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光伏行业，一代技术、一代工艺、一代设备，其中的设备，是每一代新技术的核心瓶颈环节。
光伏产业发展的核心驱动力，是度电成本不断下行，带动投资收益率的不断提升，而降本增效是产业发展的恒久追求。
如今，尽管行业非常内卷，但在PERC转换效率和降本空间逼近极限的当下，具有更高转换效率的新型电池技术正在迎来发展窗口期，TOPCon、HJT、IBC/HBC、钙钛矿等新一代电池技术，仍然具备较大的发展前景。
起始阶段（1974~1996年）：1974年Walter Fuhs提出将非晶硅与晶硅结合的HJT结构，1983年异质结电池正式面世，但转换效率仅为12.3%，1991~1996年日本三洋将本征非晶硅引入异质结电池结构，转换效率大幅提升，并为此申请了专利。
初步发展阶段（1997~2009年）：1997年，三洋开始生产HJT光伏组件。此外，德国设备公司Roth&Rau（后被梅耶博格收购）以及法国国家太阳能研究所（CEA/INES）也投入HJT电池的研发。
工艺生产阶段（2010~2017年）：随着2010年松下（收购三洋）的HJT专利保护结束，HJT迎来了快速发展时期，转换效率节节攀升。2017年，日本Kaneka以背接触技术与HJT结合，实现了26.6%的电池转换效率世界纪录。
商业化和国产崛起阶段（2017年至今）：随着量产工艺初步成熟，各国厂商开始投资HJT产线，由中试线到100MW规模量产线，再到通威、爱康等厂商宣布GW级量产线计划。国产电池厂商和电池片设备厂商通过吸收国外先进技术与自主研发，在HJT电池领域也取得一定优势。[1]
HJT电池成本中设备折旧占比较高，2018年底，海外企业的全进口设备，单GW投资金额达到8-10亿元，是PERC电池的3倍左右。设备国产化是HJT电池降本增效的重要环节。
上游——以丝网印刷生产线成套设备为例，上游主要是钢材、铝材、机械零部件和电气元件等，包括伺服电机、驱动器、PLC控制器、工控机等供应商，各种原材料供应充足。代表公司有汇川技术等。
中游——电池片设备厂商，代表公司有捷佳伟创、迈为股份、金辰股份、理想万里晖、钧石能源，以及海外的Rena、YAC、AMAT、梅耶博格等。
下游——下游应用企业主要为光伏电池生产厂商，以华晟新能源、东方日升、爱康科技、金刚光伏等新进入者为主，老牌厂商以Topcon技术路径过渡为主。
迈为股份——2023年前三季度，实现营收51.07亿元，同比+69.35%，归母净利润7.14亿元，同比+3.88%，扣非归母利润6.62亿元，同比+4.26%。
捷佳伟创——2023年前三季度，实现营收64.05亿元，同比+50.48%，归母净利润12.23亿元，同比+48.96%，扣非归母利润11.30亿元，同比+48.16%。
金辰股份——2023年前三季度，营收17.3亿元，同比增长19%；归母净利润0.75亿元，同比增长36%。
图：Wind机构一致预期增长和景气度情况
来源：Wind、并购优塾
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光伏发电的本质，是P型硅片（硅掺杂硼产生空穴）和N型硅片（硅掺杂磷产生电子）组合在一起，形成PN结。当PN结吸收阳光能量，进而激发电子通过外部导线流入空穴，随之产生电流。
这个过程，也就是“光生伏特效应”，学术说法是：当物体受到光照时，因光能被吸收，电子发生跃迁，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流。
在硅晶体中掺入硼元素，即可做成P型硅片。硅是4价元素，外围有4个电子，如果把3价元素硼与硅结合，则会多出一些空穴，表现出正电特性，即P型硅（Positive，带正电）。
在硅晶体中掺入磷元素，即可做成N型硅片。磷为5价元素，与纯硅结合后，磷原子5个外层电子中的4个与周围的半导体原子形成共价键，剩下的1个电子几乎不受束缚成为自由电子，表现出负电特性，即N型硅（Negative，带负电）。
图：N型硅片和P型硅片区别
来源：海光照明官网、百度
以上逻辑弄明白后，光伏电池片技术路线就清晰了：
首先，以P型硅片为主体材料，在其基础上扩散磷元素，形成n+/p型结构的电池，即为P型电池片，代表结构为PERC，Passivated Emitter and Rear Cell，即“钝化发射极和背面电池技术”。
