光伏（利用光生伏特效應(yīng)發(fā)電）是當(dāng)下最火熱和內(nèi)卷的賽道之一。
盡管中國光伏產(chǎn)業(yè)已發(fā)展20多年，誕生了130多家上市公司，這一領(lǐng)域仍如金礦般備受追捧。據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)媒體黑鷹光伏統(tǒng)計(jì)，從2020年至今，光伏產(chǎn)業(yè)的投資（含規(guī)劃）總計(jì)已超2萬億元，涵蓋硅料、硅片、電池片、組件、系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)。
這些投資者除了深耕光伏產(chǎn)業(yè)多年的老玩家，更有一大波跨界新玩家。其中，既包括萬科、萬達(dá)、碧桂園等房企，也包括新希望物業(yè)、皇氏集團(tuán)、景興紙業(yè)等各行企業(yè)。甚至，沐邦高科、正邦科技等做玩具、生豬養(yǎng)殖的企業(yè)也來了。
為什么光伏產(chǎn)業(yè)如此內(nèi)卷？一個(gè)大的宏觀背景是，在“雙碳（碳達(dá)峰與碳中和）”趨勢下，光伏是未來最大的綠電來源。
在龐大的光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，作為行業(yè)上下游的分水嶺，電池片是光伏產(chǎn)業(yè)的核心環(huán)節(jié)，也是光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的關(guān)鍵。
（光伏產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)主要是五個(gè)：硅料-硅片-電池片-組件-系統(tǒng)。從硅片到電池片，需要輔材銀漿；從電池片到組件需要光伏玻璃、邊框、膠膜、背板等輔材；光伏發(fā)電系統(tǒng)涉及逆變器和支架；多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)還涉及制造設(shè)備）
降本增效是光伏產(chǎn)業(yè)所追求的最終目標(biāo)，也是發(fā)展的核心邏輯。圍繞這一邏輯，光伏產(chǎn)業(yè)在過去發(fā)生過一系列技術(shù)迭代：單晶取代多晶、金剛線切割取代砂漿線切割、PERC（發(fā)射極鈍化和背面接觸）電池技術(shù)取代BSF（鋁背場）電池技術(shù)……
正是這一系列主要圍繞電池的技術(shù)迭代，使得光伏度電的成本下降了90%（從原來3~5元一度電，降至近兩年0.3~0.35元一度電），邁入平價(jià)時(shí)代。
未來，進(jìn)一步提升發(fā)電效率，降低度電成本仍是光伏產(chǎn)業(yè)的核心命題，而目前解題的關(guān)鍵依然是電池技術(shù)的不斷升級。
如今，新一代電池技術(shù)路徑之戰(zhàn)正酣：繼PERC電池技術(shù)之后，TOPcon（隧穿氧化層鈍化接觸）、HJT（本征薄膜異質(zhì)結(jié)）、IBC（交叉背接觸）等N型電池技術(shù)正成為后起之秀；而在晶硅電池技術(shù)之外，鈣鈦礦等薄膜電池技術(shù)也在異軍突起。
記者觀察到，不同電池片技術(shù)的應(yīng)用，對光伏產(chǎn)業(yè)鏈的影響深遠(yuǎn)。因?yàn)椴煌姵仄夹g(shù)，所配套的光伏產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源可能大相徑庭。
例如，PERC、TOPcon和IBC對應(yīng)的原材料是晶硅，但HJT對應(yīng)的原材料是晶硅和非晶硅的混合體，而鈣鈦礦對應(yīng)的原材料則是非晶硅化合物。除了原材料的成分和用量，不同電池片技術(shù)所配套的制造端設(shè)備、封裝工藝也不盡相同。
未來，究竟哪種電池片技術(shù)能引領(lǐng)萬億光伏產(chǎn)業(yè)，整個(gè)業(yè)界尚無定論。那么，各類市場參與者該如何抓住目前這波技術(shù)迭代的紅利？
單晶VS多晶之戰(zhàn)啟示錄：技術(shù)為王
在過去20年里，光伏產(chǎn)業(yè)最有代表性的技術(shù)之爭，是單晶硅電池VS多晶硅電池。
光伏電池（也稱太陽能電池），分為晶硅電池和薄膜電池。其中，晶硅電池約占據(jù)光伏電池95%的份額，是目前產(chǎn)業(yè)化水平與可靠性最高的光伏電池類型。晶硅電池又分為多晶硅電池和單晶硅電池。
