光伏主旋律：降本提效
2018年以前，光伏行业受政策补贴驱动，是典型的被补贴扶持起来的行业。早期，光伏组件价昂贵，明显高于化石能源，所以需要依靠政府补贴，行业呈现“两头在外”（硅料和电站）的特点，上游原材料完全依赖进口，下游光伏市场也基本上是欧美为主。
2011年左右，国外出台“双反”贸易保护政策，导致大量国内光伏企业倒闭。此后，国内出台多项政策拉动内需， 2015至2017年，因固定电价政策，国内装机规模快速增长，产业链技术发展迅速。
2018年5月31日，国家发改委、财政部等部门联合下发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，明确加快光伏发电补贴退坡，降低补贴强度，被称为“5·31光伏新政”。光伏市场从补贴时代进入市场化时代。
这之后，因补贴力度下降，国内新增装机量下降，行业加速洗牌，成本也快速下降，2021年以后基本实现光伏平价上网，即光伏发电成本与化石能源发电成本相当。
需求端2018年光伏新政之后，从政府政策推动变成完全市场驱动。过去10年，光伏发电效率和成本取得重大突破，目前光伏已成为全球大多数国家最经济的电力能源。展望未来，我们认为，提高效率、降低成本，仍然是光伏行业发展的主旋律。
光伏发电：从补充变成支柱
2022年我国发电装机25.6亿千瓦（2560GW），发电量8.7万亿千瓦时（8700TWh），风电、光伏发电装机规模 7.6 亿千瓦，占总装机的 30%；风电、光伏发电量 1.2 万亿千瓦时，占总发电量的 14%。发电量占比比装机占比低，是因为发电小时数低，有风有光才能发电。
根据预测，我国风光装机/发电量到2035年占比52.5%/31.3%，2060年装机/发电量占比72.5%/56.6%，光伏发电有望从补充成为支柱。
为了达到碳中和目标，根据国际能源署推算，在巴黎协定1.5℃情景下，全球光伏装机容量将从2022年的1055GW增长到2030年的5475GW，光伏未来想象空间巨大。
从全球来看，2011年到2022年，新增装机规模持续增长，2022年全球新增光伏装机230GW。国内情况类似，除了2018年由于补贴退坡短暂下滑，整体保持增长趋势。2022年，国内光伏新增装机 87GW，连续多年为全球第一大市场。中国光伏行业协会预测，2023年全球新增装机345-390GW，其中国内160-180GW。
光伏产业链市场规模很大，2022年上游硅料全球出货量83万吨，对应1800亿的市场，硅片端对应2000亿的市场，电池是3000亿，组件市场规模是5000亿，发电系统端已经接近1万亿市场。
光伏产业链图谱，来源：元禾控股
光伏主产业链上游是多晶硅、硅棒、硅片，再到中游的电池片和组件，下游的发电系统和电站运营，同时对应主产业链各环节需要关注辅材、设备和服务。我们关注产业链主要就是看主产业链、辅材和设备服务。
光伏核心：提高电池效率
光伏产业这么多年一直是致力于提高电池效率，平均每年光伏电池效率大概能够提高0.5个百分点。目前主流的太阳能电池是晶硅电池， 占比95%以上。晶硅电池理论效率极限为29.43%，目前实验室最高做到27.09%。
实验室效率相比于理论效率有差距，主要是受光学损失和电学损失两种因素影响，所以大家努力的方向就是尽可能减少光学和电学损失。
光学损失主要有几个原因：一部分的光被电池表面反射，并没有被全部吸收，通过给电池表面做绒面结构和减反射膜的方式，可以减少光线的反射；还有就是表面电池栅线的遮挡，把电池栅线做细，或者采用IBC技术，把正面电池栅线做到背面去，这样正面就没有栅线遮挡，从而减少光学损失。
