據(jù)統(tǒng)計，2018年年底疊瓦組件產(chǎn)能超過3GW，目前包括隆基股份、通威股份、東方環(huán)晟等公司都已經(jīng)布局疊瓦組件。根據(jù)蘇州晟成公眾號披露，目前正在擴產(chǎn)的預(yù)計有10GW左右。參考“硅片金剛線切割”和“PERC電池片”的產(chǎn)業(yè)化進程來看，我們預(yù)計2019年疊瓦組件產(chǎn)能將加速提升。據(jù)CPIA統(tǒng)計，2018年全球組件產(chǎn)能達到152.8GW左右，中國組件產(chǎn)量為85.7GW。根據(jù)蘇州晟成官方公眾號，全球組件產(chǎn)能中，落后產(chǎn)能約為75GW，這部分產(chǎn)能將在未來5年被新技術(shù)快速淘汰掉。
疊加未來光伏平價上網(wǎng)之后對于組件的新增需求，我們預(yù)計2021/2022/2023年疊瓦新增產(chǎn)能將分別為21.75/27.75/34.5GW，成為組件市場主流。
與傳統(tǒng)組件產(chǎn)線相比，疊瓦組件產(chǎn)線的改動較大，主要體現(xiàn)在增加疊瓦焊接機和疊瓦匯流條焊接機兩大設(shè)備上。根據(jù)蘇州晟成公眾號披露，一條傳統(tǒng)組件產(chǎn)線的設(shè)備投資額大約在7000-8000萬/GW，目前1GW疊瓦組件設(shè)備投資在2億元左右，其中疊瓦焊接機占比50%-55%;匯流條焊接機占比15%-20%;其他設(shè)備占比25%-30%。根據(jù)疊瓦產(chǎn)能擴張的節(jié)奏，設(shè)備投資額預(yù)計在2021年前后快速放量，中性預(yù)測未來三年疊瓦產(chǎn)線設(shè)備投資額為10/18/21.4億元，樂觀預(yù)測為10.2/15.8/31.5億元。
1、組件產(chǎn)能持續(xù)擴張，高效組件成未來增長點
據(jù)CPIA統(tǒng)計，2018年全球組件產(chǎn)能達到152.8GW左右(根據(jù)觀研天下整理CPIA數(shù)據(jù))，中國組件產(chǎn)量為85.7GW，同比增長14.3%，預(yù)計2019年可達到93GW。
光伏邁入新增長期，組件產(chǎn)能利用率回升。國內(nèi)光伏組件產(chǎn)能利用率從2018年中的47.6%增長至2019年接近滿產(chǎn)的狀態(tài)。
組件廠商生產(chǎn)更為集中，開始新一波組件擴產(chǎn)。2018年各組件廠商持續(xù)擴張產(chǎn)能。阿特斯、晶科2015-2017連續(xù)三年位居組件產(chǎn)能前三。2016-2018年CR10分別為39%，45%，45%，行業(yè)集中度進一步上升。
各廠商加速布局高效組件技術(shù)，包括疊瓦、雙面、半片、雙玻、MBB多主柵、MWT、薄膜光伏等。2018年中期時中國光伏行業(yè)協(xié)會秘書長王勃華介紹，2017年半片組件產(chǎn)能1.1GW，產(chǎn)量367MW，2018年規(guī)劃產(chǎn)能達到9.6GW;雙玻組件2017年產(chǎn)量2.6GW，2018年預(yù)計增至13.4GW;疊瓦組件2017年產(chǎn)能為900MW，但產(chǎn)量僅91MW，2018規(guī)劃產(chǎn)能達1.2GW。
2. 疊瓦組件：降本增效新貴
2.1. 疊瓦組件可提升組件功率20W以上
疊瓦組件表面沒有金屬柵線，電池片間無縫銜接，多封裝13%電池片。傳統(tǒng)晶硅組件采用金屬柵線連接，一般會保留約2——3毫米的電池片間距。疊瓦組件將傳統(tǒng)電池片切割成4-5片，將電池正反表面的邊緣區(qū)域制成主柵，用專用導(dǎo)電膠使得前一電池片的前表面邊緣和下一電池片的背表面邊緣互聯(lián)，省去了焊帶焊接。在一張60型面積大小相當?shù)陌嫘徒M件內(nèi)，疊瓦組件可以封裝66——68張完整電池片，比常規(guī)封裝模式平均多封裝13%的電池片。
