首页“万恒娱乐”首页太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。目前光伏系统大量使用的是 以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用 寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。
硅晶圆是太阳能光伏电池片制造的原材料，也称为硅晶片。硅元素加以纯化后，制成多晶硅料，然 后经过晶体生长，形成硅棒，再经过研磨，抛光，切片等程序，制作出一片片硅晶圆。
硅晶圆的来世今生：多晶硅料（沙子）—硅片（单、多晶）—电池片（单、多晶）。硅晶圆的制造 产业链主要分为硅料、硅片和电池片三个环节。光伏电池片的成本主要分为硅片成本、非硅成本和 其他成本之和。长远来看，技术进步和成本下降是光伏产业链的主旋律，但各个环节的价格变化却 并非同步，更多和供需关系决定。
2.p-n结特性，n型和 p型半导体材料相连，组成 p-n结，具有单向导电性；
1）多晶硅供给：国内产能快速释放+国外进口限制解除，导致供大于求，价格持续下跌；
2）多晶硅价格未来趋势：价格分化。低品质硅料（生产多晶硅用）价格有持续下行动力，但不会完 全被取缔；高品质硅料（生产单晶硅用）价格有望企稳回升，主要由于需求端增长；
3）近年来多晶硅产业基本实现向中国转移的进场，国内产能已完成大规模扩产阶段，短期内不具备 进一步扩产动力；
4）价格低位的多晶硅料为硅片环节低成本提供有利条件，为单晶硅片环节超额收益提供条件之一。
多晶硅料是生产单晶硅的直接原料，被称为“微电子大厦的基石”。多晶硅是单晶硅的一种形态，熔 融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取 向不同的晶粒，晶粒结合起来便结晶成为多晶硅。
太阳能级多晶硅料，多用以生产光伏用单晶硅和多晶硅片。太阳能级原生多晶硅料要求纯度在 6个“9” 以上。依据硅料的结构、表面致密程度和表面质量可将太阳能级多晶硅料分为致密料、菜花料、珊 瑚料和颗粒料等。多晶硅料存在如下几个特点：1）同炉共生，一般致密料和菜花料等在同一炉子生 产，处于相对共生的状态；2）价值量：致密料菜花料珊瑚料；3）一般用途：致密料可生产单晶， 菜花料可生产多晶硅片。
全球多晶硅料产能持续增长，中国占比快速提升。近年来，全球多晶硅的产能不断增长，从 2013年 的 38万吨逐步增产到 2018年的 59.8万吨，复合增速为 13.4%。全球产能主要分布在中国、德国、韩 国、马来西亚、美国等地区，其中中国占比由 2013年的 40%提升到 2019年的 67.4%，全球多晶硅产 能逐步向中国转移。
中国多晶硅料已经历扩产高峰，生产单晶硅片用的高品质多晶硅料是扩产先锋。2019 年上半年，中 国多晶硅料产能 43.3万吨，产量 15.5万吨，其中用于生产单晶的高品质多晶硅料占比约为 60%。据 光伏协会预计，2019年末的中国多晶硅总产能会扩大到 66万吨，总产量达到 26.5万吨。受下游单晶 快速扩展，用于单晶的多晶硅产量将会提高到 17.7万吨，占比进一步提升至 66.8%。一些核心企业将 单晶的生产比例或将提升到 70%甚至 80%，推动了整个产业的转型发展。
国内多晶硅扩产历史回溯，2018-2019年正经历扩产最高峰。过去 10年，我国多晶硅料经历了 3次扩 产期，分别是 2011-2015年调整期（新产能小幅增长，旧产能淘汰），2016-2018年稳步扩产期（年平 均扩产近 10 吨），2019 年成为扩产释放高峰期，全年有望新增产能超过 27 吨，主要得以于技术进 步和成本下降。我们预计未来几年扩产节奏会明显降速，且向低成本地区转移。