减少电学损失，就是抑制光照射到电池表面后产生的电子空穴对复合，让它们尽可能地分开。主要解决方式：一个是材料优化，减少内部缺陷及杂质，如从多晶硅到单晶硅片，从P型硅片到N型硅片；另一个是结构优化，使用异质结、钝化膜等，如PERC、TOPCon、HJT，都是通过表面镀膜的方式来形成钝化层减少电学损失。
光伏技术发展复盘
历史上光伏经历过两次主要的技术变革，一次是单晶替代多晶成为主流，一次是PERC电池替代BSF电池。
单晶取代多晶：多晶硅片内部有多个不同取向的硅的晶体，不同取向的硅之间界面上有很多缺陷，它会造成少子寿命减少，所以单晶硅是一个更好选择。但单晶硅成本较高，因此一直不被下游厂商接受， 2015年开始，隆基股份首先引入金刚线切割硅片的技术，降低切损，提高切片的效率，单晶硅跟多晶硅之间价格差距逐渐缩小。2017年单晶硅逐渐开始渗透， 2021年单晶就已经成为绝对的市场主流。
PERC电池取代BSF电池：BSF是在硅片的背面印刷一层铝浆，形成铝背场，可以提高效率。PERC电池是在BSF电池的基础上，在背面又做了一层氧化铝的钝化膜，能够提高电池效率1%以上。在2016年之前BSF电池是主流电池技术，市占率超过90%，2016年开始PERC电池用5年左右就完全替代了BSF电池，成为目前主流的电池技术。
对应到设备端，PERC替代BSF给国内设备厂商带来了机会。早期，国内所有光伏产线的设备都是进口，那时候国内光伏产业技术完全是引进的。后来随着国内技术进步，国内涌现出了一批国产替代设备。目前，国内光伏产线的设备已经全国产化。
正在进行当中的技术迭代
硅片：大尺寸、薄片化
大尺寸是通过把硅片做大的方式来降低成本。2021年行业开始新一轮技术迭代，182mm和210mm这两种大尺寸硅片逐渐替代早期150和160硅片。166mm 是现有电池产线可升级的最大尺寸，将是近 2 年的过渡尺寸。目前新上的电池产能都是用182和210硅片来做。
另外一个趋势是薄片化，尽可能把硅片做薄来降低成本。2022年TOPCon电池的n型硅片平均厚度是140μm，用于异质结电池的硅片厚度是130μm。切片端可以切更薄硅片，但更薄的硅片更易碎裂，会降低良率。硅片减薄是一个趋势，需要全产业链共同努力。
硅片：N型接棒P型、半片技术
硅片另外一个趋势是N型替代P型。之前在拉棒过程中掺硼，做出来是P型硅片，做电池的时候再往上做一层N型硅，形成PN结。现在拉棒阶段掺磷，形成N型硅片，再往上扩散硼形成PN结，主要差异是N型电池少子寿命更长，效率更高。以前因为技术不达标，磷元素分凝系数较低，难在拉棒过程中很均匀地分散在硅棒里，所以行业主流是P型电池。目前TOPCon和HJT电池都是基于N型硅片来做。
另外就是半片技术，早期电池是方形的，现在为了提高效率，电池片都是切了一半的。通过切半把电流减半，能够减少电流在电路里流动的电阻的损失。
电池：主栅数量逐渐增加、N型技术开始导入
电池端，技术迭代趋势是主栅数量逐渐增加。早期太阳能电池只有两条或者三条主栅，现在基本上都是十条以上主栅。最新的技术是无主栅电池，电池表面不做主栅，只有收集电流的细栅，组件环节用焊带导出电流。增加主栅数量可降低主栅银浆耗量，降低成本，但主栅数量增加对丝网印刷机和组件端串焊机精度要求变高。
电池环节最大技术变革就是N型技术开始导入，从之前单晶PERC逐渐转向单晶TOPCon和HJT。两种技术从2021年开始导入，是未来几年光伏行业发展的主旋律，带来新的投资机会。2022年PERC电池市场占有率已经下降到88%，N型电池合计占比是9%，其中TOPCon发展快一点。TOPCon是基于PERC电池产业链，在PERC基础上增加了3-4道工序，所以TOPCon电池相对更成熟，也更容易被传统PERC厂商接受，于是它率先开始扩产。异质结和XBC目前占比较低。
