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能源環(huán)境新聞

光伏設備:技術迭代帶動設備更新?lián)Q代

星之球科技 來源:享迎2020-12-08 我要評論(0 )   

太陽能光伏發(fā)電是太陽能發(fā)電的重要分支,主要是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉化為電能,而太陽能電池通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換,按照光伏電...

太陽能光伏發(fā)電是太陽能發(fā)電的重要分支,主要是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉化為電能,而太陽能電池通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換,按照光伏電池片的材質(zhì),太陽能電池大致可以分為兩類,一類是晶體硅太陽能電池,包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池;另一類是薄膜太陽能電池,主要包括非晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及銅銦鎵硒太陽能電池等。

目前,以高純度硅材料作為主要原材料的晶體硅太陽能電池是主流產(chǎn)品,其產(chǎn)業(yè)鏈可分為硅料、硅片、光伏電池片、光伏組件、光伏系統(tǒng)五個環(huán)節(jié)。其中,上游為高純多晶硅的生產(chǎn),中游為多晶鑄錠/單晶拉棒、切片、光伏電池生產(chǎn)、光伏發(fā)電組件封裝等環(huán)節(jié),下游包括集中式光伏電站、分布式光伏電站等光伏發(fā)電系統(tǒng)。

晶體硅可分為單晶硅和多晶硅,兩者都具有金剛石晶格,具有金屬光澤、可導電,并且具有半導體性質(zhì)。根據(jù)不同的硅原料,可制成不同類型的太陽能電池。單晶硅電池具有高電池轉換高電池轉換率和良好的穩(wěn)定性,但其成本高,早在20年前,單晶硅電池就突破了20%以上光電轉換效率的技術壁壘。多晶硅電池成本低,但其轉換效率低于單晶硅太陽能電池。

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程:政策支持及降本增效推進光伏產(chǎn)業(yè)螺旋式上升

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)雖起步略晚,但發(fā)展迅速,在螺旋式上升中不斷發(fā)展:

1. 快速發(fā)展期(2004-2010 年):中國光伏制造業(yè)利用國外的市場、技術、資本,迅速形成規(guī)模,2009年,我國出臺了應對金融危機的一攬子政策,光伏產(chǎn)業(yè)獲得戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的定位,催生了新一輪光伏產(chǎn)業(yè)投資熱潮。

2. 產(chǎn)業(yè)劇烈調(diào)整(2011-2013 年):上一階段的快速回升導致行業(yè)產(chǎn)能增長過快,但是歐洲補貼力度削減帶來的市場增速放緩,導致光伏制造業(yè)陷入嚴重的階段性過剩,產(chǎn)品價格大幅下滑,我國光伏制造業(yè)再次經(jīng)歷挫折,幾乎陷入全行業(yè)虧損。

3. 產(chǎn)業(yè)逐漸回暖(2013 年-2017年):光伏產(chǎn)業(yè)支持政策密集出臺,配套措施迅速落實。隨著國內(nèi)光伏技術的快速進步,從國產(chǎn)原、輔料到國產(chǎn)設備成為主流,一方面降低成本,另一方面提升發(fā)電效率,光伏發(fā)電成本已越來越接近于上網(wǎng)電價。

4. 531新政整改(2017年-2019年):國家相關部門用補貼政策助力光伏產(chǎn)業(yè)完成再一次復興后,盲目擴產(chǎn)、消納、補貼缺口等問題逐漸暴露。2018年政府出臺531新政,加快光伏發(fā)電補貼退坡,降低補貼強度,光伏新增裝機量開始下降。

5. 開啟平價元年(2020年-至今):多晶向單晶轉變、大硅片的擴產(chǎn)潮、PERC+異質(zhì)結等新興電池片技術的不斷發(fā)展帶來光伏產(chǎn)業(yè)成本的不斷下降,開啟光伏平價元年。

目前,我國光伏產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為可在國際競爭并具備領先優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。從2019年全球光伏產(chǎn)品的供應格局來看,中國大陸生產(chǎn)的多晶硅、硅片、電池片、組件產(chǎn)能在全球的占比分別為69%、93.7%、77.7%和69.2%;在多晶硅、硅片、電池片、組件各環(huán)節(jié)產(chǎn)量排名世界前十的企業(yè)中,中國企業(yè)分別占有7、10、9、8個席位,形成了一批世界級的龍頭企業(yè),在全球光伏市場中具有全面的領先優(yōu)勢。

