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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,爱旭股份在实验室进行管式 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 组件大部分都是采用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场份额约为 90%,依然垄断 PERC 电池 的背钝化工序。
Meyer Burger 仍是市场上 PECVD 的主力供应商,但其也逐步面临来自市场方面的压力。 截至 2016 年末,MAiA 累计出货量已达 12GW,然而 2017 年 PERC 电池的全球产能仅为 25GW。 可见,在早期发展阶段,Meyer Burger 乃是全球背钝化设备的绝对龙头。然而,伴随着产业化进 程持续推进,Meyer Burger 逐步面临来自市场方面的压力:1)设备价格较为昂贵(以 MAiA 2.1 系统为例,其单台售价约为 220 万欧元);2)设备交货周期较长(交货周期约为 6-12 个月); 3)设备存在产能瓶颈,难以满足大幅增长的下游需求。因此,在下游市场对于 PERC 电池降本 提效,快速扩产的呼声日益高涨的背景下,以上问题将对 Meyer Burger 市场出货形成考验。
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。从价格上看,2015 至 2017 年,捷佳伟创 PECVD 设备的售价分别为 70.53/70.67/68.79 万元/管,包括两管、三管、四管和五管等不同型号。以一台五管 PECVD 设备为例,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,其设备所产出的 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,捷佳伟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的方向所在。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 设备有望成 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。与早期就布局于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。理想能源的 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用,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势。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,武汉帝尔激光的 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,帝尔激光一套设备的售价 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,主要客户包括天合光能、英利能源、阿特斯、晶科和晶澳等厂商。
(四)爆发(2018-2019):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、产量与设备市场规模
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,增幅达 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%,同比下降 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 产线。
PERC 产能的爆发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, 2018-2019 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,背钝化和激光设备需求进一步增强。
2、市场政策
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“低效产 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 技术成为这一时期“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”中应运而出,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,新建产线全部为 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。
3、效率和成本
这一时期,单晶 PERC 电池的平均转换效率从 21.8%提升至 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 保持较低的提及电阻。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 电池可在几乎不增加成 本的前提下,带来 10-25%的发电增益。
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