龙头效应明显，多晶硅龙头企业占据大部分产能。2019 年 6 月底，国内多晶硅企业名义产能超过万 吨级别的共有十家，产能共计 40.9 万吨/年，约占国内总产能的 94.5%，头部企业的市占率 CR10相比 2018年的 81.1%有所上升。在成本和质量的要求下，目前市场上落后小产能（万吨以下）以及海外高 成本旧产能将陆续被淘汰，龙头持续加码低成本产能扩产，市场份额将望不断向头部企业集中。
据光伏协会数据，中国的多晶硅产能仅占全世界的 61.6%，但全球硅片的 90%左右产自中国。随着国 内多晶硅料产能的不断释放，我国对多晶硅的进口依赖度逐年降低，2019年上半年已低至 35.32%， 预计未来会持续下降。
2019 年进口多晶硅量增价降，德国进口量大幅上升。我国主要的多晶硅料进口国为德国和韩国，占 比分别为 27.8%和 24.7%。2019年上半年我国进口多晶硅价值量共计 7.18亿美元，同比下降 44%；进 口数量为 8.41万吨，同比增长 16.1%，其中欧洲进口量同比提升56.9%，主要是因为自 2018年 11月 起，商务部对原产于欧盟的进口太阳能级多晶硅所适用的反倾销措施和反补贴措施终止实施。
电池片技术发展迅速，层出不穷。电池片按硅片种类可分为单晶电池片和多晶电池片，单晶根据衬 底掺杂元素不同分为P型电池和N型电池。传统单晶和多晶电池主要技术路线为铝背场技术（Al-BSF）， P型单晶的新型技术主要是 PERC技术，N型单晶的新型技术包括 PERT、HJT、IBC等路线。
PERC电池扩产迅速，已成为目前量产最主流的技术路线）效率高：高效 P-PERC 单晶电池产业化转化效率均值达到 22%，普遍达到 21.5-22.5%，体现很好的性能优势。2）超额收益 明显：2018年 PERC单晶硅电池片利润率较高，具备超额收益；3）存量产线设备改动小：传统产线 只需要增加 PECVD等背面镀膜钝化设备，就能实现 PERC工艺；4）新线设备投资额下降：PERC电 池线产线设备实现进口替代，单 GW设备投资额下降，促进 PERC电池片的大规模扩产。
出货量端：2019年上半年我国 PERC电池片出货量达 51GW，同比增加 30.8%。预计 2019年全年 PERC 电池片的出货量可达到 95GW。
PERC电池片厂商的扩产高峰已过，但存在产能释放惯性。2019年上半年国内电池片的龙头厂商如通 威、隆基、鑫悦、爱旭等均宣布扩产高效单晶电池片，累计扩产产能达 40GW，并纷纷针对 HJT、双 面 PERC、166mm大尺寸电池技术进行技改和扩产，以应对高效电池片市场需求量的快速增长。
电池片产能较为集中，龙头效应明显。2019 年上半年主要电池厂商扩产计划集中在单晶电池片和高 效晶硅电池片领域，预计通威将扩产 14.1GW产能，且 2019年 H2将分别投入生产，继续领跑单晶硅 片生产；隆基、爱旭等分别投产 4.25GW和 3.8GW单晶电池，中来扩产 2.1GW单晶电池，并改进工艺 为双面高效电池。
我们预计 2019年产能集中释放后，通威、润阳、乐叶 3家生产商的产能增加至 10GW以上，爱旭预 计扩产至 9.8GW，预计 2019年底，主要供应商产能 CR10可达 61.1%。
单晶硅电池片增产，单晶硅片供不应求。需求端：光伏协会预计 2019年 PERC电池全年产量为 95GW， 按单片电池功率为 5.3W计算，共需要 180亿片单晶硅片。供给端：隆基和中环公司是单晶硅片的两 大龙头公司，2018年底全年单晶硅片产能分别为 34.83亿片和 29.2亿片，平均每月产量为 2.9亿片和 2.4亿片，当前月产量分别为 5.3亿片和 3.56亿片，分别扩产 83%和 48%，根据各自公司的扩产规划， 我们预计 2020年 Q1的月产量隆基和中环分别能扩增为 7.6亿片/月和 4亿片/月。在如此扩产的预期 下，单晶硅片仍呈供需紧平衡的态势。
