(二)2020~2022 年硅片主设备需求有望达到 306~385 亿元

　　我们假设未来三年全球发电总量年均增速 2.5%，光伏发电占比到 2022 年提升至 4.60%~4.90%，发电有效利用小时 数提升至 1300 小时，则到 2022 年全球光伏新增装机量 159GW~183GW，单晶渗透率达到 90%，158.75mm 及以上 大尺寸硅片渗透率达到 100%。从历史数据看，硅片环节产能利用率基本维持在 70%~75%左右的水平，考虑到硅片 环节不同产能的成本呈阶梯式分布，硅片价格长期下降趋势下先进产能的扩张对落后产能生存空间造成挤压，以及 大尺寸迭代趋势刺激产能进一步扩张，进而导致整体产能利用率偏低，假设产能利用率维持在历史平均水平，在悲 观和乐观两种情境下，到 2022 年大尺寸硅片产能需求有望达到 200GW~247GW，对应新增大尺寸硅片产能 150GW~197GW。

　　

 

　　

 

　　在硅片制造工艺流程中，核心设备主要包括长晶炉、截断机、滚磨机、切片机及分选机，其中单晶炉价值占比最大。目前，非 210 硅片单 GW 主设备投资成本约为 2.4~2.7 亿元，210 硅片由于尺寸扩大及设备产能提升，单 GW 投资成 本降低至约 1.7~1.8 亿元。

　　我们假设到 2022 年，210 硅片在大尺寸硅片市场占比达到 22.4%，同时随着技术进步及设备产能提升，210 及非 210 硅片单 GW 设备平均投资分别下降至 1.65 和 2.25 亿元，则对应 2020-2022 年硅片设备需求有望达到 312~410 亿元， 其中单晶炉市场空间 232~306 亿元，截断机 3~4 亿元，切磨加工一体机 32~42 亿元，切片机 35~47 亿元，分选机 9~12 亿元。

　　

 

　　(三)国产化程度高，G12 对现有设备提出更高要求

　　目前，总体来看，我国硅片设备国产化程度已达到较高水平，单晶炉、截断机、切片机等环节设备，国产厂商已具 备比较明显的竞争优势，具体而言，国产设备在加工效率、加工效果等方面与进口设备不相上下，且相比进口设备具备明显的成本优势，此外，与海外厂商相比，国产厂商还有贴近国内市场、售后服务体系更加完善的优势。硅片 分选机是光伏硅片制造环节最晚实现国产化的设备，2017年以前硅片生产厂商所用硅片分选机主要还依赖进口，2017 年开始以奥特维为代表的国内厂商突破核心技术，推出了进口替代产品，2018 年市占率超过 11%。

　　G12 硅片对单晶炉、滚磨机、截断机、切片机等硅片设备提出了相应的改造需求，晶盛机电成功研制出新一代光伏 单晶炉，可兼容更大热场，具备更大的投料量能力，可满足 G12 硅棒全自动生长，并开发了适用于 G12 硅棒加工需 求的截断机、切磨复合加工一体线设备，实现光伏硅棒加工设备 G2-G12 全尺寸兼容。此外，晶盛机电还成功研制 出新一代切片机，具备高线速、高承载、高精度的切割能力，是国内第一次批量应用针对 G12 大尺寸硅片的专用金 刚线切片设备。

　　

 

　　三、电池片环节

　　(一)发展趋势：“PERC+”延展 PERC 生命力，新一代电池技术酝酿更迭

　　电池片环节正处在新一代技术路径探索期，提效降本“百花齐放”：PERC 技术已成主流并处在持续推进工艺升级 的过程当中，TOPCon 将背接触钝化镀膜思想和技术引入太阳能电池的生产制造环节，可在 N 型和 P 型两类衬底上 使用，为降低终端 LCOE 提供了新路径。HIT 作为双极型晶体硅电池的最高形式，技术效率提升潜力巨大，电池厂 商纷纷布局寻求突破。