在光伏生產(chǎn)設備方面,目前,我國在硅料生產(chǎn)、硅片加工、電池片生產(chǎn)、組件生產(chǎn)、環(huán)保處理、凈化工程,以及相關的光伏檢測、模擬器等各類生產(chǎn)設備方面,絕大部分已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化供應,部分產(chǎn)品如濕法清洗設備、制絨設備、擴散爐、管式PECVD、印刷機、單晶爐、多晶鑄錠爐、層壓機、檢測及自動化設備等已有不同程度的出口,并涌現(xiàn)出了一批高端核心設備制造商。2019年,國產(chǎn)設備已經(jīng)成為企業(yè)擴產(chǎn)的主流選擇,部分光伏生產(chǎn)設備在技術水平、產(chǎn)能水平、穩(wěn)定性、配套服務等方面已經(jīng)或開始超越進口設備。

降本增效是發(fā)展關鍵:補貼幅度不斷下降,平價上網(wǎng)近在咫尺

根據(jù)BNEF Bloomberg,在大部分國家,新建光伏電站或陸上風電場已是成本最低的電源,加之技術進步、規(guī)模經(jīng)濟的形成和競爭越發(fā)激烈,光伏項目的總成本和平準化度電成本不斷下降,2020年上半年,固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)的LCOE為0.05美元/kWh,2010年以來年均降幅達17.37%,與全球LCOE相比一直保持穩(wěn)定的成本優(yōu)勢。同時,IRENA預計,在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)成本持續(xù)下降和組件效率不斷提升的雙重助推下,光伏的全球加權平均LCOE到2030年將降至0.040美元/千瓦時,與2018年相比降幅達58%,繼續(xù)保持成本優(yōu)勢。

從全球來看,光伏產(chǎn)品價格的快速下滑使光伏發(fā)電在越來越多的國家具備了成本競爭力,從而使全球光伏市場快速發(fā)展,光伏產(chǎn)品的產(chǎn)量不降反增,進而拉動了光伏設備投資的繼續(xù)增長。2019 年,全球光伏設備產(chǎn)業(yè)的銷售收入增至50 億美元,同比增長了4.2%。同時,我國光伏設備的市場規(guī)模達到了250 億元,同比增長了13.6%,占全球市場規(guī)模的71.4%,全國光伏設備相關企業(yè)的數(shù)量超過200 家,從業(yè)人員超過3 萬人,2019 年光伏設備產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值超過200億元。

光伏設備主要集中在制作硅片、電池片及組件板塊:在太陽能級多晶硅提取環(huán)節(jié)主要使用的是硅料提煉設備,在硅片制作環(huán)節(jié)主要運用各種硅片生產(chǎn)設備(生長、鑄錠、開方、切割、清洗、檢測等設備),在電池片制作環(huán)節(jié)主要使用電池生產(chǎn)設備(制絨、擴散、覆膜、蝕刻、測試、分選等設備),在組件環(huán)節(jié)主要運用組件專用材料生產(chǎn)設備,裝機系統(tǒng)主要運用的是各類光伏系統(tǒng)支持部件生產(chǎn)設備。

從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中尋找光伏設備的投資機遇,電池片技術迭代正在進行時

光伏產(chǎn)業(yè)鏈可分為硅料、硅片、光伏電池片、光伏組件、光伏系統(tǒng)五個環(huán)節(jié),其中硅料環(huán)節(jié)改良西門子技術成熟,競爭格局相對穩(wěn)固;硅片環(huán)節(jié)單晶已大規(guī)模替代多晶,大硅片的迭代有望繼續(xù)帶來設備更新需求;組件環(huán)節(jié)半片及疊瓦技術推動設備更新,但技術相對簡單;電池片環(huán)節(jié)技術迭代正在進行時,將是未來光伏設備更新?lián)Q代的最大成長動力和需求來源,其中電池片技術從傳統(tǒng)技術路線鋁背場電池(AI-BSF)發(fā)展為效率更高采用背鈍化技術的PERC電池,并通過對PERC電池的進一步改善研發(fā)出一系列PERC+電池(搭載SE、雙面技術,使用N型電池的PERT、TOPCon技術),目前新一代技術異質(zhì)結效率較高,有望成為下一代主流技術。

光伏設備產(chǎn)業(yè)鏈受益于各環(huán)節(jié)技術迭代,主要分為兩條主線:

HJT時代加速到來,有望利好相關設備廠商,建議重點關注具備HJT設備供應能力的上市公司

捷佳偉創(chuàng):電池片設備龍頭,在制絨清洗及TCO(RPD)工序已有成品設備,今年5月與愛康科技簽訂協(xié)議,聚焦PECVD和新式TCO鍍膜設備。其新一代RPD設備將使HJT效率增益0.6%。

邁為股份:具備HJT整線設備供應能力,宣城500MW異質(zhì)結項目的中標證明了其在HJT設備領域的實力。

帝爾激光:光伏激光設備龍頭,已取得 HJT電池激光量產(chǎn)設備訂單。

金辰股份:組件設備龍頭,向上游電池片設備延伸。去年底開始進行異質(zhì)結PECVD設備的研制。

大尺寸硅片有望繼續(xù)帶來的設備的更新?lián)Q代需求,建議關注具備大尺寸硅片設備供應能力的上市公司。

晶盛機電:單晶爐設備龍頭,單晶爐技術業(yè)界領先。

捷佳偉創(chuàng):定增助力異質(zhì)結進入實質(zhì)落地階段, HJT整線供應即將實現(xiàn)

