2019年上半年光伏产业链电池、硅片、组件发展分析及2019年下半年光伏产业链发展趋势分析[图]

    光伏产业是指将硅料通过各类技术和工艺路线生产出太阳能电池片，并将太阳能电池经过串并联后进行封装保护形成大面积的太阳能电池组件，再配合功率控制器等，形成光伏发电装置的产业链。

    从整个产业链利润分布来看，上游企业和中游企业利润主要由产品单位价格、生产成本和出货量决定，下游应用端发电站运营的收益相对稳定，跟标杆电价、光照时间相关。中间段电池片和电池组件的附加值较低。

    根据调查数据显示，在光伏行业各环节中，若以营业利润率进行排序，则有如下顺序：硅片>电池片>电池系统安装及服务>电池组件。同时产业链各个环节的利润率分布也是动态变化的，一方面由于技术迭代带来的一个环节持续扩产达产将带动上游环节投资供需趋紧重启投资。另一方面，新技术产业化带动产品性价比提升也将降低下游成本刺激需求不断扩大。而这其中电池片环节是承上启下的最重要一环。

    从电站角度看，组件成本已经下降至电站成本四成左右，其他固定成本开支相对刚性。在其他固定成本不变的情况下，单板功率越大则单W非组件成本摊薄的越低，因此下游电站有很强意愿接受大功率组件，上游的大尺寸硅片等高功率技术有巨大空间。因此组件的价值分布决定了大功率/大硅片技术路线的必然趋势。

    从光伏组件成本构成来看，电池片成本占比依然接近七成，成为组件降成本的主要环节。因此未来新建组件产能必须可以兼容多种电池片尺寸和技术路线，组件生产效率优先也决定了组件产能设备投资更追求性价比。而叠瓦、半片等组件生产工艺也成本降本增效的有利手段。

2018 年光伏组件成本结构

数据来源：公开资料整理

    从光伏电池片成本构成看，根据光伏产业协会数据统计，硅片成本占比65%，非硅成本占比35%。银浆等非硅材料的降低有赖于新型的电池片技术和丝网印刷工艺。因此N型HIT技术具备降低硅片厚度，降低生产温度，提高转换效率等优势，对电池片环节降本增效具有重大意义。同时，高效扩散镀膜设备和丝网印刷设备依然是电池工艺主要的硬件需求。

    从光伏硅片成本构成看，硅料成本占比52%，非硅成本占比48%。其中拉晶成本28%，切片成本占比9%，尤其是拉晶工艺成为硅片生产中主要的成本工艺。硅片的价值分布显示长晶拉棒是硅片制程中的核心工艺，降本有赖于长晶炉效率的提升以及长晶产能的自动化改造带来的综合节拍加快。该环节主要新型技术包括大硅片、连续拉晶等技术。

    一、2019年上半年回顾

    2019年上半年我国光伏产业整体保持健康发展，一是制造规模稳步提升，多晶硅、硅片、电池、组件等各主要制造环节产量增长明显；二是技术水平不断提升，骨干企业量产单晶PERC电池的平均转换效率已突破22.6%结合MBB、半片、叠瓦等技术后，组件量产最高功率已突破400MW，TOPCon、HJT等高效电池技术稳步推进；三是对外贸易快速扩大，根据调查数据显示，1-6月我国光伏产品出口额同比增长31.7%，电池与组件实现出口额和出口量双增；四是装机规模仍居首位，1-6月我国光伏发电新增装机约11.4GW，预计2019全年将达到40GW以上，继续保持一定规模，并位居全球第一。2019年上半年，海外市场是我国光伏制造保持增长的主要驱动力，下半年随着补贴项目、平价项目相继落地，国内市场有望恢复，预计2019年全年我国光伏制造业整体仍将保持平稳增长。

    2019年上半年我国多晶硅产量15.5万吨，同比增加8.4%，上半年新增产能5.7万吨。硅片环节，2019年上半年我国硅片产量63GW，同比增长26%，产量前十企业占总产量的90.1%。电池片环节，2019年上半年我国电池片产量约51GW，同比增长30.8%，产量前十企业均超过2GW。组件环节，2019年上半年我国组件产量约47GW，同比增长约11.9%，上半年主要企业基本保持满产。

2019年上半年光伏各环节产量同比增速

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    2019年上半年我国光伏产品(硅片、电池片、组件)出口总额106.1亿美元，同比增长31.7%。分不同产品来看，2019年上半年硅片出口金额同比下降，出口量小幅增长，单晶硅片占比超过70%(2018年占比约35%)；电池片出口额大幅增长，上半年出口量超过2018年全年出口量；组件出口额90亿美元，大幅增长，出口量约36GW，同比增长近一倍。2019年上半年我国光伏组件出口国家/地区更加多元化，出口额超过亿美元的国家/地区有16个(2018年为12个)，出口量超过1GW的国家/地区10个(2018年为4个)。

2019 年上半年光伏各环节出口金额（亿美元）

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    2019年上半年全球装机约47GW，其中越南为享受20年0.0935美元/kWh的电价补贴，越南光伏市场呈爆发式增长;乌克兰上半年装机1.25GW，达到去年全年新增装机量的90%；墨西哥上半年新增装机约1GW，增长率超过30%。

2013 -2019 年全球光伏最低中标电价发展趋势（美分/kWh）

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    2019年上半年我国光伏新增装机不足12GW，降幅超过50%，其中集中式电站新增装机约6.8GW，同比下降43.3%；分布式光伏新增装机约4.6GW，同比下降61.7%。在竞价机制理顺、补贴规模明确的背景下，光伏行业协会预计下半年国内还有30GW的建设容量。2019年我国光伏竞价项目共涉及22个省份、3921个项目、2279万千瓦。

