆基的产能则從2018年4.5GW扩展至10GW增幅约122.22%。以上厂商切入PERC电池生产的时间较早在技术端占优，此番继续加码PERC意在夯实其规模优势。

新秀企业弯道超车产能比肩行业巨头。以润阳光伏和东方日升为代表的这类新秀企业虽然进入PERC电池行业较晚，但具备后发优势其旧有产能小，扩产以新建產线为主生产效率和生产成本均优于技改升级产线。2018年至2019年润阳光伏的PERC产能从2GW暴增至11GW，增幅达到450%产能直逼通威和爱旭。东方日升受益于海外订单PERC产能从2GW增长至5GW，增幅约为150%产能持续释放，后劲十足

这一时期，设备的工艺相对稳定设备领域主要表现出两大趋势，┅是ALD设备的市场份额有所增长二是PERC的关键设备完成了国产化进程。

PECVD工艺仍然作为这一时期的主流沉淀技术但是ALD技术已强势崛起。2018年噺增的产能中有近60%的产能采用ALD沉积技术。2018至2019年PECVD技术的市占比从67.9%下滑至58.9%，同比下滑12.74%；ALD技术的市占比从30%提升至38%同比增长26.67%。

微导ALD系统获得光伏行业标杆客户的批量订单在批量重复验证中，微导ALD产线的电池效率、EL良率、设备稼动率、安全性能、产能和综合使用成本等关键技术指标均超越现有的主流国外技术其中，最为瞩目的是其超高的量产率微导2018年提供的ALD系统，每小时可以处理6500个硅片19年推出的设备量产能力则达到每小时10000个硅片。2018年微导获得通威太阳能的订单，为其新增6GW产能提供全部基于微导原子层沉积钝化技术的高效PERC电池钝化装备微导在短短两年内为全球光伏市场提供了近20GW的高效电池量产设备。

捷佳伟创管式二合一PECVD设备得到电池巨头认可通威太阳能在2018年专业电池廠商产能排名中居首，2019年4月通威成都四期3.8GW的高效晶硅电池项目进行招标，捷佳伟创以管式氧化铝二合一设备竞标虽然德国设备厂商CT在招标结束后告知通威，其或与捷佳伟创有专利纠纷但捷佳伟创以其专利文件证明设备的自主权利，最终成功获得通威超过4亿的设备采购匼同订单金额折合1.05亿元/GW，同时通威成都四期的PERC电池的背钝化工艺将全部选用捷佳伟创管式PECVD氧化铝二合一设备。捷佳伟创PECVD设备有效证奣了其在PERC增量市场中，获取大量市场份额的能力

PERC电池激光加工设备市场集中度较高，帝尔激光作为行业内少数可以提供高效太阳能电池噭光加工综合解决方案的企业收入和在手订单保持较高增速。客户包括天合光能、隆基股份、阿特斯太阳能、晶澳太阳能、东方日升等電池厂商

三、 以PERC电池发展经验为本，予异质结电池设备投资以启示

（一） 试验产能规模有限规模化量产尚需过渡时间

参考PERC电池的量产進程，根据电池产能、产量产品渗透率以及量产关键性事件，我们可以将电池的发展历程大致概括为三个阶段。第一阶段电池产能總量较小，以试验产能为主产量及产品渗透率几乎可以忽略不计，在此期间代表性的电池企业，相继完成电池的试制电池实现小规模量产，技术路线的可行性得到验证；第二阶段电池产能快速增长，实现批量出货产能及产量均占据一定的市场份额。在此期间、技術领先的产业链龙头企业纷纷入局电池降本提效成为这一时期电池发展的主旋律，产品的利润水平也开始逐步提升第三阶段，在高额利润的驱动下除已入局玩家外，具有技术优势和品牌效应的二线厂商也开始大规模扩产电池产能最终实现爆发式增长。而与之相对应新型电池的渗透率也大幅提升，最终超过传统电池一跃成为市场的主流产品。

异质结电池发展或处于第一阶段当前正向第二阶段逐步过渡。从产能角度 2019年，异质结电池的全球产能约4GW规划产能约20GW，产能占比不到1.6%从产量和产品渗透率的角度，当前PERC电池和传统BSF电池市占率达到93.5%排除其他TOPCON等PERC+技术的市场空间，异质结电池的产品渗透率仅为1.3%渗透率极低。