公司是國內(nèi)領先的晶體硅太陽能電池生產(chǎn)設備制造商,積累了一批高端客戶和合作伙伴,如阿特斯、天合光能、隆基股份、晶科能源等。根據(jù)中國電子專用設備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2017年,捷佳偉創(chuàng)在中國半導體設備行業(yè)十強單位中銷售收入排名第三,其設備類銷售收入占國內(nèi)太陽能電池設備銷售收入的29.66%,占國內(nèi)半導體設備(含集成電路設備、太陽能電池設備、LED設備等)出口交貨值的37.74%。

公司業(yè)務涵蓋太陽能電池片生產(chǎn)工藝流程中的主要設備的研發(fā)、制造和銷售,主營產(chǎn)品為晶體硅太陽能電池生產(chǎn)設備。2020年上半年,公司實現(xiàn)營業(yè)收入 18.93 億元,同比增長 55.35%;歸屬于上市公司股東的凈利潤 2.49 億元,同比增長 8.11%;歸屬于上市公司股東的扣除非經(jīng)常性損益后的凈利潤 2.36 億元,同比增長 9.85%。

引領PERC產(chǎn)線前道,優(yōu)先布局HIT。今年5月與愛康科技簽訂協(xié)議,聚焦PECVD和新式TCO鍍膜設備。9月15日,捷佳偉創(chuàng)披露其自主研發(fā)的RPD5500A設備已完成廠內(nèi)裝配調(diào)試,將發(fā)往客戶現(xiàn)場投入生產(chǎn)高效、超高效HJT電池,有望在常規(guī)HJT基礎上為高效HJT帶來保守0.6%以上效率增益;同時其二合一的PAR5500設備即將推出,正面采用新型RPD,背面采用PVD,完美整合為一臺設備與一套自動化,占地面積減少一半,將大幅降低設備成本。

異質(zhì)結即將進入實質(zhì)落地階段:

2020年9月,公司宣布定增,新增20GW的Perc+濕法設備,20GW HJT濕法設備以及單層載板式非晶半導體薄膜CVD,以及每年50套HJT電池鍍膜設備(PAR),為明年開始的擴產(chǎn)做好充足準備。

2020年11月,公司與愛康集團、泰興高新區(qū)在建設6GW高效異質(zhì)結太陽能電池及高效組件項目等領域開展深度合作,從事異質(zhì)結電池疊加鈣鈦礦等材料新型電池技術的研究。

同期,公司與潤陽集團簽署30GW單晶PERC+和5GWHJT異質(zhì)結項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,協(xié)議稱將使PERC+產(chǎn)線平均效率高于24%、HJT達到25%。

邁為股份:絲網(wǎng)印刷設備龍頭,具備HJT整線設備供應能力

公司是一家集機械設計、電氣研制、軟件算法開發(fā)、精密制造裝備于一體的高端智能裝備制造商,業(yè)績快速增長:2020年上半年,公司實現(xiàn)收入9.38億元,同比增長51.03%;歸屬于上市公司股東的凈利潤 1.89 億元,同比增長 52.77%;歸屬于上市公司股東扣非后的凈利潤14.48億元,較上年同期上升34.48%。自2015年以來,公司營業(yè)收入從1.04 億元增長至 14.38 億元,年均復合增速為92.83%;歸母凈利潤從 2293 萬元增長至 2.48 億元,年均復合增速為 81.21%。

得益于PERC技術的滲透與進步,2015-2017年間公司毛利率維持在50%左右,凈利率維持在30%左右。2018年后公司毛利率與凈利率有所下降,這主要是由于設備得到大規(guī)模應用,市場逐漸成熟的原因。由于公司在市場中具有較強競爭力,因此我們認為公司業(yè)績有望繼續(xù)保持強勢增長。

公司的光伏設備可分為絲網(wǎng)印刷設備、光伏激光設備以及HJT異質(zhì)結高效電池生產(chǎn)設備。其中,絲網(wǎng)印刷設備為公司的主導產(chǎn)品,經(jīng)過多年的技術積累擁有顯著的競爭優(yōu)勢,市場占有率穩(wěn)居首位同期相比,2020年上半年絲網(wǎng)印刷成套設備收入有較大幅度增長,主要是銷量有所增加,單價趨于平穩(wěn)。

在現(xiàn)有光伏印刷設備的基礎上,拓展應用場景,相繼進入光伏激光設備,OLED面板激光設備,HJT異質(zhì)結電池生產(chǎn)設備等。

OLED面板激光設備方面,公司自主研發(fā)的Cell段激光切割設備在客戶端處于量產(chǎn)階段,相比于韓國廠家,公司設備的產(chǎn)量、良率和穩(wěn)定性等主要指標都具備一定的優(yōu)勢