時(shí)間回到2008年，這是中國光伏企業(yè)的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
在此之前，中國光伏產(chǎn)業(yè)起色不久，還面臨著 “三頭在外”（原料在外、市場在外、設(shè)備在外）的窘境。在供需不平衡的情況下，多晶硅的價(jià)格曾急速膨脹。為保證企業(yè)利潤，許多中國光伏企業(yè)不得不提前囤積多晶硅料。
2008年全球金融危機(jī)爆發(fā)后，中國光伏產(chǎn)品的主要出口市場——歐盟，幾乎將對光伏產(chǎn)業(yè)的支持力度降至為零。沒有補(bǔ)貼，光伏電池的市場需求急速下降，不僅斷了中國光伏產(chǎn)品的銷路，還引發(fā)了多晶硅的成本暴跌。
暴漲暴跌的落差，讓不少中國光伏企業(yè)的原材料成本要比別家貴很多。這對于以加工組裝為主的中國光伏企業(yè)來說，幾乎毫無利潤。甚至，中國光伏企業(yè)還因提前與國外硅料供應(yīng)商提前解約，而賠付了天價(jià)違約金。
一場更大的危機(jī)也悄然來臨。2011年，美國展開了對中國光伏企業(yè)的“反傾銷”和“反補(bǔ)貼”的雙反調(diào)查，歐盟緊隨其后，最終導(dǎo)致大多中國光伏企業(yè)被征收了巨額關(guān)稅。
2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：中國有超過90%的光伏企業(yè)都在歐美雙反危機(jī)中倒閉，產(chǎn)業(yè)整體損失超過20億美元。就連被視為“中國初代光伏王者”的尚德電力，也于2013年宣布破產(chǎn)。
但，也有一波企業(yè)通過技術(shù)突破在低谷中活了下來。其中最具代表性的是協(xié)鑫集團(tuán)（簡稱“協(xié)鑫”）和隆基股份（簡稱“隆基”）。二者主攻的賽道，分別是多晶硅和單晶硅。
一直以來，光伏行業(yè)是高污染的代表，主要原因是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)品四氯化硅含有劇毒和腐蝕性。
2006年，中國化學(xué)華陸公司（簡稱“華陸”）攻克了冷氫化技術(shù)。這一技術(shù)使四氯化硅在低溫高壓的環(huán)境下轉(zhuǎn)化為三氯氫硅，而三氯氫硅又是多晶硅的重要原材料。
協(xié)鑫通過與華陸合作，讓協(xié)鑫的多晶硅成本從2009年的40美元/公斤，下降到2010年的25美元/公斤。正是這一秘密武器，讓協(xié)鑫抗下了歐美的雙反打壓。
2013年雙反危機(jī)過后，中國加大對光伏產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼力度。但隨著光伏發(fā)電成本的下降，中國又于2017年提出“光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃”，要求多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到18%和18.9%以上，才能獲得補(bǔ)貼扶持。
這個(gè)計(jì)劃，掀起了光伏電池行業(yè)關(guān)于單多晶技術(shù)的大反轉(zhuǎn)。
雖然光電轉(zhuǎn)化效率高于多晶硅，但單晶硅并不被行業(yè)看好，因?yàn)閱尉Ч璧那衅杀疽h(yuǎn)高于多晶硅。
2012年以前，單晶硅一直使用砂漿進(jìn)行切割。但這種切割技術(shù)的原料非常復(fù)雜，并且成本下降空間也比較小。
隆基創(chuàng)始人李振國發(fā)現(xiàn)，如果用金剛線切割單晶硅柱，不但速度更快，還能讓機(jī)器的生產(chǎn)效率提升3倍。不過，那時(shí)金剛線切割技術(shù)還不成熟，并掌握在日本等國家的少數(shù)廠商手里。
李振國決定率先在光伏行業(yè)采用這一技術(shù)。2012年，隆基開始從砂漿切割轉(zhuǎn)向金剛線切割。在2017年報(bào)中，隆基自豪地表示，“在硅片切割技術(shù)方面，公司在行業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了金剛線切割技術(shù)替代傳統(tǒng)砂漿切割技術(shù)”。