中国光伏行业协会对各种电池技术未来市场占比趋势预测，总的来说，PERC逐渐减少， TOPCon和异质结从预测来看，到2030年可能占比差不太多。
2022年各种电池技术市场占比及后续变化趋势预测，来源：中国光伏行业协会
对比不同技术路线同样板型组件的功率，PERC电池组件功率大概550W，TOPCon能做到570W，HPBC会更高一点，大概580-590W，异质结也会比TOPCon高10W左右。总体来说，异质结转换效率比TOPCon略高。
组件功率对比，来源：中国光伏行业协会
IBC电池技术
IBC跟PERC、TOPCon、HJT，其实不冲突。IBC是把原来做在电池正面的栅线全部做到背面，好处是电池受光面没有栅线的遮挡，能够多发电。
IBC只是一种结构，它可以跟PERC叠加，也可以跟TOPCon、HJT叠加。基于TOPCon电池做IBC结构，有时候会把它称为TBC电池。基于HJT去做IBC结构，通常叫做HBC电池。IBC电池历史悠久，国外SunPower公司从2004年开始量产，规模一直非常小，主要原因是把所有栅线做到电池背面工艺复杂，设备投资贵，之前基本上都是用光刻的方式去做背面的图形化。另外，良率也较低，虽然转化效率上有优势，但是太贵了，国外只有SunPower小规模量产。国内目前有两家公司在量产IBC电池，一个是爱旭股份，另外一家是隆基股份。
电池技术发展路径总结
光伏电池技术发展路径预测，来源：2022年4月上海交通大学沈文忠报告
电池技术迭代非常快，很难做一个准确的预测。从上一代铝背场迭代到PERC，到现在的TOPCon和HJT，再往后可能是TOPCon和HJT做BC结构电池（TBC、HBC），可能就是单节晶硅电池终极形态，HBC的量产效率应该能够突破26%，逼近晶硅的极限。同理，大家看好钙钛矿是因为它的理论效率高，晶硅叠钙钛矿理论上限能做到43%，目前实验室最高做到33.9%的效率，相比晶硅的理论上限已经高了很多。
HJT路线相比于其他路线还是有些性能上的优势，主要包括发电效率高，功率衰减慢，全生命周期内发电量是有比较大的优势。以前组件线性功率质保一般是25年，现在TOPCon、HJT组件增加到了30年。
HJT还有一个优势，因为它是双面对称结构，它的背面发电量也比较高。再有是整个工艺制程温度比较低，工艺简洁，由此带来能耗低和良率高的优势，所以HJT技术目前来看是三种技术里面碳足迹最低的技术。
目前HJT扩产规模比TOPCon落后一些，主要原因是降本的进度没有预期那么快，TOPCon率先实现了降本。头部公司开始扩产HJT可能是HJT大发展的标志。
投资机会和策略
光伏行业的投资机会还是围绕国产替代和技术创新两大逻辑，看主产业链、辅产业链和关键设备三个环节。主产业链上的投资机会，一个是硅料环节的颗粒硅，另外需要关注钙钛矿的技术发展和产业化。辅产业链上，金刚线环节由钢丝升级为钨丝的技术迭代趋势可能会带来投资机会，再有是银粉和低温银浆环节的国产化。胶膜之前用EVA比较多，现在N型电池对于阻水性要求更高，开始用POE，也会带来新的机会。关键设备环节，钙钛矿新技术会带来一些增量设备，比如钙钛矿涂布设备。成熟工艺成熟设备可以往上游去看核心的零部件，包括高压电源和真空泵国产替代的机会。
