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)是由下游產能投資驅動的周期成長股；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“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。現狀及展望：當前現狀：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構性成長機會，把握在新技術中搶占先機的優(yōu)質龍頭公司。降本增效驅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。核心驅動力：新增光伏裝機容量、新技術變革。大尺寸：166向182、210轉變，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大尺寸變化。薄片化：N型硅片硅片已實現120-140μm量產，部分先進企業(yè)中試線量產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，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，經過引 晶、放肩、轉肩、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；缺點是雜質較高。區(qū)熔法：利用熱能在多晶硅錠一段產生融區(qū)，熔接單晶籽晶，通過調節(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， 產品的純度高，雜質少，但受生長機制的限制，區(qū)熔法通常用于生產8英寸以下硅棒，常用做IGBT功率半導體器件硅棒生產。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結是光伏電池的基本結構 。光伏發(fā)電原理是利用光生伏特效應，在PN結上形成電位差。P型電池是在P型硅片里面摻入磷元素（擴磷）形成PN結，N型電池是在N 型硅片中摻入硼元素（擴硼）形成PN結。光學損失和電學損失是影響光伏電池轉換效率的兩大因素。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），并聯電阻損失（硅片雜質過多，硅片邊緣刻蝕），并聯電阻越大越好，串聯電阻越小越好。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、淺結設計；2）降低電阻損失：邊緣刻蝕增加并聯電 阻、SE局部高摻雜降低串聯電阻。電池片環(huán)節(jié)趨勢：產業(yè)當前從PERC轉向TOPCon、HJT階段產業(yè)當前從PERC轉向TOPCon、HJT階段。從產業(yè)化看，電池片經歷了從AI-BSF到PERC，目前正向TOPCON、HJT轉變。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 升光伏電池轉換效率。TOPCon技術變革：LPCVD雙插、雙面PE-POLYLPCVD雙插、雙面PE-POLY或將成為 TOPCon下一個技術變革點 。PECVD路線占比約53%，占比較高：目前在 建+在產的TOPCon產能中，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，內部缺陷較多，離子在內部 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：無主柵結構及采用銅絲焊帶可節(jié)約銀漿；2）可實現低溫焊接；無主柵通常用銅絲焊帶，可實現較低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。