其次，以N型硅片为主体材料，在其基础上扩散硼元素，形成p+/n 型结构的电池，即为N型电池片，代表结构为TOPCon，TunnelOxide Passivated Contact，也就是“隧穿氧化层钝化接触技术”。
图：TOPCon电池结构
来源：中科院宁波材料所，国信研究院
正因为N型硅片含有自由电子，且电子的移动速度更快，所以N型本身就具备更高转换效率的可能性。
不过在这里，还需要了解两个专业名词：少子复合、表面钝化。
少子复合，是指光生载流子（可简化理解为电子）在运输过程中，往往在半导体内部遇到杂质等造成的缺陷，或者在表面遇到缺陷，导致部分载流子被复合掉，因而减少载流子寿命，影响转化效率。
表面钝化技术，就是为了解决少子复合问题而生，它可以降低表面复合速率，其主要方式就是饱和半导体表面处的悬挂键，降低表面活性，增加表面的清洁程序，避免由于表面层引入杂质，从而降低少子复合。
无论是PERC、TOPCon，还是HJT技术，其技术发展的核心，都是为了实现更好的表面钝化，延长少子寿命，提高转化效率。
HJT（本征薄膜异质结）电池，为对称双面电池结构，中间为N型晶体硅，然后在正面依次沉积本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜，形成P-N结。其硅片背面，也依次沉积本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜，形成背表面场。
晶硅，其结晶形态与石英、石墨等物质类似，其结构的结晶度高，因此具有较高的导电性和光电转换效率。不过，其缺点在于体积较大。
非晶硅，是指没有明显晶体结构的硅材料，也被称为a-Si，是一种结构无序的非晶体材料。非晶硅的制造成本低、柔韧性强、颜色透明，所以非晶硅太阳能电池的体积相对较小，可以做成薄膜，但其光电转换效率较低。
HJT异质结电池让人击节赞叹之处，就是在于创造性的融合了晶硅、非晶硅两种材料的优点。
由于非晶硅的导电性比较差，因此HJT需要在电池两侧沉积透明导电薄膜（TCO）来进行导电，之后再采用丝网印刷技术形成双面电极。
据中金公司的总结，HJT技术的核心在于，其在P-N结之间插入了本征非晶硅层作为缓冲层，而本征非晶硅层对晶体硅表面有很好的钝化作用，可以大幅避免载流子的复合，实现较高的少子寿命和开路电压。[1]
因而，HJT技术很好地解决了常规电池掺杂层和衬底接触区域的高度载流子复合损失问题。
得益于HJT的N型硅衬底，以及非晶硅对基底表面缺陷的双重钝化作用，其量产效率已经逐步提升到24%以上，而且未来还可叠加IBC、钙钛矿技术路线，进而将转换效率提升至30%甚至更高。因而，只要碳中和还要继续、光伏行业还要发展，HJT就会成为绕不过去的核心技术方向。
原理和结构解决了，我们来看制作过程：HJT电池的工艺环节分4步，分别为制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、透明导电薄膜沉积、丝网印刷，四大步骤分别对应几大设备：清洗设备（价值量10%）、PECVD（价值量50%）、PVD和RPD（价值量25%）、丝网印刷设备（价值量15%）。
其中，PECVD等离子增强化学气相沉积、RPD反应等离子体沉积、PVD物理化学气相沉积，是核心三大设备。
相比PERC电池通常的9~10步，HJT的生产步骤大大减少，具有量产优势。
如果用一个词总结未来HJT技术创新方向，那就是“三增一减”。
1、减银：银包铜解决方案；2、减栅：0BB工艺解决方案；3、减硅：硅片薄片化；4、一增：UV转光胶膜增效延寿命。除此之外，“低铟”、“电镀铜”等技术均为重要的HJT提效降本方案。
从收入规模看，2023年中报，捷佳伟创（40.8亿元）＞迈为股份（28.68亿元）＞金辰股份（11.44亿元）。
捷佳伟创——主营业务为太阳能电池生产设备制造，产品包括PECVD设备、扩散炉、制绒设备、刻蚀设备、清洗设备、自动化配套设备等，自动化设备主要指自动化装卸片机、自动化上下片机等辅助设备，具备PERC、TOPCon、HJT的整线设备供应能力。
2023年中报，湿法工艺光伏设备占比78.2%；自动化设备收入占比15.47%。
迈为股份——主业为太阳能电池生产设备制造，产品包括真空镀膜设备、丝网印刷机等主设备以及自动上片机、红外线干燥炉等生产线配套设备，具备HJT的整线设备供应能力。
2023年中报，成套生产设备收入25.32亿元，占比88.28%；单机设备（非成套设备）收入1.51亿元，占比5.25%；配件等收入1.86亿元，占比6.50%。