疊瓦技術(shù)的優(yōu)勢在于增加受光面積，減少線損，兩者綜合作用下可提升組件功率>20W。
1)有效增大受光面積，提高光電轉(zhuǎn)化率。疊瓦技術(shù)用導(dǎo)電膠替代焊帶，避免了焊帶遮擋，充分利用組件內(nèi)的間隙放置更多的電池片。
2)減少線損，解決熱斑響應(yīng)，抗裂能力強。疊片組件特殊的串并結(jié)構(gòu)減少了焊帶電阻對組件功率的影響，抑制了因反向電流而產(chǎn)生的熱斑效應(yīng)。同時，并聯(lián)電路設(shè)計使得在遮光時疊瓦組件的功率下降與陰影遮蔽面積呈線性關(guān)系，故疊瓦組件在遮光條件下比常規(guī)組件表現(xiàn)更好。
近年來，新型光伏組件封裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中雙玻雙面、半片、多主柵(MBB)、疊瓦等技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，多主柵疊瓦、三角焊帶拼片等技術(shù)還處于實驗室水平。在已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)中，疊瓦技術(shù)平均可增加組件功率20W以上，明顯領(lǐng)先于其他新型封裝技術(shù)。
√雙面：正面、背面都可受光發(fā)電、發(fā)電增益最高達30%。電池背面效率略低于正面，背面透光導(dǎo)致正面效率略降。2018年雙面組件需求快速增長，量產(chǎn)難度低，產(chǎn)線改造簡單，成本幾乎沒有增加。
√半片：將標準電池片對切后串聯(lián)起來，焊帶功率損失減少，熱斑幾率降低，可提升輸出功率5-10W。制造環(huán)節(jié)需要增加電池切片設(shè)備，且切半片后串焊機需求增加一倍。
√多主柵(MBB)：采用更多更細的主柵進行焊帶互聯(lián)，技術(shù)發(fā)展過程為：3BB→4BB→5BB→反光焊帶→MBB。該技術(shù)大幅降低銀漿耗量，同時使得有效受光面積增大，可提升輸出功率5-10W。串焊過程中焊接點多，對精度和牢度挑戰(zhàn)較大，需搭配自動匯流焊接設(shè)備。
疊瓦技術(shù)存在一定專利風(fēng)險。Sunpower和Solaria注冊了疊瓦的技術(shù)專利，其中Sunpower與中環(huán)股份合資成立了東方環(huán)晟，獲得專利授權(quán)。賽拉弗與Solaria在糾紛后形成合作，共同開發(fā)光伏制造技術(shù)。除此之外，國內(nèi)一些其他企業(yè)也自主研發(fā)了疊瓦技術(shù)，包括隆基、阿特斯、通威等等。
2.2. 疊瓦組件成本下降可期
組件環(huán)節(jié)非硅成本有較大下降空間。根據(jù)CPIA的統(tǒng)計，2018年我國光伏系統(tǒng)成本下降至4.92元/W，組件成本約占系統(tǒng)成本的40%，下降到2元/W以下。單晶PERC組件的成本下降至1.45元/W左右，其中硅料成本/硅片非硅成本/電池片非硅成本/組件非硅成本分別占比14.5%/15.2%/23.4%/46.9%。隨著硅成本的下降和其他環(huán)節(jié)的技術(shù)升級，組件封裝環(huán)節(jié)的成本有較大下降空間。
在降本路徑方面，硅料環(huán)節(jié)通過連續(xù)加料等長晶技術(shù)的升級提高長晶速率和純度;硅片環(huán)節(jié)通過金剛線切片減少原材料用量，提高切片效率;電池片環(huán)節(jié)通過鍍膜、摻雜等方式提高光電轉(zhuǎn)化效率，組件環(huán)節(jié)在既有的電池片轉(zhuǎn)化效率前提下，盡量提升組件的輸出功率或者增加組件全生命周期內(nèi)的單瓦發(fā)電量。