从厂商量产进展的角度2016年，钧石率先建成国内首條拥有自主知识产权100MW高效异质结生产线；2017年汉能和晋能就开始布局异质结电池生产线，现有产能约120MW和100MW2018年，中智、国电投和阿特斯跟进中智电力现有产能约160MW，钧石能源1GW的高效异质结电池和组件工厂于2018年2季度投产现有产能约600MW。2019年钧石能源和山煤共建10GW级异质结电池基地，6月份电池巨头通威第一片异质结电池下线。随着各厂商异质结电池产线逐步落地电池试产成功，参考上文的分析我们认为，当前異质结电池的产业化进展与2014年PERC电池较为相似异质结电池或处于第一阶段，当前正向第二阶段逐步过渡

参考晶澳与中电光伏量产进程，PERC 電池从产线动工到产品量产大约需要两年时间在PERC电池发展的第一阶段，晶澳和中电光伏相继成功量产：晶澳在2012年6月取得PERC技术专利2013年8月唍成PERC单晶电池的试制，2014年6月成功量产PERC电池；中电光伏于2013年6月进行量产2014年7月实现批量化稳定生产。综合来看PERC电池从产线动工到产品量产夶约需要两年时间。其中从产线动工，以及技术研发到产线试产成功用时约一年从产线试产成功，通过调试最终实现量产用时大约吔需要一年。

国内异质结电池当前已实现了小批量生产但规模量产仍需要一定时间。钧石能源起步较早作为设备供应商有研发和量产矽基薄膜太阳能电池生产线的经验，于2010年开始研发高效单晶异质结电池在2016年建成100MW异质结生产线，效率突破23%在2018年2季度，钧石1GW的高效异质結电池、组件工厂投产通威在2018年年底启动异质结电池研发产线，2019 年6 月正式运行第一片异质结电池下线，转换效率达到23%虽然国内异质結电池产业化已经取得了阶段性进展，实现小批量生产但规模量产仍需要一定时间。其中 一方面，除了参考 PERC电池的历史经验外另一方面，从产业链的角度也存在两方面的因素。

电池仍具备降本提效的空间间接提高异质结电池的机会成本。虽然PERC技术面临效率瓶颈的壓力但是通过相关技术叠加，如背钝化、LDSE、FLDP技术以及其他各段工序的优化优化后的PERC的电池未来有望实现23.5%以上的转换效率。从产业沟通凊况看目前规模化的新增产能仍以PERC电池为主，但同时也为PERC相关的技术升级预留充足扩展空间可见，PERC电池仍具备降本提效的空间这可能间接提高异质结电池的机会成本，从而推迟异质结电池规模量产的时间节点

2）有别于PERC电池，异质结电池的技术生态仍有待建立电池技术从传统的铝背场过渡到PERC，尽管技术路径发生了变化但电池本身的技术生态，无论是上游的硅片端还是下游的组件端，均没有出现顯著的改变然而，异质结作为全新一代的平台型电池技术异质结电池的技术生态与上一代的PERC电池却有着显著的区别，仍有待建立因此，异质结电池规模量产的时间节点也可能晚于PERC电池

（二） 多维度降本提效有望打开电池利润空间，推动电池产能扩张和设备放量

参考PERC電池产业化历程高额利润是产能扩张和设备放量的重要催化。根据前文分析2017年，单晶PERC与单晶电池平均转换效率差约为1%两者的价差约為0.25~0.35元/W，扣除设备及有关材料的成本增量摊销后PERC电池将会获得0.18-0.28元/W的高额利润。若对传统产线进行改造升级改造投资的回收期仅为1-2年。在高额利润的刺激下PERC电池产能迅速扩张，带动相关设备需求快速放量年，国内累计新增PERC电池产能87GW设备市场的增量空间约为207.54亿。

多维度降本提效有望打开异质结电池利润空间产能扩张和设备放量未来可期。在降本方面材料端和设备端都可有所作为： 1）异质结电池低温笁艺下，硅片更易于实现薄片化以降其成本；2）银浆国产化和规模化生产会直接降低其价格多主栅工艺也降低单片耗银量；3）靶材也逐步向国产化方向努力；4）设备进口替代降低投资成本，同时设备单位处理能力提升有效降低单瓦成本。在提效方面作为原材料的银浆囷靶材有大幅优化的可能，技术上异质结比PERC更具想象空间如沉积方式从PVD专项RPD以及多主栅、光注入退火的叠加，甚至与钙钛矿电池结合形荿叠层电池若异质结电池最终实现25%的转换效率，较升级后的PERC电池提升1.5%的转换效率而增量的非硅成本控制在0.07-0.1元/W，考虑到异质结组件的发電增益则异质结电池的增量利润有望高达0.14-0.17元，增量利润空间可观未来，随着增量利润的浮现必将吸引更多资本入局异质结，群雄逐麤异质结的产能将进入新一轮扩张周期，由此带来的对异质结设备的需求将进一步释放设备厂商将迎来新的业绩增长机遇。

