作者：邱世梁、王华君

联系人：李思扬

来源：浙商机械军工团队报告

摘要

正文

1. 异质结：“增效+降本”潜力巨大，是光伏未来颠覆性技术

1.1. HJT产业化脚步已临近，将取代PERC成为第三代电池片技术

异质结（HJT）电池最早由日本的三洋（Sanyo）公司于1990年研发，专利保护于2010年过期。在过去30年间，产业经历了萌芽期、实验室阶段、初步的商业化阶段和逐步的产业化阶段。

我们预计，2020-2021年将成为HJT投资元年，随着设备国产化、银浆和靶材成本的降低、以及转换效率提升带来的“增效+降本”效益凸显，2022年行业将进入快速爆发阶段。HJT将成为下一代主流光伏电池技术，推动设备需求新的一轮革新。

1.2. 对比PERC和TOPCon，HJT“增效+降本”潜力巨大

晶体硅异质结太阳电池（HJT）是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点，技术具有颠覆性。

太阳能电池片行业发展史：从2015年之前的铝背场（BSF）电池主导，到2015年PERC电池开始起量、并成为目前成为市场主流电池，电池片技术已经历2代变革。目前，PERC电池转换效率已接近天花板，TOPCon提升空间有限，市场的关注热点逐渐向HJT等技术转移。

对比PERC及TOPCon电池，HJT潜力巨大，将成为第三代电池片技术主流。

1)    转换效率更优：HJT效率潜力超28%，远高PERC电池。受P型单晶电池自身材料的限制，PERC电池转换效率已接近天花板，而HJT最高转换效率已超26%（日本Kaneka曾创26.63%，国内最高为汉能的25.1%），长期有望超28%，效率优势明显。

2)    工艺流程更简化，降本空间更大：HJT为低温工艺，在硅片成本（利于薄片化和减少热损伤）和非硅成本（燃料能源节约）上均更优。同时，HJT只需4道工艺，相比PERC（8道工艺）和TOPCon（9-12道工艺）成本更低。

3)    光致衰减更低：HJT电池10年衰减率小于3%，25年发电量下降仅为8%，衰减速度远低于PERC及TOPCon电池。

4)    低温系数、稳定性高：在82摄氏度环境下，HJT光电转换效率比传统组件高出13%。

5)    双面率更高：HJT为双面对称结构，双面率有望提升至93-98%（PERC和TOPCon均在80%附近，但很难再提升），可获得10%以上的年发电量增益。

目前国内HJT产线量产效率最高已达24%以上，预计2021年将达到24.5%以上。从未来5-10年的维度来看，异质结叠加钙钛矿技术（钙钛矿-晶硅叠层电池），将进一步打开转换效率的天花板，转换效率可提升至30%以上。

就单结晶硅电池来看，采用HBC（HIT+IBC）的技术路径，目前效率极限可达到26~27%左右（参考Kaneka的HBC效率记录26.63%）。如果升级到双结电池，采用Tandem（HIT+钙钛矿）的技术路径，转换效率可以提升至30%以上。

 HJT与钙钛矿在兼容性上有着天然的优势。目前英国Oxford PV的叠层电池已获得了28%的实验室转换效率，后续甚至有望进一步提升至30%以上。今年HZB研究团队制造的新型钙钛矿CIGS叠层电池的效率刷新异质结电池效率记录，达到24.16%，并得到了Fraunhofer太阳能系统研究所(ISE)的正式认证。

2. 异质结投资已具备产业经济性，复盘PERC产业化进程，HJT下游扩产周期有望加速来临

2.2. HJT目前规划产能超45GW，明年有望迎10-20GW落地

从产能规划上来看，行业新进入者山煤国际（10GW规划）、安徽华晟（500MW招标落地）、爱康科技（2GW规划）、润阳集团（5GW规划）等已纷纷开始布局，历史包袱较轻。老牌电池片厂商中，通威、晶澳、东方日升、阿特斯、天合光能等也已相继进入，目前总体处于试验线阶段，有望实现突破。