成本方面目前疊瓦組件還高于傳統(tǒng)組件，但從長遠來看，疊瓦更符合電池薄片化的趨勢(現(xiàn)在180微米，后面可能160甚至100微米，節(jié)省硅材料)。預(yù)計疊瓦組件成本很快可以實現(xiàn)系統(tǒng)端收益率和傳統(tǒng)組件打平，具備大規(guī)模推廣基礎(chǔ)。未來疊瓦組件將繼續(xù)降本實現(xiàn)與傳統(tǒng)組件的組件端成本打平，屆時對比傳統(tǒng)組件優(yōu)勢將更加明顯(組件效率高、組件BOM成本低、系統(tǒng)BOS成本低)。
3. 繼金剛線和PERC后，疊瓦將成下一看點
3.1. 疊瓦技術(shù)初露鋒芒，出口初起步
3.1.1. 疊瓦量產(chǎn)趨勢已出現(xiàn)
疊瓦技術(shù)初露頭角。在第三批應(yīng)用領(lǐng)跑者中標項目中，疊瓦組件技術(shù)中標寶應(yīng)基地項目(50MW)，初露頭角。2017年2月，東方 電氣、中環(huán)、SunPower與宜興開發(fā)區(qū)四方聯(lián)手啟動了東方環(huán)晟高效疊片太陽能電池組件項目，建設(shè)21條全部應(yīng)用疊片技術(shù)的單多晶組件生產(chǎn)線。在2017、2018年SNEC上，晶科、中來股份、億晶光電、順風(fēng)、中利騰暉、隆基樂葉、Solaria等公司也展示了疊片組件實驗產(chǎn)品。
東方環(huán)晟與賽拉弗無專利疑慮，率先進行量產(chǎn)。由于受專利保護限制，2017年雖然各廠商已經(jīng)有疊瓦產(chǎn)品，但當時僅有東方環(huán)晟和賽拉弗實現(xiàn)量產(chǎn)。國際上擁有疊瓦組件專利的企業(yè)主要包括SunPower和Solaria，而東方環(huán)晟和賽拉弗分別與這兩家企業(yè)取得了合作關(guān)系，可將疊瓦組件技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)并出口海外市場。
3.1.2. 受專利等因素限制，疊瓦目前尚未實現(xiàn)大量生產(chǎn)及出口
疊瓦出口及出貨情況。根據(jù)PVInfolink統(tǒng)計，2018年前11月疊瓦組件(Shingled)出口總額約為251MW，其在特殊組件(搭配組件技術(shù)之組件)中的占比在5、6兩月較高，達到30%-40%，出口量分別達到28、62MW;其余每月疊瓦組件占整體特殊組件總出口份額僅在10%左右，但總體呈上升趨勢。同時，由于N型電池切割仍存在技術(shù)難關(guān)，2018年疊瓦組件出貨以單晶PERC為主。
各供應(yīng)商出口組件目前以半片技術(shù)為主。由于疊瓦技術(shù)的成熟度及良率表現(xiàn)尚不如半片，加上仍有專利問題疑慮，多數(shù)廠商疊瓦出貨仍以國內(nèi)為主，所以在出口的組件種類部分，各大供應(yīng)商出口之特殊組件多數(shù)仍是搭配半片技術(shù)。2018年疊瓦技術(shù)仍以SunPower/東方環(huán)晟的產(chǎn)出為主，東方環(huán)晟出口之特殊組件全都是單晶PERC疊瓦組件，此外賽拉弗也有較多的疊瓦組件出口。
專利存疑，組件廠商可先發(fā)展國內(nèi)市場。疊瓦的專利問題對于疊瓦組件向海外尋求出口市場是一大限制，但廠商仍可先由國內(nèi)市場的自有項目、領(lǐng)跑者或其他示范項目做起。2018年11月，中環(huán)股份聯(lián)合SunPower進行了光伏疊瓦專利技術(shù)維權(quán)。但據(jù)Energy Trend透露，2018年底，疊瓦技術(shù)的核心專利已經(jīng)到期，而通威、隆基都曾表示擁有疊瓦技術(shù)的專利。SunPower的專利投訴能否阻止其他光伏企業(yè)在海外市場銷售疊瓦還存在不確定性。
3.2. 疊瓦技術(shù)將成金剛線、PERC后的下一看點
技術(shù)的升級迭代是推動光伏行業(yè)進步最重要的驅(qū)動力。硅片在大規(guī)模推廣金剛線切割之后，成本大幅下降;電池片中PERC技術(shù)也正在迅速放量。先進技術(shù)對于落后技術(shù)的替代往往會在幾年時間呈現(xiàn)高速推進。對于未來疊瓦組件的發(fā)展，我們不妨參照金剛線和PERC電池的發(fā)展路徑。