HJT設備方面,公司PVD和PECVD設備的產(chǎn)能均能達到8000片/小時,未來隨著技術的不斷迭代,產(chǎn)能將能進一步提升。

公司繼續(xù)重視研發(fā),加大研發(fā)力度,2020上半年公司研發(fā)投入5.9億元,同比增長79.61%。

帝爾激光:光伏激光設備龍頭,已取得HJT電池激光量產(chǎn)設備訂單

公司是一家研發(fā)精密激光加工配套設備,提供相應解決方案設計的國家級高新技術企業(yè)。目前,公司已成為國內(nèi)太陽能電池激光設備的領導企業(yè),一直致力于將激光技術創(chuàng)新性地應用于高效太陽能電池光伏行業(yè),目前在PERC、MWT、TOPCON、HJT、IBC等高效電池工藝上都已經(jīng)研發(fā)出激光應用設備。

公司客戶涵蓋天合光能、隆基股份、尚德電力、晶澳太陽能、阿特斯電力、協(xié)鑫集成、晶科能源等國內(nèi)外大中型光伏企業(yè)集團。

2020年半年度,公司實現(xiàn)營業(yè)收入4.47億元,比上年同期增長30.76%;歸屬于上市公司股東的凈利潤1.62億元,比上年同期增長9.22%。整體毛利率為49.05%,與上年同期相比下降6.69%,但仍然保持在行業(yè)較高水平,這也是公司激光技術優(yōu)勢的體現(xiàn)。

研發(fā)方面,①公司繼續(xù)加強PERC+的研發(fā),包括對現(xiàn)有產(chǎn)品技術升級,PERC、SE、MWT、LIR等局部技術改進、產(chǎn)線升級、大尺寸工藝設備、激光轉印技術的研發(fā)等;組件端加強激光裂片(劃片)、疊瓦技術的研發(fā)等;②公司對Topcon、HJT 等N型電池工藝進行相應的技術研發(fā),保持公司在不同電池工藝路線上激光技術的領先優(yōu)勢;③向消費電子、集成電路等行業(yè)發(fā)展,進一步拓展公司技術儲備。

充分受益于電池片技術迭代,取得HJT電池激光量產(chǎn)設備訂單:近日,經(jīng)過一年多的測試與認證,帝爾激光應用于HJT高效電池的激光LIR設備獲得歐洲客戶的認可,并獲得量產(chǎn)設備訂單,該激光設備可以有效提升HJT電池效率。

金辰股份:組件設備龍頭,HJT設備研發(fā)進行時

公司為光伏組件設備龍頭,是國內(nèi)能夠提供太陽能光伏組件自動化生產(chǎn)線裝備的少數(shù)企業(yè)之一,光伏組件產(chǎn)品性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率和自動化程度高,在國內(nèi)太陽能光伏組件自動化生產(chǎn)線領域占有較大份額。公司目前所擁有的成套自動化控制、機械、電氣、算法、視覺檢測與圖像分析、信息系統(tǒng)軟件等關鍵技術,具有良好的可移植性,可廣泛應用在光伏制造、港口物流自動化、半導體等多個行業(yè)。

積極布局異質(zhì)結設備,加速異質(zhì)結PECVD設備國產(chǎn)替代:2020年5月,公司擬非公開發(fā)行A股股票,其中2.85億元用于年產(chǎn)40臺光伏異質(zhì)結HJT高效電池片用PECVD設備項目中。

晶盛機電:單晶爐設備龍頭,210mm單晶爐技術領先全國

公司是國內(nèi)規(guī)模、技術、效益領先的光伏設備供應商,已建立覆蓋較為齊全的光伏設備產(chǎn)線。2020年上半年,公司實現(xiàn)主營業(yè)務收入13.78億元,其中晶體生長設備實現(xiàn)收入10.20億元,智能化加工設備2.03億元,藍寶石產(chǎn)品收入0.67億元,設備改造業(yè)務0.79億元。

光伏行業(yè)維持較高的產(chǎn)業(yè)景氣度,部分光伏硅片大廠繼續(xù)對大尺寸硅片先進產(chǎn)能加大投資,市場需求較好,公司設備交付、驗收等工作順利推進。公司在半導體設備研發(fā)、新產(chǎn)品送樣客戶驗證方面也取得積極進展,為后續(xù)進一步拓展半導體設備及輔材耗材市場,推動可持續(xù)發(fā)展奠定了扎實基礎。2020年1-6月,公司實現(xiàn)營業(yè)收入14.71億元,同比增長24.80%,歸屬于上市公司股東的凈利潤2.76億元,同比增長10.05%。


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