我们认为，一旦老牌电池片厂向HJT加速转型，将确立PERC寿命期限将至，为行业观察的重要风向标。

据不完全统计，目前HJT国内规划产能超45GW，预计2020年有3-5GW以上的新增产能投放，2021年新增产能投放将到达10-20GW。

我们认为，一旦HJT确立了对PERC技术的性价比优势（成本+转换效率），市场将启动10GW以上级别的实际投资，HJT行业迎来爆发。随之规模效应呈现，全产业链的“供应商配合降本”过程将不断发挥作用，使得HJT的投资性价比（相比PERC和TOPCon）得到全市场认可，成为主流的电池片技术。

2.3. 复盘PERC产业化进程，我们预计HJT有望加速渗透，开启下一代电池片扩产周期的爆发

复盘PERC电池的发展历程，可基本分为三个阶段。

第一阶段，PERC电池尚处于技术验证阶段，技术路线可行性在此阶段得到验证，产能规划多为试验产能扩张，设备以进口为主。

第二阶段，PERC技术的成熟推动电池产能的扩张，实现GW级批量出货，新型电池的市占率逐步提升，国产设备开始发力。

第三阶段，国产设备的投资降本显著提高PERC电池利润，在高利润的驱动下，GW级扩产项目爆发式增长，PERC电池的市占率大幅提升，迅速取代BSF电池。

1)    2012-2014：PERC电池小规模量产，设备供应由国外厂商主导

PERC电池技术处于工艺验证阶段，逐步实现小规模量产。2012年，由中电光伏牵头的“863”专项的启动标志PERC电池正式在我国开启产业化进程。这一阶段，PERC电池转换效率已提升至20.4%，但由于技术尚未成熟，该阶段的产能布局多为试验产能扩张。

设备端：国外PERC电池设备供应商占据主导地位，国产设备开始起步。这一时期，PERC电池核心设备的供应由国外厂商垄断，国内厂商开始推出国产设备的试验与小规模量产，但此阶段国产设备尚未涉及PERC电池背面钝化，设备性能与国外相比仍有较大差距。

2)    2015-2017：PERC效率提升推动产能扩张，国产设备技术逐步成熟

随着PERC电池技术的成熟，至2017年底，PERC电池的平均转换效率提升至21.3%。这一时期的技术发展促进了PERC电池产能的进一步扩张。据CPIA数据，PERC电池的全球产能从2015年的4.9GW增长到2017年的28.9GW，2017年PERC电池的市场占比提升至15%。

设备端：国产设备工艺日趋成熟，逐步打破国外垄断。以国内设备商捷佳伟创为例，通过在电池片设备领域的深耕，其PECVD设备性能不断提升，2017年价格已下降至68.79万/管。国产PERC电池设备的性价比日益凸显，成功打破国外厂商对核心设备供应的垄断。

3)    2018-2019：PERC电池产能爆发式增长，核心设备完成国产替代 

成本下降促进PERC电池产能激增，各大光伏企业布局GW级扩产项目。由于转换效率的提升和设备价格的下降，PERC电池产线的投资成本从2018年的42万元/MW下降至2019年的30.3万/MW，进而推动了PERC电池产能的爆发式增长，隆基、晶科、爱旭等标杆企业均推出了GW级扩产项目。2019年，全球PERC电池片新增产能高达59GW，同比增长103%，总产能突破126GW。

设备端：随着国产PERC设备的工艺基本成熟，高性价比的国产PERC电池设备成为主流，占据了市场50%以上的市场份额。2019年，通威向捷佳伟创采购PECVD设备的总金额超4亿元，标志着国产设备受到电池龙头的认可。

我们认为，异质结电池发展现处于PERC第一阶段末期。目前，异质结电池由于成本居高不下，市场渗透率较低，仅在部分企业中实现小规模量产。但因异质结技术路线得到验证，部分光伏企业已逐步开始筹备GW级产能规划。

复盘渗透率的表现来看，2017年常规BSF电池依然占据主流地位，市占率仍高达83%。随着PERC电池经济性得到产业认可，短短3年时间，其市占率从15%上升至2019年的65%，快速放量成为市场主流的技术路线。

我们判断，虽然未来2-3年PERC将仍为市场主流，但随着HJT国产设备的成熟、及经济实用性改善，有望复制PERC电池快速渗透历程、开启下一代电池片周期的爆发。

3. 异质结设备国产化有望加速，PECVD为行业关键突破口

3.1. 异质结拥有4大工艺环节，PECVD设备占比价值量50%

 HJT4大工艺步骤：制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO制备、电极制备，对应的设备分别为清洗制绒设备、PECVD设备、PVD/RPD设备、丝网印刷设备,在设备投资额占比分别约15%、50%、20%和15%。