未来趋势：先进工艺持续进步，均基于单晶硅片基底。电池片的发展趋势是光电转化率不断提升的 过程，单面 PERC、双面 PERC技术是铝背板技术的创新与发展，逐步挤占传统单晶和多晶电池的铝 背板技术（BSF），HJT、IBC等技术与传统技术差异较大，目前处于方兴未艾的阶段，等待产业链成 本下降带来大规模应用的新机遇。以上先进工艺均以单晶硅片为基础，长远增加对单晶硅片（包括 N型和 P型）的需求。
需求端：单晶硅片需求持续增长。2019 年的硅片市场需求预计在 120-140GW，同比增长 10-25%，预 计未来几年仍呈稳步增长态势。预测全年基于P型单晶硅片的P-PERC电池片出货量有望增加至95GW， 由此对单晶硅片的需求在大幅增加。
供给端：硅片产能在扩增，单晶硅片比例迅速上涨。根据中国光伏协会的数据，2018 年国内硅片总 产能146GW，其中单晶硅片产能72GW，占硅片总产能的49.3%。预计2019年全年硅片总产能为185GW， 其中单晶硅片产能为 99GW。产量方面：2018年硅片总产量 107.1GW，其中单晶硅片产量为 49GW； 2019年上半年硅片总产量 63GW，其中单晶硅片产量 37GW，占比 58.7%。
单晶硅市场双寡头格局稳定，仍是未来扩产主力军。2018 年隆基和中环单晶硅片产能分别为 28GW 和 23GW，合计占比单晶硅片总产能的 70.8%。预计未来仍会大幅扩产，规划持续落地，成为扩产的 主力第一梯队。
单晶硅片供不应求，或将迎来新一轮扩产。从上述的供给端和需求端分析，可得出结论：单晶硅片 呈供不应求的状态。此外从产业链调研情况来看，也验证单晶硅片的供需紧张的态势，由此我们判 断单晶硅片环节具备扩产动力。
一线、二线厂商均在扩产规划和实施。一线梯队：隆基、中环、晶科均宣布大规模扩产计划，二线 梯队包括上机数控、京运通、环太集团等新进入者。具体的扩产规划和落地节奏，以及对设备的需 求测算详细阐述见下文第七章。
未来发展趋势 1：单晶硅渗透率快速提升。2018年单晶硅（N型和 P型）合计占比 45%，到 2019年上 半年占比提升至 58.5%，首次超过多晶硅片，2019年全年单晶硅占比有望达到 62%，成为市场主导硅 片。据协会预测，2020-2022年单晶硅（包括类单晶）仍快速挤占多晶硅市场份额，2022年多晶硅市 场占比仅剩下 12%（预测值）。
未来发展趋势 2：大硅片化。大硅片化是通过提升硅片的面积来增效，最终达到降低 BOS成本和 LCOE 成本的目的。现阶段比较流行的硅片尺寸为 M2和 M4，行业两大龙头生产商均在推广大硅片，有效 提升硅片的发光面积达到增加发电功率的效能，以降低 BOS成本和 LCOE成本。
当前，大尺寸硅片渗透率仍较低，预计在 2020—2021年加速渗透。2019年预计仅有 16.7GW的硅片尺 寸大于 156.75mm，占总硅片出货量的 13%，预计未来几年大尺寸硅片的出货量将大幅提升。
隆基股份：M6 硅片，适合目前产业链各环节的极限尺寸。对于现阶段的 M2 规格硅片，在光电转化 率 23%的条件下，M6尺寸的硅片可提升硅片单位面积生产效率 3.3%，提升组件生产效率 12.2%，从 而降低硅片成本 0.37%，降低组件成本 4.47%。并且可预计随着电池转化效率的提高，M6尺寸硅片的 成本和收益会更加明显。
M6 替代 M2，产业链各环节生产成本小幅上升。大硅片对产业链各环节包括：长晶、切片、电池片 加工、组件加工等方面均增加成本，其中长晶阶段增长幅度约为 0.79% - 22.79%，热场越小成本越高； 切片阶段成本增加 12.2%。