3.2.1. 金剛線切割2016年起快速替代
相較于傳統(tǒng)砂漿切割工藝，金剛線切割技術(shù)優(yōu)勢巨大。金剛石線最早應(yīng)用于藍寶石切割，應(yīng)用于晶體硅的切割始于2010年。相較于傳統(tǒng)砂漿切割工藝，金剛線切割具有切割效率高、材料損耗少、出片率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、運營成本低、環(huán)境污染小的優(yōu)勢，可使單次切割時間縮短70%以上，產(chǎn)能提升70%以上。
金剛線切割從出現(xiàn)到全部應(yīng)用僅用7年時間。金剛線的優(yōu)勢使其迅速取代砂漿切割成為主流，自2010年開始，單晶硅領(lǐng)域于2017年率先實現(xiàn)了金剛線切割的普及。隨著添加劑、黑硅等技術(shù)進步，金剛線切割在多晶硅領(lǐng)域的應(yīng)用也從2016年開始快速替代，僅三年普及率就從25%增長至94%。
金剛線切割技術(shù)大幅降低硅片成本。切片成本對于晶硅成本的下降是一大關(guān)鍵，根據(jù)SoalrBe測算， 單晶硅片成本中切片成本占比20%。由于金剛線切割出片量大、切片速度快、輔材成本低，可帶動硅片非硅成本大幅下降。據(jù)SolarZoom測算，采用多晶金剛線切片后硅片不含稅成本將下降0.8元/片。自2010年金剛線切割技術(shù)運用于晶硅切割以來，硅片成本不斷降低，也帶動了硅片價格的持續(xù)下降。
金剛線技術(shù)的普及引發(fā)金剛線產(chǎn)能快速放量。金剛線切割技術(shù)起初掌握在少數(shù)日本廠商中，國內(nèi)金剛線切割產(chǎn)業(yè)鏈處于空白狀態(tài)，隆基于2012年起著力研究金剛線切割技術(shù)，2015年率先規(guī)?；捎媒饎偩€切割單晶硅片，開啟新一輪技術(shù)更迭，2016-2018年迎來了金剛線產(chǎn)能的快速放量，各公司金剛線產(chǎn)能增長迅速。
3.2.2. PERC加速市場化進程
PERC兼具性能與成本優(yōu)勢。一方面，PERC電池效率大幅提升：與常規(guī)的鋁背場電池相比，PERC電池的核心變化是增加全面覆蓋的背面鈍化膜，從而提高少子壽命，減少光損失，可提升多晶電池效率0.6%以上，單晶電池轉(zhuǎn)換效率1%以上;另一方面，PERC產(chǎn)線升級方便，投資成本較低：PERC電池產(chǎn)線只需在鋁背場電池產(chǎn)線的基礎(chǔ)上新增兩類設(shè)備，即沉積背面鈍化疊層設(shè)備和激光開槽形成背接觸的設(shè)備。
PERC產(chǎn)業(yè)化進程。1989年由澳洲新南威爾士大學(xué)的MartinGreen研究組首次正式報道了PERC電池結(jié)構(gòu)，當時達到22.8%的實驗室電池效率。2006年，隨著沉積AlOx產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)和設(shè)備的成熟，加上激光技術(shù)的引入，PERC技術(shù)開始逐步走向產(chǎn)業(yè)化。2013年前后，開始有廠家導(dǎo)入PERC電池生產(chǎn)線。2015年，PERC電池開啟市場化進程，當時全球市場占比僅7%。
2015年以來PERC進入快速上量期，產(chǎn)能3年增長超15倍。PERC電池的產(chǎn)能自2015年以來同比增長率均超過100%，產(chǎn)能從2015年的4.52GW增長至2018年的65.69GW。
PERC產(chǎn)能擴張之路還將進一步延續(xù)。18家企業(yè)2019年的PERC產(chǎn)能合計已達到81.9GW，預(yù)計2019年全球PERC產(chǎn)能將超過90GW。