1）制绒设备：主要是利用化学制剂对硅片进行清洗和表面结构化，核心设备是湿式化学清洗设备。

主要厂商有日本YAC、德国Singulus、德国RENA。捷佳伟创的清洗设备已完成样机并交付。

2）非晶硅薄膜设备-PECVD：该步骤取代了传统PERC工艺中的扩散工艺，是构造异质结结构的关键，难度、壁垒最高，价值占到全部设备的50%，为异质结设备的核心。

国外厂商包括：梅耶博格（已不对外提供）、应用材料等。

国内厂商包括：迈为股份、金辰股份、捷佳伟创、理想能源、钧石能源等。

3）TCO薄膜设备-PVD/RPD：技术壁垒低于PECVD，主要包括RPD和PVD两种的技术路径设备。目前主流技术路线是用PVD（物理气相沉淀），相较于PVD，RPD的效率和质量更高，但是受制于日本住友公司对设备和靶材的垄断，成本较高。

国外厂商包括：瑞士Meyerburger、德国Vonardenne、德国Singulus、日本住友等。

 国内厂商包括：捷佳伟创通过与日本住友合作也具备了RPD设备的供应能力，工艺成熟。迈为股份PVD（MUP8K）设备已达到8000片/小时产能。

 4）丝网印刷机：包括丝网印刷（包括丝网印刷机，烧结炉，分选机）和电镀铜电极两种技术路线，目前以丝网印刷为主流。电镀铜电极相较而言更便宜，但是工序较多、工艺复杂、有废水处理难等问题，目前参与厂商较少。

国外厂商包括Baccini（AMAT的子公司）等。

国内厂商：迈为股份占主导地位，捷佳伟创、金辰股份也推出了相关产品。

3.2. 设备国产化为行业关键突破口，预计2025年市场空间有望超400亿

异质结生产设备的初始投资一直是发展道路上的最大阻力，尤其是PECVD镀膜设备，设备国产化将成为HJT行业发展的关键突破口。

目前PERC设备投资已经可以控制在1.6~2亿/GW左右，但HJT设备投资额仍处于5亿/GW左右（参考安徽宣城开盛异质结产线中标价格，我们判断项目实际为600MW）。未来仍需较大的降本空间。

国产设备厂商有望快速崛起，将成为行业突破口。目前已在HJT PECVD设备领域布局的主要厂商包括：迈为股份、捷佳伟创、金辰股份、理想新能源、钧石等。

目前行业总体竞争格局尚未清晰，只有最后能把设备效率+成本做到极致的厂商才能胜出，并占领市场绝大数份额（参考半导体设备行业竞争格局：应用材料AMAT和泛林半导体Lam Research占领绝大多数市场份额）。

我们认为，若HJT国产设备投资额降至3.5~4个亿以内，转换效率提升至24.5%以上（比PERC最高23.5%至少+1%的转换效率提升），经济性将得到市场快速认可，行业将大爆发。

我们对2020-2025年HJT市场空间进行测算，假设:

1) 全球电池片产量从154GW增长至449GW，CAGR=24%，产能利用率为70%，产能从220GW增长至642GW。（2019年全球电池片产量为140GW，yoy+23%，产能利用率为66%）；

2) 未来5年HJT在行业渗透率从2%提升至55%；

3) 设备投资额从5亿，以15~20%的年降幅下降至2.5亿元。

测算得出，2025年HJT设备市场空间有望达412亿元，2020-2025年CAGR=80%，其中PECVD设备规模达206亿元，市场将迎来爆发式增长。

4. 投资建议：迈为股份、捷佳伟创、金辰股份、上机数控

重点推荐异质结设备相关上市公司：迈为股份（PERC丝网印刷+HJT电池片设备）；捷佳伟创（PERC+HJT电池片设备）；金辰股份（光伏组件设备+异质结电池片设备）；上机数控（异质结N型硅片切片机+异质结薄片化N型硅片）。