中环股份：“夸父”系列重新定义“大”硅片。2019 年 8 月 16 日，中环推出 12 英寸超大硅片“夸父” 系列 M9-M12产品。M12的边长达到 210mm，单片发光面积比 M2增加 80.5%。据中环股份公司测算， 相比 72片的 M2电池片，60片 M12大硅片所制成的 PERC电池功率可达 580W，组件转化效率可提高 5.68%。与 M2硅片相比，M12硅片可降低非硅成本 0.205元/W，占非硅成本的 19.4%；同时，M12尺寸 的硅片单晶产能提高 80.5%，单条产线%，相比之下，单瓦的设备投资额减少 30%。
M12大尺寸硅片面临两大挑战，需要产业链协同进步。1）面积增大，带来的加工难度增加和成本提 升，其性价比需实际验证；2）下游电池片、和组件厂商目前产线英寸大硅片的加工能力， 无法直接采用；3）下游电池片厂商新增产线大硅片经济性究竟如何，决定是否会跟 上升级产线）电池片和组件设备公司设备瓶颈是否能突破，扩散炉管径、PECVD石墨舟、丝网印 刷版、组件串焊、检测等设备能否升级，升级成本具备不确定性。
未来发展趋势 3：薄片化。前期薄片化进程发展迅速，得益于金刚线切割的应用，硅片厚度从 200um 减少到 170um，厚度减少 15%，金刚线um级别。现阶段多晶和单晶硅片 的切片常见厚度分别为 170 um和 160 um。
硅片厚度仍有进一步减少的空间，但发展速度预计缓慢。未来随着金刚线技术的持续发展，硅片厚 度有进一步减少的空间，但由于受多种因素影响，切片厚度的发展速度慢于预期。当前的 PERC 技 术条件下，过薄的 PERC电池会产生翘曲，由此行业预计适应当前 PERC电池加工要求的硅片极限厚 度为 150-160um，仍有下降空间。同时预计 2025年厚度可下降到 150um以下，相当于同体积硅料制得 的硅片数量提高 13%。但由于受多种因素影响，切片厚度的发展速度慢于预期。
上游多晶硅料和下游 PERC 电池片集中大规模扩产，主要动力来自于：该环节利润足够丰厚，拥有 超额收益。当前时点，我们认为单晶硅片环节具备相对超额收益，最具扩产动力。
多晶硅料价格持续走低，主要由于供给大幅增加。自 2018年初以来，多晶硅料价格整体呈现下降趋 势，其中单晶硅片用高品质硅料从 15.5万元/吨下降至目前的 7.5万元/吨的水平，下降幅度为 51.6%； 多晶硅片用低品质硅料从 14.1万元/吨下降至目前的 5.7万元/吨，下降幅度为 59.5%。
多晶硅硅料价格下降的主要原因是：国内扩产产能集中释放+进口增加。供给端：1）国内产能快速 释放，2019年国内名义产能预计将扩产 12.3万吨，相比较 2018年底增长 32%。2）进口限制取消，进 口量增加。2019年上半年我国进口多晶硅数量为 8.41万吨，同比增长 16.1%，其中欧洲进口量同比提 升 56.9%。
多晶硅料价格下跌能否持续？单、多晶硅未来价格或将分化，价差或将加大。2018 年初单、多晶硅 的市场价价差为 0.61万元/吨，目前价差已经达到 1.80万元/吨，价差持续扩大。我们判断未来：单晶 硅硅料价格有望筑底企稳，缓慢回升；多晶硅硅料价格或将进一步下降，两者价差持续扩大。主要 理由包括：
1）单晶硅硅料，供需关系有望缓慢偏移。供给端：产能释放接近尾声，供给增长速度明显放缓；需 求端：单晶硅电池片渗透率持续提升，需求持续增加。