总的来说，光伏行业是一个万亿级的大赛道，在全球各国能源独立与碳中和诉求背景下将长期保持增长，蕴含诸多投资机遇，未来可以重点关注国产替代和技术创新带来的机会。元禾控股将持续布局光伏行业，助力光伏企业高质量发展。
元动力| 光伏行业投资实践与思考
光伏行业是一个万亿级的大赛道，未来可以重点关注国产替代和技术创新带来的机会。
光伏主旋律：降本提效
2018年以前，光伏行业受政策补贴驱动，是典型的被补贴扶持起来的行业。早期，光伏组件价昂贵，明显高于化石能源，所以需要依靠政府补贴，行业呈现“两头在外”（硅料和电站）的特点，上游原材料完全依赖进口，下游光伏市场也基本上是欧美为主。
2011年左右，国外出台“双反”贸易保护政策，导致大量国内光伏企业倒闭。此后，国内出台多项政策拉动内需， 2015至2017年，因固定电价政策，国内装机规模快速增长，产业链技术发展迅速。
2018年5月31日，国家发改委、财政部等部门联合下发《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，明确加快光伏发电补贴退坡，降低补贴强度，被称为“5·31光伏新政”。光伏市场从补贴时代进入市场化时代。
这之后，因补贴力度下降，国内新增装机量下降，行业加速洗牌，成本也快速下降，2021年以后基本实现光伏平价上网，即光伏发电成本与化石能源发电成本相当。
需求端2018年光伏新政之后，从政府政策推动变成完全市场驱动。过去10年，光伏发电效率和成本取得重大突破，目前光伏已成为全球大多数国家最经济的电力能源。展望未来，我们认为，提高效率、降低成本，仍然是光伏行业发展的主旋律。
光伏发电：从补充变成支柱
根据预测，我国风光装机/发电量到2035年占比52.5%/31.3%，2060年装机/发电量占比72.5%/56.6%，光伏发电有望从补充成为支柱。
为了达到碳中和目标，根据国际能源署推算，在巴黎协定1.5℃情景下，全球光伏装机容量将从2022年的1055GW增长到2030年的5475GW，光伏未来想象空间巨大。
从全球来看，2011年到2022年，新增装机规模持续增长，2022年全球新增光伏装机230GW。国内情况类似，除了2018年由于补贴退坡短暂下滑，整体保持增长趋势。2022年，国内光伏新增装机 87GW，连续多年为全球第一大市场。中国光伏行业协会预测，2023年全球新增装机345-390GW，其中国内160-180GW。
光伏产业链图谱，来源：元禾控股
光伏主产业链上游是多晶硅、硅棒、硅片，再到中游的电池片和组件，下游的发电系统和电站运营，同时对应主产业链各环节需要关注辅材、设备和服务。我们关注产业链主要就是看主产业链、辅材和设备服务。
光伏核心：提高电池效率
光伏产业这么多年一直是致力于提高电池效率，平均每年光伏电池效率大概能够提高0.5个百分点。目前主流的太阳能电池是晶硅电池， 占比95%以上。晶硅电池理论效率极限为29.43%，目前实验室最高做到27.09%。
实验室效率相比于理论效率有差距，主要是受光学损失和电学损失两种因素影响，所以大家努力的方向就是尽可能减少光学和电学损失。
光学损失主要有几个原因：一部分的光被电池表面反射，并没有被全部吸收，通过给电池表面做绒面结构和减反射膜的方式，可以减少光线的反射；还有就是表面电池栅线的遮挡，把电池栅线做细，或者采用IBC技术，把正面电池栅线做到背面去，这样正面就没有栅线遮挡，从而减少光学损失。
减少电学损失，就是抑制光照射到电池表面后产生的电子空穴对复合，让它们尽可能地分开。主要解决方式：一个是材料优化，减少内部缺陷及杂质，如从多晶硅到单晶硅片，从P型硅片到N型硅片；另一个是结构优化，使用异质结、钝化膜等，如PERC、TOPCon、HJT，都是通过表面镀膜的方式来形成钝化层减少电学损失。