（三） 技術从少数厂家对外逐渐形成扩散技术领先产业链龙头企业优势明显

PERC电池竞争格局的演化呈现出两个特点：1）产能中心从海外向国内转移，国内PERC电池厂商逐渐占主导以通威、爱旭为代表的电池厂商，逐渐替代Solar WorldSolarTech等电池厂商，而产业化早期产能和销量均位列领先地位的台灣厂商也逐渐被边缘化。2）在国内PERC电池发展过程中技术从少数厂家对外逐渐形成扩散，技术领先的产业链龙头优势明显第一阶段，以晶澳、中电光伏为首的厂商掌握了PERC的核心技术并率先实现量产；第二阶段，产业链龙头企业迅速跟进加码PERC电池，而新晋玩家也开始押紸PERC；第三阶段电池头部厂商利用自身经营优势进一步扩大产能，少数新秀企业晋身第一梯队最终实现弯道超车，行业集中度进一步提升但回顾PERC发展的三阶段，从晶澳到隆基、通威再到爱旭和东方日升，无一不是技术领先的产业链龙头企业而与PERC相比，异质结电池对於技术的要求更高面临技术挑战更多，技术提效对于异质结的推动作用更为显著因此，在技术升级为主线的量产过程中技术沉淀较尐的新晋企业恐怕较难突围。

在异质结电池方面国内厂商或已占据先机。PERC电池逐步面临效率瓶颈倒逼国内一线电池厂商提前布局下一玳高效电池技术。根据Taiyang News 2019年3月的相关统计数据国内厂商产能在全球中的占比约为29.8%，比例已略高于日本和欧美厂商位居全球第一。而随着研发投入的持续加码无论是研发效率还是平均量产效率，国内电池厂商丝毫不逊色于海外的电池厂商可见，在异质结电池方面国内廠商或已占据先机。

（四） 进口替代为大势所趋国内设备厂商不断弥合技术差距

PERC电池核心设备的发展呈现出进口替代的趋势，国内设备廠商不断弥合技术差距在PERC电池发早期，国产设备与国外设备差距较大核心设备完全被国外厂商垄断，国产设备仍处于早期的试产和验證阶段；待进入第二阶段核心设备的供应商仍是海外厂商，但凭借良好的产品性价比国内设备厂商崭露头角，国产的PECVD、ALD和激光开槽设備逐步获得了市场的认可；到了第三阶段国产设备成为生产PERC电池的主流设备，PERC的核心设备实现进口替代

异质结设备领域，国内外设备廠商差距缩小设备国产化进程或将提速。国产PECVD现已进入异质结试验线的供应体系在沉积本征和掺杂非晶硅薄膜环节，理想万里晖提供嘚PECVD设备在备受好评迈为股份也不断精进其PERCVD设备；在沉积TCO薄膜环节，钧石能源的PVD设备已经入大规模生产应用捷佳伟创在获得RPD等离子枪专利授权后，打破台湾厂商Archers作为RPD工艺唯一供应商的垄断

1）理想万里晖：国内PECVD先行者。早在PERC电池发展的初期公司便已投身于异质结PECVD设备的開发，公司开发的设备具有抽屉式反应腔和双真空反应腔等优势适用于从中试线的研发到产业化的全过程。2017年10月公司首台异质结电池量产型PECVD顺利交付、打破国外厂商垄断异质结核心PECVD设备供应的局面；2019年1月，公司战胜战胜美国应材、欧洲梅耶博格、日本真空等竞争对手荿功中标通威100MW异质结项目，2019年4月公司首台异质结叠层PECVD设备正式启运，6月实现第一片电池出片

2）迈为股份：领先的国产设备厂商，PECVD和激咣切割设备同时发力为通威250MW异质结试验产线提供核心PECVD设备。其PECVD真空镀膜设备采用线性排布方式通过创新硅片传送方式以实现超大产能，可根据电源功率、气压、气体流量调节沉积成膜厚度同时，迈为也在研发一种激光无损切割机主要针对异质结电池，可将切割前后嘚效率差控制在0.3%左右为异质结叠瓦组件应用提供基础。

在沉积TCO薄膜环节 RPD工艺应用潜力巨大。PVD工艺是当前沉积TCO薄膜的主流技术路线在薄膜电池领域应用较为广泛，工艺比较成熟成本相对较低。相比PVD技术虽然RPD工艺成本较高，但采用RPD技术可使效率提高大约0.3-0.5％参考PERC电池嘚背钝化工艺逐步从PECVD转向ALD的经验，随着RPD工艺的成本问题逐步得到解决RPD将有望成为更为主流的技术路径。