在隆基的帶領(lǐng)下，其他多晶硅企業(yè)也開始大量運(yùn)用金剛線切割技術(shù)。這一技術(shù)的普及，不但讓隆基拿到了反超的主動權(quán)，也為光伏行業(yè)每年降低了幾百億的成本。
除金剛線切割技術(shù)外，隆基在2015年還率先推出了單晶PERC電池，將單多晶電池的效率差距進(jìn)一步拉大。
憑借這些技術(shù)優(yōu)勢，單晶硅太陽能電池板的出貨量在2017年首次超過多晶硅。
回望過去，給光伏產(chǎn)業(yè)帶來巨大變局的因素，主要是政策、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)迭代。當(dāng)政策紅利不再、經(jīng)濟(jì)危機(jī)來臨，能讓產(chǎn)業(yè)扭轉(zhuǎn)局面的，唯有技術(shù)創(chuàng)新。
N型高效時(shí)代開啟，新技術(shù)交叉競逐
如今，光伏電池的單多晶之戰(zhàn)已然結(jié)束，“PN”替代之戰(zhàn)正當(dāng)時(shí)。
據(jù)了解，晶硅電池技術(shù)以硅片為襯底，根據(jù)硅片的差異區(qū)分為P型電池和N型電池。兩種電池發(fā)電原理無本質(zhì)差異，都是依據(jù)PN結(jié)進(jìn)行光生載流子分離。
1. 在P型半導(dǎo)體材料上擴(kuò)散磷元素（Phosphorus，元素符號P），形成n+/p型結(jié)構(gòu)的太陽電池，即為P型電池；
2. 在N型半導(dǎo)體材料上注入硼元素（Boron，元素符號B），形成p+/n 型結(jié)構(gòu)的太陽電池，即為N型電池。
另一方面，擴(kuò)磷工藝簡單但轉(zhuǎn)換效率上限較低；擴(kuò)硼工藝難度大，但少子壽命長，且沒有硼氧復(fù)合和硼鐵復(fù)合，避免了形成復(fù)合中心的光致衰減損失。因此，相較P型電池，N型電池是未來的技術(shù)迭代方向。
在制備技術(shù)上，P型電池主要制備技術(shù)有BSF和PERC，N型電池的主要制備技術(shù)則包括TOPcon、HJT、IBC等。
常規(guī)BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無法降至200cm/s以下，致使到達(dá)鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射，產(chǎn)生較多光電損失，因此在光電轉(zhuǎn)換效率方面具有先天的局限性。
PERC電池，從常規(guī)BSF電池結(jié)構(gòu)衍生而來。PERC技術(shù)通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層，可以較大程度減少這種光電損失。
2015年之前，BSF電池占了總市場的90％，是絕對的主流。但2020年，PERC電池在全球市場中的占比已經(jīng)超過85％，BSF電池淘汰出局。在此期間，P型電池轉(zhuǎn)換效率從不足20％提升到超過23％。
而N 型電池的鈍化接觸技術(shù)，大幅減少了金屬電極和電池的接觸復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了比 PERC 電池更高的轉(zhuǎn)換效率。
根據(jù)德國哈梅林太陽能研究所（ISFH）的數(shù)據(jù)，PERC、HJT、TOPcon電池的理論極限效率分別為24.5％、27.5％、28.7％。到2030年，N型電池的轉(zhuǎn)換效率將超過25.5％，比P型電池高出1個(gè)百分點(diǎn)以上。
《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2021 版）》則預(yù)測，到 2030年，N 型單晶硅片的市場占比將接近 50％。這意味著，N型電池的時(shí)代漸行漸近了。
同為N型電池，HJT、TOPcon和IBC的優(yōu)劣勢不盡相同。
TOPcon，工藝與PERC技術(shù)一脈相承，70%的PERC生產(chǎn)線可以復(fù)用，只需要進(jìn)行幾步工藝的迭代升級，傳統(tǒng)巨頭很多選擇了這條路線，但缺點(diǎn)在于降本空間低，以及良品率還有所欠缺。