光伏技术发展复盘
历史上光伏经历过两次主要的技术变革，一次是单晶替代多晶成为主流，一次是PERC电池替代BSF电池。
单晶取代多晶：多晶硅片内部有多个不同取向的硅的晶体，不同取向的硅之间界面上有很多缺陷，它会造成少子寿命减少，所以单晶硅是一个更好选择。但单晶硅成本较高，因此一直不被下游厂商接受， 2015年开始，隆基股份首先引入金刚线切割硅片的技术，降低切损，提高切片的效率，单晶硅跟多晶硅之间价格差距逐渐缩小。2017年单晶硅逐渐开始渗透， 2021年单晶就已经成为绝对的市场主流。
PERC电池取代BSF电池：BSF是在硅片的背面印刷一层铝浆，形成铝背场，可以提高效率。PERC电池是在BSF电池的基础上，在背面又做了一层氧化铝的钝化膜，能够提高电池效率1%以上。在2016年之前BSF电池是主流电池技术，市占率超过90%，2016年开始PERC电池用5年左右就完全替代了BSF电池，成为目前主流的电池技术。
对应到设备端，PERC替代BSF给国内设备厂商带来了机会。早期，国内所有光伏产线的设备都是进口，那时候国内光伏产业技术完全是引进的。后来随着国内技术进步，国内涌现出了一批国产替代设备。目前，国内光伏产线的设备已经全国产化。
正在进行当中的技术迭代
硅片：大尺寸、薄片化
大尺寸是通过把硅片做大的方式来降低成本。2021年行业开始新一轮技术迭代，182mm和210mm这两种大尺寸硅片逐渐替代早期150和160硅片。166mm 是现有电池产线可升级的最大尺寸，将是近 2 年的过渡尺寸。目前新上的电池产能都是用182和210硅片来做。
另外一个趋势是薄片化，尽可能把硅片做薄来降低成本。2022年TOPCon电池的n型硅片平均厚度是140μm，用于异质结电池的硅片厚度是130μm。切片端可以切更薄硅片，但更薄的硅片更易碎裂，会降低良率。硅片减薄是一个趋势，需要全产业链共同努力。
硅片：N型接棒P型、半片技术
硅片另外一个趋势是N型替代P型。之前在拉棒过程中掺硼，做出来是P型硅片，做电池的时候再往上做一层N型硅，形成PN结。现在拉棒阶段掺磷，形成N型硅片，再往上扩散硼形成PN结，主要差异是N型电池少子寿命更长，效率更高。以前因为技术不达标，磷元素分凝系数较低，难在拉棒过程中很均匀地分散在硅棒里，所以行业主流是P型电池。目前TOPCon和HJT电池都是基于N型硅片来做。
另外就是半片技术，早期电池是方形的，现在为了提高效率，电池片都是切了一半的。通过切半把电流减半，能够减少电流在电路里流动的电阻的损失。
电池：主栅数量逐渐增加、N型技术开始导入
电池端，技术迭代趋势是主栅数量逐渐增加。早期太阳能电池只有两条或者三条主栅，现在基本上都是十条以上主栅。最新的技术是无主栅电池，电池表面不做主栅，只有收集电流的细栅，组件环节用焊带导出电流。增加主栅数量可降低主栅银浆耗量，降低成本，但主栅数量增加对丝网印刷机和组件端串焊机精度要求变高。
电池环节最大技术变革就是N型技术开始导入，从之前单晶PERC逐渐转向单晶TOPCon和HJT。两种技术从2021年开始导入，是未来几年光伏行业发展的主旋律，带来新的投资机会。2022年PERC电池市场占有率已经下降到88%，N型电池合计占比是9%，其中TOPCon发展快一点。TOPCon是基于PERC电池产业链，在PERC基础上增加了3-4道工序，所以TOPCon电池相对更成熟，也更容易被传统PERC厂商接受，于是它率先开始扩产。异质结和XBC目前占比较低。
