商業(yè)模式：設備作為工業(yè)投資品是終端需求的 “二階導”，設備環(huán)節(jié)是由下游產(chǎn)能投資驅(qū)動的周期成長股；光伏設備的不同之處：設備技術迭代是推動光伏行業(yè)增效降本的關鍵環(huán)節(jié)，較快的迭代周期使得 設備呈現(xiàn)“耗材”屬性。
設備“耗材化”對基本面的影響：成長期：技術迭代拉長設備高景氣的持續(xù)時間；市場空間及增速：每一輪技術迭代存量設備全部更新，市場空間更大，新技術變革落地爆發(fā)性很強；競爭格局：技術持續(xù)更新，有先發(fā)優(yōu)勢的頭部企業(yè)具備較強議價權，享受較好格局及超額盈利。現(xiàn)狀及展望：當前現(xiàn)狀：光伏行業(yè)仍處于成長階段，短期下游新增裝機量增速邊際放緩；未來展望：重點關注新技術變革中的結(jié)構性成長機會，把握在新技術中搶占先機的優(yōu)質(zhì)龍頭公司。降本增效驅(qū)動光伏技術快速迭代，技術迭代帶來設備持續(xù)升級 。硅片端：N型替代P型、大尺寸、薄片化、半片前置是未來發(fā)展趨勢。其中大尺寸技術滲透率85%以上，薄片化和半片技術仍在持續(xù)推進；主要受益設備包括：單晶爐（低氧單晶爐）、切割設備、金剛線（細線化、鎢絲）。電池端：TOPCon率先放量，中期HJT有望降本放量,長期鈣鈦礦疊層電池空間廣闊。對應新技術包括：TOPCon（LPCVD雙插、雙面PEPoly）、HJT（銅電鍍、銀包銅、激光轉(zhuǎn)印、0BB）、鈣鈦礦（涂布技術、激光技術）；主要受益設備：鍍膜設備、新技術相關設備等。組件端：多主柵+無主柵+半片技術推動組件設備更新迭代。組件端新技術屬于被動迭代，主要受硅片端和電池片端技術推動，包括多/ 無主柵焊接技術、半片、三分片技術、薄片串焊技術。主要受益設備：串焊機、激光劃片機、疊片機等。2023年硅片設備市場規(guī)模有所下降，電池片設備空間大幅上升，組件設備規(guī)模較為穩(wěn)定 。2023年光伏新增裝機容量：PV-InfoLink預期2023年全球新增裝機容量約350GW，Trendforce預期2023年全球新增光伏裝機量將達到 351GW，CPIA預計2023年光伏全球新增裝機容量約305-350GW。綜合來看,2023年光伏新增裝機容量預計350GW。硅片設備空間：硅片設備單GW投資約1.5-2億/GW，其中單晶爐價值量占比約65%-70%，切片機占比約15%，預計2023/2024/2025年硅片設 備市場空間約263/239/188億元。電池片設備空間：PERC設備單GW投資額約1.3-1.5億元，TOPCon設備單GW投資額約1.5-1.8億元，HJT單GW投資額約3.5-4億元左右，預計 2023/2024/2025年電池片設備市場空間約616/705/800億元。組件設備市場空間：設備單GW投資額約0.7億元，其中串焊機價值量占比約35%，預計2023/2024/2025年組件設備市場空間約220/275/211 億元。
硅片設備
硅片設備需求核心驅(qū)動力為新增裝機容量，技術迭代主要適應硅片大尺寸、薄片化趨勢。核心驅(qū)動力：新增光伏裝機容量、新技術變革。大尺寸：166向182、210轉(zhuǎn)變，目前182已成為主流，并向210發(fā)展；硅片大尺寸趨勢帶動設備端呈現(xiàn)大尺寸變化。薄片化：N型硅片硅片已實現(xiàn)120-140μm量產(chǎn)，部分先進企業(yè)中試線量產(chǎn)80μm硅片，薄片化對設備加工要求更高，以及對金剛線的細線 化需求更高。P型→N型：隨著N型電池片的快速擴產(chǎn)，N型硅片已成為未來趨勢，硅片N型化對拉晶設備、硅片設備加工精度要求更高。核心設備：拉晶環(huán)節(jié)，單晶爐為核心設備，真空泵作為單晶爐的配套設備，用于建立真空環(huán)境。核心耗材：拉晶過程中，單晶爐里配套使用的耗材包括石英坩堝、碳碳熱場。當前關注點：主要關注供需，重點關注石英坩堝供應情況、連續(xù)直拉（CCZ）工藝、顆粒硅以及低氧型單晶爐進展。直拉法是生產(chǎn)硅棒的主要方式。拉晶是指在特定環(huán)境下，將多晶硅料生長成硅體的過程，目前硅棒生產(chǎn)主要以單晶硅棒為主。單晶硅棒主要采用直拉法或區(qū)熔法；多晶 硅棒主要采用鑄錠法形成多晶硅錠。