同时关注老牌异质结设备非上市公司：理想万里晖、钧石能源。

4.1. 迈为股份：光伏丝印设备龙头，异质结设备先行者

光伏丝网印刷设备龙头：公司主营光伏电池丝网印刷生产线成套设备，用于电池片制造后道工序中。目前公司丝网印刷设备在国内增量市场份额已超过70%，居于首位。

公司近年业绩高增长受益于大尺寸硅片迭代带来的下游PERC电池大幅扩产，以及丝网印刷产品市占率的提升。

公司HJT技术布局领先。公司核心布局PECVD、PVD、和丝网印刷设备，已实现90%以上的异质结设备供应能力，转化效率可达24%以上。

2020年8月，公司中标安徽宣城500MW异质结项目，合计金额达2.48亿元，目前已经收到了客户的预付款。中标项目包括：一套PECVD设备，产能达8000片/小时；两套PVD设备，合计产能13500片/时，性能表现优异。同时，公司已在通威HJT产线上充分验证，有望收获订单。

2020年12月4日，公司发布其量产级HJT2.0异质结设备平台，其整线自制率达到95%（实现除清洗制绒以外的全覆盖）。同时，公司推出了三大重要的未来战略，包括研制半片电池整线设备（满足硅片大型化和薄片化的趋势）、开发多主栅低银浆方案和银包铜方案（进一步降低银浆耗量）。

4.2. 捷佳伟创：光伏电池片设备龙头，异质结设备拓展可期

光伏电池片设备龙头，受益新型高效电池产能扩张：公司主营光伏制绒设备、扩散炉、抛光设备、淀积炉、自动化设备、丝印设备等六大系列，产品市占率超50%。2015-2019年营收/净利润复合增速达64%/76%。

公司近年业绩高增长受益于PERC电池扩产。公司主营工艺设备价值量占PERC产线的60%-70%。截至2020年Q3公司合同负债33 亿元，较上年同期预收账款增长79%。

后PERC时代，TOPCon和HJT工艺路线公司均有布局：TOPCon产线方面，公司的LPCVD设备优势明显，有望获得绝大部分市场份额。HJT产线方面，公司与爱康、润阳合作，有望尽快实现突破。

11月20日，捷佳伟创与润阳集团在江苏盐城签署30GW单晶PERC+和5GW HJT异质结项目战略合作框架协议，在单晶PERC+和高效及超高效HJT技术领域进行广泛合作。计划使PERC+产线平均效率将高于24%、HJT产线平均效率将达到25%。

我们假设，本次30GW PERC+项目老产线改造（假设改造费5000万/GW）和新产线建设（假设2.3亿/GW）占比各一半，5GW HJT项目设备投资额为4.5亿/GW，则测算未来潜在订单量达65亿元。

2020年12月3日，继公司推出高效和超高效HJTTCO设备（RPD系列）之后，公司PECVD设备（PECVD5500）实现客户出厂交付，载片板采用M6硅片10×10布局，基础型号通过减配腔体和增配串联腔体，可以实现3000-11000的产能选择。

9月29日，公司25亿定增预案发布，加码光伏HJT设备、半导体清洗设备。

1）光伏设备：公司背钝化技术氧化铝镀膜设备研发已形成批量生产销售，PERC+电池工艺技术钝化设备研发已进入工艺验证阶段。2020年H1公司与爱康科技签署2GW HJT框架协议，将在PECVD等设备方面合作研发，增长潜力可期。

2）半导体设备：公司于2019年启动湿法工艺设备的研发，目前已经完成Dryer平台的开发、部分槽体的开发和部分模组的开发，供应链体系逐步完善。同时，公司在光伏行业具备真空工艺技术，具有对半导体气相沉积设备工艺进行进一步研发的技术基础。

4.3. 金辰股份：光伏异质结电池设备新星，组件设备龙头将二次腾飞

公司为全球光伏组件设备龙头，市占率达50%，客户覆盖隆基、晶澳、东方日升等一线龙头。近年来，公司逐步向电池片设备产业链延伸，市场空间几倍于组件设备，且客户大部分趋同，有望在异质结电池片设备“弯道超车”。

异质结（HJT）PECVD设备为公司核心布局，与德国H2GEMINI（核心成员曾就职于应用材料、梅耶博格、施密德等）合资设立金辰双子，技术实力+股权机制行业领先。同时，公司与中科院宁波所、大连理工大学、哈尔滨工业大学等高校和科研机构有广泛合作，采用异于美德日同行的中心化并行流程技术（德国技术是串行流程生产），效率更优。