金辰股份——产品主要为光伏组件自动化生产线成套装备，并从伏组件设备向电池制造装备领域延伸布局，研发用于TOPCon及HJT的PECVD设备，形成光伏组件及电池“双核心”驱动的业务模式。
2023年中报，光伏组件设备占比92.82%，光伏电池装备占比5.65%，其他设备及配件占比0.9%。
一、迈为股份——2023年前三季度，实现营收51.07亿元，同比+69.35%，归母净利润7.14亿元，同比+3.88%，扣非归母利润6.62亿元，同比+4.26%。
Q3单季度，实现营收22.38亿元，同比+78.28%，归母净利润2.8亿元，同比-0.56%，扣非净利润2.80亿元，同比+1.46%。
图：季度归母净利润及增速（单位：亿元）
来源：并购优塾
二、捷佳伟创——2023年前三季度，实现营收64.05亿元，同比+50.48%，归母净利润12.23亿元，同比+48.96%，扣非归母利润11.30亿元，同比+48.16%。
Q3单季度，实现营收23.22亿元，同比+47.23%，环比+7.90%，归母净利润4.71亿元，同比+50.51%，环比+13.48%，扣非净利润4.42亿元，同比+49.88%。
图：季度归母净利润及增速（单位：亿元）
来源：并购优塾
三、金辰股份——2023前三季度，营收17.3亿元，同比增长19%；归母净利润0.75亿元，同比增长36%。
单Q3季度，营收5.8亿元，同比增长17%；归母净利润0.25亿元，同比增长44%，受益于光伏组件设备的业绩确认。
图：季度归母净利润及增速（单位：亿元）
来源：并购优塾
图：净现比、经营活动现金流&资本支出 （单位：亿元）
来源：并购优塾
金辰股份净现比较低，主要是其应收账款占比较高，导致经营活动现金流净额承压。
从ROE走势来看，捷佳伟创>迈为>金辰。2023年迈为股份利润率有所下降，主要是异质结整线设备前期存在产线改造的情况，验收进度较慢，并且制造尚未产生规模效应，毛利率较低。捷佳伟创利润率提升，主要受益于TOPCON设备放量，毛利率提升。
图：产业链代表公司业绩数据
来源：wind、并购优塾
从产业链增长表现看，目前中游设备厂商成长性和盈利性表现较好。这与下游仍然处于资本支出周期有关，随着产业链供给过剩，下游扩产速度可能放缓，进而影响设备厂商的订单。
从生意质地上来看，设备企业盈利能力较强，资本开支不高，美中不足在于营运资金占用较多。从增长角度看，光伏行业长期成长确定性强，但短期内卷严重，这种情况下，成熟技术需要警惕内卷风险，短期看还是新技术逻辑更好一些。
产业链整体目前均处于下行通道中，各环节价格均在低位。硅片及电池片由于P/N产线大规模转换带来短期P型供需失衡，P型库存明显减少，报价出现反弹上行。
1月光伏行业进入淡季，产业链排产如期走弱，预计硅料/硅片/电池片/组件产出75/58/56/49GW，环比+6.3%/-8.7%/-9.9%/-12.0%。2月天数较少、叠加春节假期，预计国内/全球排产进一步下降至35-37/41-43GW。
图：国内新增光伏装机月度数据 来源：国盛证券
图：硅料、硅片价格(单位：元/KG)
来源：国信证券
图：电池片、组件价格(单位：元/W)
来源：国信证券
HJT设备市场空间=全球光伏新增装机量×HJT渗透率（HJT年新增产能）×单GW投资额
我们先从需求端，看全球光伏装机空间。行业长期逻辑在于全球各国发力发展可再生能源政策的执行，以及碳中和目标的推动；短期表现会有分化，分地区看：
1）中国——2023年1-11月，新增装机163.88GW，同比增长212%，预计2023年全年新增装机190GW，同比增加118%，奠定高基数，预计24年增速放缓。在12月21日召开的全国能源工作会议中，公告表示将于2024年新增光伏装机两亿千瓦（200GW），预计24/25年装机达到200/210GW，同比+5%/5%。
值得注意的是，国内电网消纳能力短期可能…………………………
以上，仅为本报告部分内容。关于核心增长空间测算、行业重点竞争态势、关键竞争要素分析等内容，后文还有大约6000字及数十张图表，详见《产业链报告库》，可联系工作人员咨询获取，微信：bgys2015。
【引用资料】本报告写作中参考了以下材料，特此鸣谢。
[1]：“大国重器”系列：HJT时代离我们还有多远？中金公司，2020-12
【数据支持】Wind数据、东方财富Choice数据、智慧芽专利数据库、data.im数据库、理杏仁、企查查、Capital IQ、Bloomberg、路透。