PERC電池延續(xù)擴張趨勢，未來將占據(jù)主流。據(jù)CPIA統(tǒng)計，2018年BSF電池仍占據(jù)大部分市場份額，但相比2017年83%的占比已經(jīng)下降了23%，未來將隨著新技術(shù)的發(fā)展逐年減少。PERC電池2018年市場占比33.5%，預(yù)計2019年將超過50%。
據(jù)SolarBe測算，常規(guī)PERC產(chǎn)線每GW設(shè)備投資額約3.5-4億;從傳統(tǒng)產(chǎn)線升級到PERC電池產(chǎn)線目前需要0.7-0.9億元/GW。而疊瓦單位GW新增設(shè)備投資額為2億元左右。
3.2.3. 疊瓦將迎來高速增長，成下一看點
回顧金剛線切割與PERC產(chǎn)能替代歷史，疊瓦也將迎來一輪產(chǎn)能的高速增長。金剛線切割從2010年應(yīng)用于晶體硅開始，在2016-2018年迎來了金剛線產(chǎn)能的集中替代，到2018年實現(xiàn)了基本普及。PERC從2013年被逐步導(dǎo)入生產(chǎn)線后，于2015年進入產(chǎn)業(yè)化進程，開始了產(chǎn)能的快速擴張，且未來將進一步延續(xù)擴張之路。目前部分企業(yè)已經(jīng)開始量產(chǎn)疊瓦組件并出口海外市場，其他企業(yè)也紛紛布局疊瓦的實驗線和產(chǎn)線，預(yù)計2019年疊瓦產(chǎn)能增長將邁入快車道。未來隨著疊瓦的技術(shù)成熟度和良率提升，產(chǎn)能將進一步增長。
2019年疊瓦占比將達到3.8%。經(jīng)PVinforlink測算，2018年疊瓦產(chǎn)能超3GW，未來將持續(xù)擴大;根據(jù)蘇州晟成公眾號披露，正在擴產(chǎn)的疊瓦產(chǎn)能預(yù)計有10GW左右。CPIA預(yù)測疊瓦組件市場占比將由2018年的0.8%上升至2025年的23.8%，其中2019年將達到3.8%。
疊瓦產(chǎn)能中性預(yù)測2019/2020/2021年將新增5/9/10.7GW。
中性預(yù)測假設(shè)：
1)由CPIA、觀研天下整理統(tǒng)計可得，2018年全球組件產(chǎn)能為152.84GW。在CPIA預(yù)測全球新增裝機容量的基礎(chǔ)上，我們假設(shè)2019/2020/2021/2023/2025年全球分別新增組件產(chǎn)能10/10/15/20/20GW。
2)根據(jù)CPIA預(yù)測，疊瓦組件市場占比在2019/2020/2021/2023/2025年分別為0.8%/3.8%/8.8%/13.8%/19.5%/23.8%。根據(jù)上述組件產(chǎn)能擴張假設(shè)以及疊瓦組件市場占比預(yù)測，得出疊瓦組件2018-2025的產(chǎn)能預(yù)測。至2019/2020年疊瓦產(chǎn)能可達6.2/15.2GW。CPIA對于疊瓦組件市場占比的預(yù)測可能較為保守，所以我們僅將此作為對疊瓦產(chǎn)能的中性預(yù)測。樂觀預(yù)測下，2021-2023年疊瓦將迎來產(chǎn)能快速放量。
樂觀預(yù)測假設(shè)：
1) 我們假設(shè)存量市場中將被替代的落后產(chǎn)能為75GW。假設(shè)疊瓦組件在2019/2020/2021/
2022/2023年對落后產(chǎn)能的替代率分別為8%/20%/40%/65%/95%。
2)我們假設(shè)2019/2020/2021/2022/2023年全球分別新增組件產(chǎn)能10/10/15/15/15GW。另外，我們預(yù)計未來3-4年疊瓦會在新增產(chǎn)能中占據(jù)主流，所以假設(shè)疊瓦組件在2019/2020/2021/2022/2023的占比分別為15%/25%/45%/60%/80%。
根據(jù)上述假設(shè)，疊瓦將于2021年迎來產(chǎn)能高速增長，2021/2022/2023年疊瓦新增產(chǎn)能將分別為21.75/27.75/34.5GW，成為組件市場主流。