截至2020年11月30日，公司HJT用PECVD项目已进入样机装配和测试阶段，TOPCON用PECVD首台工程机目前测试结果基本达到设计要求，第二台设备已经完成制作，将于近期交付测试。

4.4. 上机数控：异质结N型硅片未来龙头，薄片化切片机龙头！

金刚线切片机龙头，拓展下游单晶硅业务：公司为光伏金刚线切片机龙头，国内市占率达45%左右。2019年来，公司拓展下游单晶硅业务，有望打开新成长空间。

公司切片机业务国内市占率45%左右。公司在行业内与大连连城（隆基股份关联方企业）、青岛高测（科创板上市）形成三方寡头垄断。光伏单晶硅趋向大尺寸化。主流光伏组件厂商纷纷布局210、182等大尺寸组件，带动210、182等大尺寸单晶硅需求，从而带来光伏切片机迭代需求。

切片机作为公司传统业务的最强项，市占率最高时超过行业第二和第三名之和。随着异质结行业未来N型硅片薄片化（120-130um）需求的扩张，我们判断，公司有望成为N型硅片切片机未来龙头，强力推动行业薄片化进程！

 2019年起，公司从单一设备商向单晶硅独立第三方供应商转型，抓住单晶硅向“210/182大尺寸”升级机遇“弯道超车”，有望在大尺寸硅片领域迅速形成核心竞争力。公司和行业龙头的比较优势包括：（1）上机数控的设备为全新设备，在整体效率上可能略高些（隆基股份有些老设备），同时新上的部分设备具备兼容210大尺寸硅片的生产能力；（2）上机数控和下游电池片、组件客户不存在竞争关系，有利于形成良好稳定的客户关系，使销售更顺畅。

2020年11月以来，公司与天合光能、东方日升、阿特斯相继签订光伏单晶硅合计251亿长单。我们判断，公司在210大尺寸硅片环节，产品品质已得到下游客户高度认可，将强力推动210大硅片产业化，未来上机有望成为210大尺寸硅片的龙头。

4.5. 理想万里晖：深耕PECVD设备领域多年，研发转换效率超25%

2013年，公司由理想能源PECVD事业部拆分，团队主要成员包括陈金元博士、钱学煜博士和胡宏奎博士，均来自全球知名半导体装备制造企业。

公司专注高端PECVD设备的研发。2013年研发完成SHJ用PECVD量产机台，2017年第1代年产能60MW SHJ用PECVD全面推向市场，并获得22台量产设备订单。2019年公司PECVD设备光电转换效率达25.11%（研发效率），打破了日本人创造并不断刷新和保持了29年的世界纪录。2020年公司第2.5代SHJ用PECVD设备研制完成。

下游客户主要包括：成都通威、东方日升、中威、普兰特等。

4.6. 钧石能源：HDT产能超1GW，与山煤国际战略合作

钧石能源成立于2005年，于2010年开始高效单晶HIT电池的研发。其PECVD设备采用独特的RF电极设计，辉光电极间隙可调，低功率起辉稳定，载板温度均匀性好，沉积的薄膜厚度均匀。

在2020年8月SNEC展上，公司发布具有自主知识产权的“GW异质结量产设备”，可兼容166mm、18Xmm、210mm大尺寸硅片。正常运行时间超过90%，单机产能达到200MW。

2016年，公司建成国内首条拥有自主知识产权100MW高效HIT电池生产线，效率突破23%。2018年，公司建设全球首个1GW HDT高效HIT电池、组件工厂，并于2季度投产。目前，公司在泉州市和莆田市拥有2个高效异质结太阳能电池及组件生产基地，产能超过1GW。

2019年7月，公司与山煤国际能源集团签订了合作协议。根据该协议，双方将共建高达10GW的异质结太阳能电池(HDT)生产基地。

5. 风险提示

新冠疫情对光伏行业海外需求。如果未来新冠疫情影响超预期，则可能会影响全球光伏行业需求，光伏行业2/3的需求在海外。

光伏行业产品或技术替代的风险。若未来下游相关产业发生重大技术革新和产品升级换代，下游市场对公司现有设备需求发生不利变化，而公司在研发、人才方面投入不足，技术和产品升级跟不上行业或者竞争对手步伐，公司的竞争力将会下降，对公司经营业绩带来不利影响。

【光伏设备行业】往期报告回顾：

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