2）多晶硅硅料，需求端持续下降，导致价格持续下行。需求端：多晶硅硅片不具备性价比优势，渗 透率会被单晶硅片挤占，而对多晶硅片的需求也会逐步减少，价格有持续下降动力。目前价格已经 接近部分供应商的现金成本价，但是未来价格仍存在跌破 4-5 万元/吨的可能。主要因为高品质的致 密料和低品质的菜籽料等均同炉生产，其中低品质硅料最终归宿将会被当作硅料生产过程中的副产 品进行销售。
3）多晶硅存在有其实际价值，不会完全被取代。因为多晶硅电池片仍有市场，对于多晶硅硅料仍有 需求。并且多晶硅硅料的销售可以有效摊薄单晶硅硅料的成本。此外铸锭单晶（类单晶），可以利 用低品质的多晶硅硅料进行生长，采用铸锭形式生长类单晶硅片，或成为多晶硅料的最好去处之一。
综上所述：当前，多晶硅硅料产能快速释放，供大于求，价格下行通道，不具备超额收益。
价格低位的多晶硅料为硅片提供低成本的生产基础。硅片成本测算：多晶硅料在单晶和多晶硅片的 成本占比均超过 50%。按目前多晶硅料和单晶硅料的价格计算计算，单晶硅片采用高品质硅料，其 硅料成本为 1.17元/片，非硅成本为 0.9元/片，占比分别为 56.5%和 43.5%，按售价 3.12元/片计算，毛 利率为 50.7%。多晶硅片主要采用低品质硅料，其中硅料成本为 0.95元/片，非硅成本为 0.75元/片， 分别占比 55.9%和 44.1%。硅料是硅片的主要成本项，其价格低位为硅片生产创造较低的成本条件。
近 3年，电池片价格整体呈下降趋势，也是平价上网的主推手。根据 PVInfolink的数据，2019年 6月 单晶电池片和多晶电池片的价格分别为 3.12元/片和 1.83元/片，对应的成本分别为 2.07元/片和 1.70 元/片。由此可见，多晶电池片的利润已所剩无已。
电池片价格下跌或将刺激需求增长。由价格—需求曲线模型可知，价格下跌理论上会刺激需求的增 长。尤其是本轮高效电池片 PERC电池价格的闪跌会进一步放大对单晶电池片的需求量。
历史数据表明：单、多晶电池片价差基本维持在 0.2-0.3元/w之间。通过分析 156mm× 156mm的多晶硅 电池片和单晶硅电池片价格变化图，可以看出单晶硅和多晶硅电池片的每瓦售价不断走低，分别从 2016年中的2.26元/瓦和2.13元/瓦降至2019年中的0.87元/瓦和0.67元/瓦，二者差价基本维持在0.2-0.4 元/瓦左右。
理论测算：多晶硅电池片性价比体现在，成本低于单晶硅电池片 0.3元以上。此处提及的性价比主要 是终端建设的 BOS成本，其至少包括组件封装成本和组件安装成本。
组件封装成本：单、多晶硅电池片成本相差 0.1 元/瓦。单晶硅和多晶硅的组件封装成本基本一致， 以 60版型组件为例，其封装材料、制造费用、包装运输含税费用约为 240元/块。单晶 PERC电池片 发电功率 310w，而多晶电池片发电功率 275w，由此高功率的电池片单位功率的成本差为 0.1 元/w （240÷ 275-240÷ 310=0.1）。
组件安装成本：单、多晶硅电池片成本相差 0.2元/瓦。单片组件面积相关成本 500元，包括运输、安 装、支架、线缆等和组件面积相关的成本。单片单晶硅片功率为 310w，单片多晶硅电池片功率为 275 我，由此高功率的电池片单位功率的组件安装成本差为 0.2元/w（500÷ 275-500÷ 310=0.2元/w）。
单晶电池片：当前价格已接近二线技改 PERC 产能的现金成本。一个产业标准产品的价格是由产业 内边际成本最高的厂商的现金成本决定的。目前国内产能现金成本较高的是二线技改的 PERC 产能 成本。成本测算公式：
当前，硅片成本 3.15元/片，非硅制造现金成本为 1.7元/片（不含税），由此单片电池片的现金成本 价为 3.15+1.7× 1.13=5.07元（税后），折算为单瓦价格为 0.956元（以常规 PERC电池 5.3w/片计算）， 考虑到厂商还有财务费用和管理费用，PERC 电池实际成本高于 0.956 元/w，短期内不具备继续价格 战的理由，但可以确定的是：PERC的超额利润时代一去不复。
