大尺寸改造、HIT…光伏电池设备2020年综述及2021年展望

北极星太阳能光伏网讯:2020年，光伏电池行业异常精彩。一方面，PERC电池企业竞争加剧：大尺寸、垂直一体化竞争倒逼PERC产能扩张；另一方面，异质结（HJT）电池技术获得越来越多厂家认可，进入GW级别投建期。PERC电池设备企业新签订单饱满，积极研发HJT新型设备；HJT设备商崭露头角，获得资本市场越来越多的关注。

展望2021年，从电池技术方向而言，市场对HJT认可度越来越高。从设备技术方向而言，部分投资者认为HJT核心设备技术路线已经确定，行业竞争格局将趋向稳定。然而，事实真的如此吗？2020年光伏电池设备市场发生了哪些变化，2021年又有哪些新的机会呢？本文将逐步展开分析。

01 2020年综述：大尺寸强势来袭，异质结浓墨登场

2.1 PERC电池：大尺寸+垂直一体化竞争加剧，倒逼PERC产能扩张

光伏硅片尺寸直接影响下游电池片和组件尺寸。当前光伏硅片有5种主流尺寸，分别为156.75mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm。大尺寸硅片通过增大硅片面积，放大组件尺寸，从而摊薄各环节加工成本。从原理上来说，硅片尺寸越大越好，然而结合产业链配套情况，硅片尺寸又存在上限。对于大尺寸的选择，目前市场形成182和210两大阵营：182阵营包括隆基、晶科、晶澳、阿特斯、江苏中宇光伏、潞安太阳能等企业；210阵营包括中环、天合光能、通威、爱旭、爱康、东方日升等企业。

大尺寸硅片将成为主流。根据PVinfolink预测，2021-2025年182mm硅片产量占比将分别达到25%、38%、41%、37%、30%；210mm硅片产量占比将分别达到18%、32%、43%、58%、60%。182和210两类大尺寸占比将迅速提高，成为硅片的主流尺寸。

电池厂加速改扩建大尺寸产能。大尺寸之争起于2019年，2020年开始白热化。由于成本优势，大尺寸的电池片更受到组件厂青睐，中小尺寸的电池片市场需求迅速下降。对于新建产能而言，2020年新扩产的PERC电池厂多数采用210设备，向下兼容182等尺寸。对于原有产能而言，部分厂家通过改建将产能升级至166尺寸（166电池片需求有望延续2年时间）；部分厂家将产能升级至182、210尺寸。

2020年专业电池厂如通威、爱旭、润阳、展宇等公司的扩产都选择210向下兼容的形式。

宁晋晶澳、上海晶澳对原有产能进行了较大的改造。根据产业链信息，166及以下尺寸的电池厂改建为182、210尺寸，7-8成的设备均要更换，仅有部分自动化及非核心设备无需更换。大尺寸推动光伏电池片设备订单激增。

垂直整合企业竞争加剧，扩产计划超预期。除专业电池厂扩产外，2020年，随着众多光伏企业成功融资，垂直一体企业竞争加剧，倒逼了更多的扩张计划。

2020年4月，晶科能源启动“再倍增”计划，拟投资145亿元，建设10GW金刚线切片、10GW高效电池片、10GW高效光伏组件生产及研发总部。

2020年6月，东方日升与义乌经济技术开发区管理委员会签署了15GW高效电池+15GW组件项目框架协议。

2020年9月，阿特斯与宿迁市经开区宣布签订10GW光伏组件及10GW光伏电池投资协议，总投资102亿元。

2020年10月，晶澳科技完成非公开发行，募资52亿元投资年产5GW高效电池和10GW高效组件及配套项目及补充流动资金。

2020年11月，通威和天合光能达成合作协议，双方计划建设年产4万吨高纯晶硅项目（投资40亿元）、年产15GW拉棒项目（投资50亿元）、年产15GW切片项目（投资15亿元）、年产15GW高效晶硅电池项目（投资45亿元）。通威股份作为国内硅料和电池片双龙头，天合光能作为国内组件领先企业，双方将通过优势互补，开启新一轮垂直整合之路。

2020年11月，国内硅片龙头、垂直一体化代表企业隆基股份发布公告，规划在曲靖投资建设年产30GW单晶电池建设项目，一期建设10GW（投资56亿元）。

2020年PERC设备企业新签订单饱满。在大尺寸+垂直一体化竞争加剧双重因素的推动下，2020年PERC电池大规模扩产及改建。PERC电池设备企业新签订单饱满，有力支撑2021年业绩的持续增长。

2021年PERC产能过剩加剧将倒逼更多电池企业转向HJT。然而，到2021年，随着新投PERC电池产能投产，TOP5垂直一体化的PERC电池产能将达到124.9GW（PVinfolink数据），加上通威、爱旭、润阳等专业电池厂产能，国内总产能将突破200GW。根据我们测算，2021年全球需求有望达到150GW（其中国内约50GW），PERC电池产能过剩进一步加剧，PERC电池价格承压，电池厂将不得不转向新一代电池技术——HJT。

2.2 HJT电池：GW级别招标开启，国产设备成为主流

异质结（HJT）电池是N型电池，是一种利用晶体硅（c-Si）和非晶体硅（α-Si）薄膜制成的光伏电池。HJT有望成为下一代N型电池的主流。

HJT电池具有更高的光电转换效率、更短的工艺流程、更低的衰减性、更高的双面率、薄片化等优势。

1) 光电转换效率更高。PERC电池转换效率为22%-23%，HJT电池量产效率已经达到24%-25%，理论效率更是高达27%。

2) 工艺流程短。相比PERC电池7步的核心工艺，HJT电池核心工艺仅有4步。

3) 衰减性更低。首先HJT采用N型电池，不存在LID现象；其次HJT电池表面沉积TCO薄膜，没有绝缘层，因此无表面带电机会，因此不存在PID（电势诱导衰减）效应。

4) 双面率更高。HJT电池双面率可以达到90%以上，PERC一般为75%。

5) 薄片化。PERC电池厚度约170微米，HJT电池目前主流厚度为150微米，未来仍有进一步下降空间。薄片化可以降低单片电池含硅成本。

6) 技术可拓展性强。HJT电池可以和大尺寸技术结合，未来也有望与钙钛矿叠层技术结合。

NBB-HJT效率突破25%。2020年11月，在2020年第十六届中国太阳级硅及光伏发电研讨会上，中威新能源（通威成都线）发布中威HJT电池生产线效率：采用9BB（9主栅）的HJT电池效率已经突破24%，采用NBB（无主栅）的HJT电池效率已经突破25%。

25%效率的HJT产品逐步到来。2020年11月，捷佳伟创和润阳集团签订了战略合作框架，捷佳伟创宣布已经建立了转换效率23%-24%-25%的梯队化产品，可为市场客户提供个性化的设备解决方案。我们预计，25%转换效率的产品主要是高效HJT产品。

2020年HJT招标提速。2020年，由于HJT效率提升显著，市场对于HJT认可度逐步提高，投建中试线、大试线的企业明显增多，2020年被称为异质结电池元年。2020年下半年以来，多个HJT项目正式开启设备招标。