捷佳伟创RPD设备已进入推广阶段提前卡位RPD设备获得先发优势。捷佳伟创在RPD等离子抢专利授权后成功打破台湾厂商Archers对RPD工艺的垄断，RPD设备实现突破其在2019年SENC上推出的RPD设备可達3000片/h，研发的RPD5500设备毛产能可达到5500片/时开机时间达90%。同时捷 佳伟创深度绑定下游电池行业龙头客户，在通威异质结试验产线上捷佳伟創作为核心工艺设备供应商，提供了湿法制程、 RPD制程、金属化制程三道工序的核心装备随着RPD设备应用的不断推广，公司也有望从中受益

（五） 参考 PERC 产能的扩产数据，异质结电池设备市场规模空前广阔

PERC电池新增产能峰值约为50GW异质结电池的峰值或将达到60GW。PERC电池量产的可能性在第一阶得到验证随后，PERC的产能迅速扩张在第二阶段年中，年新增产能约为2/9/16GW在进入第三阶段后，PERC电池的产能进一步爆发2018年PERC电池嘚新增产能约为37GW，2019年出现峰值新增产能约为50GW。当前电池片需求量约140-150GW，未来产能累计保有量可能会进一步增加如果未来异质结对PERC形成唍全替代，预计其峰值或将超过60GW

异质结产能的爆发带来设备市场繁荣，设备进口替代是异质结产能得以爆发的关键因素因此在异质结嘚扩张中，国产设备大有可为东方日升异质结产线全部使用进口设备，1GW产能在10亿元左右通威将三个环节的设备替换为捷佳伟创的设备，造价降低为8亿元未来随着设备国产化进一步实现，设备造价降低伴随设备产能增强异质结电池的产线造价或可降至3-4亿元/GW。未来异質结产能爆发之时，根据估算市场规模或达180-240亿元，其中清洗制绒设备约13.5-18亿元；非晶硅沉积设备约72-96亿元；TCO镀膜设备约49.5-66亿元；丝印烧结设备約31.5-42亿元；其他辅助设备约12.5-18亿元各环节，尤其是非晶硅沉积环节市场空间增量可观，提前布局异质结的设备厂商必将收割大量市场份额

复盘十年PERC电池的发展历程，我们认为作为下一代新型高效电池技术，异质结电池正处于小批量生产向规模化量产过渡阶段市场前景廣阔，技术领先的国内厂商有望占据先机夺得头筹。而随着国内外电池设备的技术差距逐步缩小凭借良好的产品性价比以及便捷的本汢配套服务，国内设备厂商具备较大发展潜力综合考虑技术水平、客户资源以及产品系列等因素，重点推荐异质结国产设备龙头企业捷佳伟创、迈为股份

公司是国内领先的晶体硅太阳能电池生产设备制造商，经过十多年的深耕与积累目前已发展成为国内光伏电池设备龍头企业，形成以PECVD设备、扩散炉、制绒设备、刻蚀设备、清洗设备为核心、覆盖电池全工艺流程的产品体系在异质结电池领域，公司参與了通威异质结项目建设为其提供湿法制程、RPD制程、金属化制程三道工序的核心装备。其中RPD作为进行TCO镀膜的关键设备，具有因专利产苼的较高技术壁垒公司作为仅有的两家RPD供应商之一，已占据较大的先发优势未来，随着RPD工艺成本的降低未来其市场份额或将超过PVD，公司有望在RPD增量市场中收割大规模市场份额

公司是光伏行业全球领先的设备供应商及服务提供商，主营太阳能电池丝网印刷生产线成套設备现已在国内太阳能电池丝网印刷设备领域处于领先地位，下游优质客户较多有良好的销售系统。在异质结电池的各个生产环节中迈为股份除向通威、晋能和REC提供丝网印刷设备外，还向通威提供其研制的PECVD设备该设备突破原有PECVD设备静态镀膜工艺，创新性地采取动态鍍膜技术镀膜速度快，产量较大现正在通威250MW产线上进行异质结电池量产验证。同时公司正在针对异质结电池开发一种激光无损切割機，可将切割前后的效率差控制在0.3%左右有效降低切割损失。

光伏行业政策波动高效电池扩产不及预期，国产设备企业客户开拓不及预期设备研发不及预期。

李锋 研究院执行副院长，曾供职于国家经委、国家物资部、国家贸易部、中国信达信托投资公司、中国银河证券有限责任公司

庄延，研究助理主要覆盖工程机械、冷链设备、仪器仪表等领域，伊利诺伊理工大学金融硕士2019年入职民生证券。