1）多晶电池片：性价比下降—市占率下降。一方面多晶电池片和单晶电池片价差缩小，已失去性价 比；另一方面多晶电池片价格已接近成本价，已无下跌空间，所以导致多晶电池片竞争力快速下降， 最终归宿或是市占率逐步被挤占。
2）单晶电池片：价格短期承压，中期有望企稳回升。目前单晶电池片价格已接近部分产能的现金成 本价，由于本轮 PERC 电池片产能扩产惯性，短期内价格仍有进一步下降的可能，但随着市场对高 效电池片需求的增长，中期来看，价格有望企稳回升，回归到合理水平；
3）PERC电池的超额收益时代已结束，暂不具备进一步大规模扩产动力。当前 PERC电池市占率已经 很高，且产能仍在释放过程中，我们预计产能扩张会维持到 2020年上半年。未来其他先进工艺 HJT、 TOPcon技术电池片仍值得观察和期待。
全球多晶硅产业基本实现向中国转移。2018年全球多晶硅的名义产能为 59.8万吨，其中国内多晶硅 企业的名义产能为 38.8万吨/年，海外产能为 21万吨，国内占比 64.88%。2019年上半年，全球多晶硅 的名义产能为 64.2万吨，其中国内的多晶硅的名义产能为 43.3万吨，海外产能为 20.9万吨，国内占 比 67.44%。全球多晶硅产业向中国转移的节奏或将放缓。
多晶硅扩产周期已经过去，正处于产能集中释放。多晶硅料生产商的核心是寻求更低廉的电费地区， 由此降低生产成本，此轮扩产多选择在新疆、青海、内蒙古等地区。龙头公司保利协鑫、新特能源等多晶硅厂商经过 2016-2018年的扩产后，龙头厂商普遍选择 2019年不扩产多晶硅，仅新特能源、新 疆大全分别扩增 3.6万吨和 3.5万吨，较低的利润率促使厂家不具备继续大规模扩产动力，多晶硅料 已迎来产能集中释放的时期。
PERC 电池片扩产周期已过，当前处于产能释放的中后期。PERC 电池片正经历高速发展期，过去 5 年复合增速达 93%，预计 2019年增速仍保持在 60%以上，已成为最主要的电池片产品。我们预计增 势会持续到 2020年中，之后增速会快速放缓。
国内主流企业前期扩产，集中进入产能释放期。润阳、通威、爱旭、晶科等电池片厂商均押注 PERC 电池片，普遍于 2017-2019年进行大规模扩产，预计年底新产能可投入生产。
结论：PERC高效电池片处于产能释放的中后期，暂不具备持续大规模扩产的动力。
单晶硅片最具备扩产动力。PERC电池庞大的扩增需求和上游多晶硅料的降价，促使单晶硅片厂商的 具备扩产动力。
行业格局：单晶硅片双雄，或变为三足鼎立态势。单晶硅片的传统两大龙头公司：隆基股份和中环 股份，2018年底合计单晶硅片产能 51GW，合计占比 74%。为巩固龙头地位，规划持续扩产，其中隆 基规划 2019年扩产 8GW，中环规划未来 3年扩产 25GW。两公司分别推出166和 M12大尺寸硅片，以 期望引领大硅片技术。与此同时，晶科能源作为追赶者分别在新疆和乐山扩增产能累计 25GW，或挑 战龙头地位，双雄局面或将发展成为三足鼎立的态势。
2019年单晶硅扩产低谷，2020年有望成为扩产大年。2018年单晶硅片扩产 28.3GW，主要是隆基和中 环领头扩产，分别扩产 13GW和 10GW，之后 2019年行业扩产量预计在 16-22GW，成为相对扩产低谷 年份。其中变量在于中环股份扩产节奏，此前预期年底产能达 30GW（当年扩 7GW），目前预期年 底扩产至 36GW（当年扩 13GW）。尽管如此，2019年扩产相对低谷，有望迎来 2020年的扩产高峰。 我们预计 2020年行业将扩产在 40GW以上。