直拉法：光伏單晶硅棒生產(chǎn)的主要方法。通過石墨電阻加熱，將裝在坩堝中的多晶硅熔化，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，經(jīng)過引 晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟，完成單晶硅棒拉制。優(yōu)點是價格便宜，可拉制直徑大、生長速率可；缺點是雜質(zhì)較高。區(qū)熔法：利用熱能在多晶硅錠一段產(chǎn)生融區(qū)，熔接單晶籽晶，通過調(diào)節(jié)溫度使得融區(qū)緩慢上移，生成單晶硅棒。區(qū)熔法不需要使用坩堝， 產(chǎn)品的純度高，雜質(zhì)少，但受生長機制的限制，區(qū)熔法通常用于生產(chǎn)8英寸以下硅棒，常用做IGBT功率半導體器件硅棒生產(chǎn)。拉晶設備及耗材：單晶爐是拉晶環(huán)節(jié)的核心設備單晶爐為拉晶環(huán)節(jié)核心設備，石英坩堝、碳碳熱場為主要耗材。直拉單晶爐：拉晶環(huán)節(jié)主設備，主要由爐體、電器部分、熱系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氬氣裝置組成。石英坩堝：拉制單晶硅棒的消耗性器皿，用于盛裝熔融狀態(tài)的硅料，通常需要在一次或幾次拉晶完成后進行更換，屬于耗材屬性。碳碳熱場：碳碳熱場主要指碳纖維單晶爐熱場，包括坩堝、導流筒保溫筒、加熱器，其中坩堝的作用是承載內(nèi)層的石英坩堝；導流筒的 作用引導氣流，形成溫度梯度，提升硅棒生長的速率；保溫筒的作用是隔熱保溫，構建熱場空間；加熱器的作用是提供熱源，熔化硅料。真空泵：用于拉晶過程中建立真空環(huán)境。切片環(huán)節(jié)設備：切片機為核心設備，金剛線為主要耗材多線切片機為核心設備，金剛線為主要耗材。多線切片機：切片機是通過電機驅(qū)動工作輥往復運動，工件以給定的速度向下運動，使金剛石線與切割件保持一定的壓力，通過往復運 動的金剛石線達到切割的目的。金剛線：金剛石線是通過一定的方法將金剛石微粉顆粒均勻地固結(jié)在高強度鋼線基體上制成的，是光伏硅片、藍寶石等硬脆材料切割過 程中所使用的耗材。截斷機、開方機、倒磨機：截斷機是使用金剛線對硅棒進行截斷、去頭尾的設備；開方機是使用金剛線對硅棒進行開方加工的設備；倒磨主要用于硅棒外徑滾磨以獲得精確的直徑。清洗機、分選機：清洗機用于對硅片進行脫膠、清洗；分選機是對清洗后的硅片會被進行不同等級的篩選。
電池片設備
電池片環(huán)節(jié)：光、電損失是影響電池效率的核心因素PN結(jié)是光伏電池的基本結(jié)構 。光伏發(fā)電原理是利用光生伏特效應，在PN結(jié)上形成電位差。P型電池是在P型硅片里面摻入磷元素（擴磷）形成PN結(jié)，N型電池是在N 型硅片中摻入硼元素（擴硼）形成PN結(jié)。光學損失和電學損失是影響光伏電池轉(zhuǎn)換效率的兩大因素。光學損失：1）電池前表面太陽光反射損失；2）金屬柵線遮擋太陽光損失。電學損失：1）電子空穴復合損失：復合速率越低，電池效率越高；2）電阻損失：包括串聯(lián)電阻損失（硅片基體電阻、擴散方塊電 阻、柵線電阻和接觸電阻），并聯(lián)電阻損失（硅片雜質(zhì)過多，硅片邊緣刻蝕），并聯(lián)電阻越大越好，串聯(lián)電阻越小越好。減少光學損失和電學損失是光伏電池片技術迭代的核心邏輯 。減少光學反射損失方法：制絨、增加減反射膜（通常為氮化硅）、改進金屬柵線電極形狀。降低電學損失方法：1）降低電子空穴復合速率：沉積鈍化層、增加鋁背電場、淺結(jié)設計；2）降低電阻損失：邊緣刻蝕增加并聯(lián)電 阻、SE局部高摻雜降低串聯(lián)電阻。電池片環(huán)節(jié)趨勢：產(chǎn)業(yè)當前從PERC轉(zhuǎn)向TOPCon、HJT階段產(chǎn)業(yè)當前從PERC轉(zhuǎn)向TOPCon、HJT階段。從產(chǎn)業(yè)化看，電池片經(jīng)歷了從AI-BSF到PERC，目前正向TOPCON、HJT轉(zhuǎn)變。