HJT，擁有更簡潔的工藝流程（相比PERC需9-10步,TOPCon需12-13步,HJT只需4步：清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、透明導(dǎo)電膜制備、絲網(wǎng)印刷）、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)勢，但它是全新的工藝體系，需要重建生產(chǎn)線，并且HJT的低溫工藝導(dǎo)致銀漿消耗量增加，如何把高昂的成本降下來是首要目標(biāo)，新玩家多數(shù)以此破局。
N型電池中TOPcon和HJT可以雙面發(fā)電，更多用在光伏地面電站之中。
IBC技術(shù)更多應(yīng)用在分布式光伏中。其特點(diǎn)在于，單面的轉(zhuǎn)換效率比較高，在如BIPV（光伏建筑一體化）等只需要單面發(fā)電的分布式光伏中更具優(yōu)勢。
受益于單面結(jié)構(gòu)，IBC還可以與TOPCon、HJT、鈣鈦礦等電池技術(shù)疊加，形成轉(zhuǎn)換效率更高的TBC、HBC以及PSC IBC，因此也被譽(yù)為一項(xiàng)“平臺技術(shù)”。
鈣鈦礦，指的是一類與鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結(jié)構(gòu)類似的ABX3化合物，其最大的特點(diǎn)是超導(dǎo)電性。根據(jù)2022年7月洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）和瑞士電子與微技術(shù)中心（CSEM）共同創(chuàng)造的鈣鈦礦-硅疊層光伏電池新的世界紀(jì)錄，直接將轉(zhuǎn)化效率推到了31.3％。
作為下一代光伏新勢力，鈣鈦礦也出現(xiàn)了技術(shù)分野：單層和疊層，單層為單結(jié)鈣鈦礦，疊層包括鈣鈦礦疊晶硅和鈣鈦礦疊鈣鈦礦。
從產(chǎn)業(yè)化落地情況來看，現(xiàn)階段，PERC電池產(chǎn)業(yè)化配套成熟，仍然是最具經(jīng)濟(jì)性的電池技術(shù)。
在N型電池技術(shù)中，TOPcon是最先落地、規(guī)劃最多、在建和投產(chǎn)產(chǎn)能最多的。開源證券預(yù)計(jì)，2023年全球光伏新增裝機(jī)或達(dá)350GW，Topcon電池/組件出貨量有望達(dá)到100-150GW。
而作為目前轉(zhuǎn)化效率提升最快的光伏電池技術(shù)，鈣鈦礦電池還主要處于實(shí)驗(yàn)室階段，GW級的產(chǎn)線短時(shí)間內(nèi)很難出現(xiàn)。天風(fēng)證券統(tǒng)計(jì)，2022年鈣鈦礦組件產(chǎn)能約為0.87GW，2023年產(chǎn)能有望超過1GW。
技術(shù)迭代背后，如何尋找下一個(gè)Big Thing？
對于未來哪種技術(shù)將勝出，業(yè)界尚無共識。
因此，企業(yè)在技術(shù)路線的選擇上，表現(xiàn)各有不同。一些企業(yè)押注多技術(shù)路線，另一些企業(yè)則專注于單一路線。
隆基是押注多技術(shù)路線的企業(yè)典型。2021年6月，隆基曾宣布，其單晶雙面 N 型 TOPcon電池、單晶雙面P型TOPcon電池、單晶HJT電池的轉(zhuǎn)換效率分別突破三項(xiàng)世界紀(jì)錄。
除了隆基，晶澳科技、通威股份、東方日升等企業(yè)也押注了多技術(shù)路線。
九鼎投資觀察到，要想押注多條技術(shù)路線，對企業(yè)的綜合要求極高。因此，這類企業(yè)大多是成熟大企業(yè)。在一級市場，更多公司是基于自身的技術(shù)優(yōu)勢積累，在某一主流技術(shù)路線上進(jìn)行發(fā)力。
綜合而言，要想?yún)⑴c這一輪光伏電池技術(shù)迭代的競爭，企業(yè)需具備幾個(gè)競爭要素：
第一，較高的技術(shù)實(shí)力。比如，其技術(shù)帶頭人和核心成員來自于業(yè)內(nèi)知名研究院，或者在光伏產(chǎn)業(yè)擁有10年以上的產(chǎn)業(yè)化落地經(jīng)驗(yàn)。
第二，管理層具備超前的戰(zhàn)略眼光。能否押注正確的技術(shù)路線，直接決定企業(yè)的生死。而且技術(shù)迭代有一定的窗口期，企業(yè)需要把握好技術(shù)路線的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度。例如，未來兩三年內(nèi)，企業(yè)若在TOPcon技術(shù)路線上擴(kuò)產(chǎn)過快，則留給HJT的擴(kuò)產(chǎn)空間就很小了。
