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)備投資額預計在2021年前后快速放量，中性預測未來三年疊瓦產(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、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)能預計有10GW左右。CPIA預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)能中性預測2019/2020/2021年將新增5/9/10.7GW。
中性預測假設(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測，得出疊瓦組件2018-2025的產(chǎn)能預測。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)能的中性預測。樂觀預測下，2021-2023年疊瓦將迎來產(chǎn)能快速放量。
樂觀預測假設(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。