中国光伏行业协会对各种电池技术未来市场占比趋势预测，总的来说，PERC逐渐减少， TOPCon和异质结从预测来看，到2030年可能占比差不太多。
2022年各种电池技术市场占比及后续变化趋势预测，来源：中国光伏行业协会
对比不同技术路线同样板型组件的功率，PERC电池组件功率大概550W，TOPCon能做到570W，HPBC会更高一点，大概580-590W，异质结也会比TOPCon高10W左右。总体来说，异质结转换效率比TOPCon略高。
组件功率对比，来源：中国光伏行业协会
IBC电池技术
IBC跟PERC、TOPCon、HJT，其实不冲突。IBC是把原来做在电池正面的栅线全部做到背面，好处是电池受光面没有栅线的遮挡，能够多发电。
IBC只是一种结构，它可以跟PERC叠加，也可以跟TOPCon、HJT叠加。基于TOPCon电池做IBC结构，有时候会把它称为TBC电池。基于HJT去做IBC结构，通常叫做HBC电池。IBC电池历史悠久，国外SunPower公司从2004年开始量产，规模一直非常小，主要原因是把所有栅线做到电池背面工艺复杂，设备投资贵，之前基本上都是用光刻的方式去做背面的图形化。另外，良率也较低，虽然转化效率上有优势，但是太贵了，国外只有SunPower小规模量产。国内目前有两家公司在量产IBC电池，一个是爱旭股份，另外一家是隆基股份。
电池技术发展路径总结
光伏电池技术发展路径预测，来源：2022年4月上海交通大学沈文忠报告
电池技术迭代非常快，很难做一个准确的预测。从上一代铝背场迭代到PERC，到现在的TOPCon和HJT，再往后可能是TOPCon和HJT做BC结构电池（TBC、HBC），可能就是单节晶硅电池终极形态，HBC的量产效率应该能够突破26%，逼近晶硅的极限。同理，大家看好钙钛矿是因为它的理论效率高，晶硅叠钙钛矿理论上限能做到43%，目前实验室最高做到33.9%的效率，相比晶硅的理论上限已经高了很多。
HJT路线相比于其他路线还是有些性能上的优势，主要包括发电效率高，功率衰减慢，全生命周期内发电量是有比较大的优势。以前组件线性功率质保一般是25年，现在TOPCon、HJT组件增加到了30年。
HJT还有一个优势，因为它是双面对称结构，它的背面发电量也比较高。再有是整个工艺制程温度比较低，工艺简洁，由此带来能耗低和良率高的优势，所以HJT技术目前来看是三种技术里面碳足迹最低的技术。
目前HJT扩产规模比TOPCon落后一些，主要原因是降本的进度没有预期那么快，TOPCon率先实现了降本。头部公司开始扩产HJT可能是HJT大发展的标志。
投资机会和策略
光伏行业的投资机会还是围绕国产替代和技术创新两大逻辑，看主产业链、辅产业链和关键设备三个环节。主产业链上的投资机会，一个是硅料环节的颗粒硅，另外需要关注钙钛矿的技术发展和产业化。辅产业链上，金刚线环节由钢丝升级为钨丝的技术迭代趋势可能会带来投资机会，再有是银粉和低温银浆环节的国产化。胶膜之前用EVA比较多，现在N型电池对于阻水性要求更高，开始用POE，也会带来新的机会。关键设备环节，钙钛矿新技术会带来一些增量设备，比如钙钛矿涂布设备。成熟工艺成熟设备可以往上游去看核心的零部件，包括高压电源和真空泵国产替代的机会。
总的来说，光伏行业是一个万亿级的大赛道，在全球各国能源独立与碳中和诉求背景下将长期保持增长，蕴含诸多投资机遇，未来可以重点关注国产替代和技术创新带来的机会。元禾控股将持续布局光伏行业，助力光伏企业高质量发展。
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