　　1、PERC 技术已成主流，工艺升级趋势下，生命力有望延续

　　相比 BSF，PERC 更具效率优势：PERC 电池(钝化发射极和背面电池)起源于上世纪 80 年代，并自 2015 年开始 逐步市场化。PERC 电池通过在电池背面增加钝化层，阻止载流子的复合行为，减少电损失，同时增强电池背表面 光反射，减少光损失，进而提高电池转换效率和电池性能。PERC 电池内部反射增强，有效降低了长波的光学损失， 背面钝化提升了开路电压和短路电流，使得电池转化效率相比传统 BSF 电池更高。2019 年 PERC 电池的平均量产 效率已经从 2014 年的 20.1%提升至 22.3%~22.5%，平均每年提升 0.5%。

　　PERC 技术仅需在 BSF 基础上增加两道工序即可完成升级改造：PERC 技术在常规 BSF 电池基础上增加背面钝化层 沉积和激光开槽两道工序，此外，针对背部抛光需对基于化学湿台的边缘隔离步骤稍作调整，即可实现传统 BSF 电 池产线向 PERC 产线的升级。背钝化层主要采用氧化铝作为背钝化材料(氧化硅、氮氧化硅也可作为背钝化材料)， 氧化铝由于电荷密度较高，可降低背表面少子的复合速率，钝化效果较好，同时为保证电池背面的光学性能，还会 在氧化铝表面覆盖一层氮化硅膜作为保护层。为使背面金属电极与硅形成良好的欧姆接触，需要对钝化层进行刻蚀，目前主流工艺采用激光开槽的方式来完成这一工序。

　　

 

　　

 

　　PERC 技术日趋成熟，“PERC+”成为 PERC 工艺升级，提升光电转换效率的重要方向，目前，PERC 工艺升级路 线主要包括 PERC+SE、PERC+MWT、双面 PERC 等。

　　PERC+SE 技术带来 0.2%~0.3%的转换效率提升，与现有 PERC 产线兼容性较高，已成为主流标配技术：PERC+SE 技术以扩散后的 PSG 层为磷源，利用激光可选择性加热的特性，在电池正表面电极位置进行磷的二次掺杂，形成选 择性重掺 N++层，可降低硅片与电极之间的接触电阻，降低表面复合，提高少子寿命，同时还能改善光线短波光谱 响应，提高短路电流与开路电压，进一步提升电池效率。相比 PERC，SE 技术可带来 0.2%~0.3%的转换效率提升。

　　PERC+SE 技术与现有 PERC 产线具备良好的兼容性，通过增加激光掺杂工艺即可实现，对应到设备端，仅需在原有 PERC 产线上增加激光掺杂设备。包括晶科、隆基、晶澳、通威、天合、爱旭、东方日升等在内的大部分电池厂商 均在 PERC 产线中引入 SE 技术，据 Energy Trend 统计，2018 年超过 60%的 PERC 产能配置了 SE 工艺。

　　

打开看点快报，查看高清大图　　MWT 工艺可实现 0.4%的效率提升，产线改造仅需增加激光镭射打孔设备：采用激光打孔、背面布线的技术消除正 面电极的主栅线，细栅线搜集的电流通过孔洞中的银浆引到背表面，使得正负电极均分布在背表面，有效减少正面 栅线的遮光，降低金属电极-发射极界面的载流子复合损失，提高光电转化效率，同时降低银浆消耗量，从而进一步 降低成本，MWT 技术可实现约 0.4%的转换效率提升。由于 MWT 电池正负电极点均分布于背表面，且不在一条直 线上，常规焊带焊接互联方式无法适用，因此，MWT 组件采用金属箔作为导电背板，在金属箔上进行电路设计，每 片电池片通过导电胶和金属箔电路互联形成完整的电流回路，再利用胶膜等封装材料封装，省去了复杂的高温焊接 过程，避免了焊接应力和微裂导致的性能衰减，更容易实现自动化和高产能，降低了破片率。MWT 工艺同样具备良 好的产线兼容性，额外增加的关键步骤为在硅片、铜箔及封装材料中精确打孔，通过在前端增加激光镭射打孔设备 即可实现。