2015年之前，主流電池是鋁背場電池（AI-BSF），目前 基本已被淘汰；2016年，PERC電池技術逐步替代AI-BSF，成為市場主流電池技術,但其轉(zhuǎn)換效率已接近上限。目前N型電池成為未 來電池發(fā)展的主要方向。N型電池主要類型有TOPCON、HJT 、IBC。從研究方向看，鈣鈦礦疊層電池為前沿研究方向。鈣鈦礦電池是將ABX3作為吸光層制成的薄膜型太陽能電池。鈣鈦礦電池能有效地 利用紫外和藍綠可見光，晶硅電池可以有效地利用紅外光。將鈣鈦礦與HJT、IBC等晶硅電池疊層，可以更高效吸收光譜，進一步提 升光伏電池轉(zhuǎn)換效率。TOPCon技術變革：LPCVD雙插、雙面PE-POLYLPCVD雙插、雙面PE-POLY或?qū)⒊蔀?TOPCon下一個技術變革點 。PECVD路線占比約53%，占比較高：目前在 建+在產(chǎn)的TOPCon產(chǎn)能中，43%的廠商選擇 了LP，主要用戶為晶科和捷泰；PECVD路線占比約53%，主要廠商包括潤陽、沐邦、 通威和天合；另有4%客戶選擇了PVD。TOPCon激光SE技術已實現(xiàn)大幅突破，有望 進一步提高TOPcon效率：激光SE技術相較 TOPCon二次硼擴工藝簡單、成本低，且能夠進一步提高效率。目前TOPCon提效大約 在 0.2% ， 未 來 有 望 提 高 到 0.4% ， 預 期 TOPCon激光SE技術有望快速發(fā)展，成為 TOPCon技術標配。LPCVD雙插、雙面POLY是未來主要技術革 新點：LPCVD雙插能夠在提高產(chǎn)能的同時 減輕繞鍍，目前晶科、捷泰、正泰正在快 速 導 入 ；雙面 PE-POLY 有 望 進 一 步 提 高 TOPCon效率0.5%-1%，目前已有廠商在進行布局，預期明年有望推向市場。鈣鈦礦：提高穩(wěn)定性，大面積制備是當前難點提高穩(wěn)定性，大面積制備鈣鈦礦電池是當前難點。穩(wěn)定性弱、難以大面積制備是制約鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化主要原因。穩(wěn)定性弱主要系鈣鈦礦是離子型的晶體，內(nèi)部缺陷較多，離子在內(nèi)部 擴散導致性能下降，整體穩(wěn)定性和電池壽命較弱；難以大面積制備主要系：1）電池面積增加后，鈣鈦礦電池串聯(lián)電阻增長明顯；2） 鈣鈦礦層大面積制備均勻性較差，目前主要有溶液涂布法和真空鍍膜法。狹縫涂布為目前鈣鈦礦層制備主流方法。溶液涂布是將液態(tài)涂布物質(zhì)涂到基底上，通過干燥固化形成鈣鈦礦層，包括狹縫涂布、刮刀 涂布、超聲噴涂和噴墨打印，其中狹縫涂布為目前主流量產(chǎn)方式。該方法優(yōu)點是成本低、設備兼容度高、原料利用率高，缺點是大面 積制備均勻性較差。真空鍍膜能夠解決均勻性問題，目前仍有難度需要突破。真空鍍膜是在高真空環(huán)境下將靶材以氣相的形式沉積到基底，形成鈣鈦礦層， 包括蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜（PVD）、等離子源鍍膜（RPD），目前蒸鍍法為主流方法，該方法的優(yōu)點是大面積制備均勻性好，缺點 是目前設備成本高，鍍膜速率低，備對于鈣鈦礦層配方調(diào)整的兼容度低、目前效率記錄低于溶液法。
組件設備
組件工藝及設備：串焊機為核心設備，價值量占比約30%+組件設備價值量：組件設備投資額約0.65億元/GW，其中串焊機、層壓機設價值量占比較高。組件環(huán)節(jié)呈現(xiàn)多主柵、無主柵的技術發(fā)展趨勢，對應帶動設備更新迭代 。無主柵：取消傳統(tǒng)的主柵，用銅絲焊帶直接連接細柵，達到匯集電流、連接電池片的目的。驅(qū)動力：降低銀漿耗量是目前降低光伏電池片成本關鍵，因此催生無主柵技術發(fā)展。優(yōu)勢：1）節(jié)約銀漿：無主柵結(jié)構及采用銅絲焊帶可節(jié)約銀漿；2）可實現(xiàn)低溫焊接；無主柵通常用銅絲焊帶，可實現(xiàn)較低120℃焊接， 傳統(tǒng)錫鉛合金焊帶的熔點在180℃;3）無主柵可減少正面遮擋。無主柵技術方案：1）SmartWire；2）點膠方案；3）先焊接后點膠。
對設備的影響：1）若采用SmartWire，設備變成復合機（銅絲與薄膜復合）+新型串焊機（預壓）+層壓機（焊接）；2）若點膠，需要全 新的串焊機設備。