第三，雄厚的資金實(shí)力，或較高的融資能力。隆基董事長鐘寶申曾表示，任何一個(gè)技術(shù)路線，要形成一個(gè)基本的判斷、跑出結(jié)果，背后是高達(dá)6億元的投資（含其他陪跑型技術(shù)路線的投入）。這其中，包括新技術(shù)路線的全套硬件設(shè)施及3-4年的運(yùn)行、人員費(fèi)用等。
第四，較強(qiáng)的品牌力和客戶資源。光伏產(chǎn)品是相對標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)品，但市占率和品牌知名度更高的企業(yè)顯然更占優(yōu)勢。尤其是，戶用光伏的品牌效應(yīng)更明顯。類似的，客戶資源較強(qiáng)的企業(yè)亦擁有更好的發(fā)展?jié)摿Α?br />
從光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)來看，我們認(rèn)為，電池設(shè)備端具有較強(qiáng)的“先發(fā)優(yōu)勢”特征，在技術(shù)未成熟的初期，設(shè)備公司需要與下游客戶進(jìn)行不斷的工藝磨合、驗(yàn)證，一旦驗(yàn)證通過，將拿下絕大多數(shù)份額，且不容易被其他競爭對手所替代。
以HJT為例，對比PERC工藝，由于HJT單工藝步驟難度較大、前期研發(fā)投入成本更高，當(dāng)行業(yè)進(jìn)入成熟期，可能會類似半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)，由2-3家設(shè)備效率+成本做到極致的廠商占據(jù)大部分市場份額。
經(jīng)測算：到2025年，HJT設(shè)備市場空間有望超過200億元，2020-2025年的復(fù)合年均增長率（CAGR）有望達(dá)79%?？梢?，在設(shè)備端，新一輪技術(shù)迭代也將帶來非常可期的市場空間和增速。
整體來說，中國光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)今非昔比。
10多年前，中國光伏產(chǎn)業(yè)“三頭在外”，整個(gè)行業(yè)基本處在“國際大循環(huán)”狀態(tài)中。因此，遭遇歐美雙反后，中國光伏產(chǎn)業(yè)餓殍遍野。
如今，中國的光伏產(chǎn)業(yè)“內(nèi)循環(huán)”成效顯著，實(shí)現(xiàn)了中國光伏制造業(yè)世界第一、中國光伏發(fā)電裝機(jī)量世界第一、中國光伏發(fā)電量世界第一等多項(xiàng)紀(jì)錄。
盡管不再受制于人，亦不能盲目自信。我們認(rèn)為，希望借新一輪電池技術(shù)迭代而崛起的企業(yè)，仍需吸取當(dāng)年尚德電力等企業(yè)的教訓(xùn)，切不能擴(kuò)張過快。
每次光伏電池技術(shù)迭代均會帶來競爭格局洗牌。以電池片為例，過去十年的行業(yè)龍頭位置經(jīng)歷四次更迭，早期領(lǐng)先企業(yè)僅有晶澳、阿特斯、天合仍保持行業(yè)前十的地位，而目前排名靠前的通威、愛旭在2016年之前榜上無名。
未來，隨著各個(gè)電池技術(shù)路徑的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，光伏產(chǎn)業(yè)必然迎來新一輪洗牌，投資機(jī)會也主要出現(xiàn)在技術(shù)迭代帶來的競爭格局變更之中。
光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代速度快，也帶來了企業(yè)競爭格局變動大、周期性強(qiáng)的特征。對于投資機(jī)構(gòu)而言，要盡可能抓住行業(yè)周期低點(diǎn)的投資機(jī)會，選擇行業(yè)技術(shù)路線更成熟的頭部企業(yè)。
在大量資本涌入光伏行業(yè)之時(shí)，我們更要始終堅(jiān)持自己的投資邏輯和投資價(jià)值判斷，不冒進(jìn)，守住自己的能力圈是穿越周期的核心。
原標(biāo)題：下一代電池技術(shù)競逐，誰將引領(lǐng)萬億光伏產(chǎn)業(yè)？
掃描關(guān)注微信
寧德時(shí)代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...