    二、2019年下半年趋势

    预计2019年全球光伏新增装机预计在110GW-120GW，国家能源局预计中国年内可建成并网的装机容量在40-45GW。针对光伏产业未来发展方面工信部吴司长指出，平价过程中，光伏产业利润率正面临不可避免的持续下降，为保证持续的研发和技术创新，业内并购重组将成为常态，拥有技术积累优势、管理制度优势、生态品牌优势的企业将脱颖而出。此外，我国光伏制造业虽在产业化规模和技术方面全球领先，但前沿性、颠覆性光伏技术研发方面仍有很大提升空间。如果按照国家能源局给出的全年装机指导目标下限40GW，可以计算得到下半年国内装机需要达到至少28.6GW，下半年同比增速将达到43%以上，半年度装机规模将接近历史最高水平。

    从18年开始随着Perc电池技术不断得到产业认可，19年迎来新建产能集中释放，预计今年下半年将有30GW电池片投产，上游单晶硅片将出现阶段性供不应求局面，硅片企业将提前或扩大扩产计划。

    根据调查数据显示，单晶Perc电池片平均价格已经下降至0.95元/W，趋近多晶硅片0.83元/W报价，单多晶价差创达到历史最小区间。需求端看，单晶性价比提升将对多晶电池片需求形成替代，另一方面随着高成本电池片产能退出和组件装机规模后续提升，Perc电池片价格有望企稳，规划中的Perc扩产仍有望有序落地。继PERC电池成为行业热点后，HIT电池技术初有突破，性价比优势开始显现，未来3年可能是P型PERC电池与N型HIT电池共存的产业时代。

    光伏产业仍属于政策主导型的产业，国家政策方向对该行业来说至关重要。我国光伏产业近些年的蓬勃发展，很大程度上得益于中央和地方政府的支持。

    2019年上半年，财政部、发改委、能源局、国务院扶贫办等部门先后颁布了9个政策、3个实施情况的介绍，这些政策的颁布将继续推动我国光伏产业的稳步发展。

重要政策概览

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    三、电池

    随着全球光伏市场进入高效高功率时代，高效电池产品越来越受到市场青睐。Perc技术在18年以来迅速成为电池片市场上的主流技术路线，并带动了高效电池片投资持续进行。而HIT为代表的异质结技术也被产业参与者认定为未来主流方向之一，其中中国晋能、汉能、福建均石等公司19年开始纷纷布局HIT生产线。

2018-2025年各类电池技术市场占比变化及预测

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    2019年上半年我国电池片产量约51GW，同比增长30.8%，产量前十企业均超过2GW。从全球占比来看，2019年上半年我国电池片产量已经占据75%的全球份额。

    下半年，光伏行业协。根据调查数据显示，单晶Perc电池片平均价格已经下降至0.95元/W，趋近多晶硅片0.83元/W报价，单多晶价差创达到历史最小区间。

    需求端看，单晶性价比提升将对多晶电池片需求形成替代，另一方面随着高成本电池片产能退出和组件装机规模后续提升，Perc电池片价格有望企稳，规划中的Perc扩产仍有望有序落地。

2018.10-2019.7国内Perc/Perc 双面电池片价格（元/W ，21.5% ）

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    随着电池片价格继续下降，高成本产能的退出将稳定电池片市场价格在一定区间。伴随着Perc市场份额的提升，对高效电池产能的需求还会提升，长期看单瓦电池片的价格有望维持在1~1.05元/W区间。同时本轮电池片产业企业梯队已经形成，头部企业将享有品牌溢价。

    从未来国内电池片产能发展趋势看，由于常规多晶产品降本空间已经非常有限，2019年开始单晶将逐渐占据市场主导地位，Perc电池片投资仍将延续至2022年。根据调查数据显示，未来3年（2020-2011）Perc电池片新增产能投资依然有65GW的规模。同时，1-2年内随着N型电池片降本路线更加成熟，将成为新一代高效电池技术投资主力方向之一，带动电池片设备环节持续前行。

2019 年二三季度Perc电池投产统计

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    三、硅片

    硅片环节是光伏产业链中最前端的制造环节。硅片企业将硅料加工成规范尺寸的硅片，应用于下游的电池和组件。同时光伏硅片环节也是单多、晶技术的分界起点，单多晶产品在电池片与组件过程的区别很小，差异主要源自硅片环节的单晶拉棒/多晶铸锭工艺的不同，因此硅片环节是决定单多晶工艺路线差别的根本所在。

    上世纪光伏行业诞生之初市场上仅有单晶光伏产品。八十年代后期，随着多晶电池低成本的经济效益优势凸显，多晶份额逐年提高，并在2014年前后达到80%左右市占率（根据中国光伏行业协会统计）。从2015年开始随着长晶成本快速下降以及金刚线切片技术的应用，单晶/多晶成本差距逐渐缩小，单晶份额开始扩大。2017年随着中国领跑者计划实施单晶产品效率优势开始迅速展现，进一步提高了单晶份额。

2018 年中国光伏硅片产量单/多晶占比

数据来源：公开资料整理

2019 年上半年中国光伏硅片产量单/多晶占比

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    2019年上半年光伏硅片产量占比达到58.8%，创单晶占比历史最高水平。单晶硅片和下游电池片技术已经成为行业主要发展方向，未来随着单晶多晶价差缩小，单晶占比仍有望持续提升。从需求端看，未来晶硅市场的增量将以单晶为主，多晶市场增长非常有限。

    2018年我国光伏硅片产量107GW，占全球产量的93%，硅片环节全球占比继续创历史新高。可以说中国的硅片产能变化情况基本代表了全球光伏硅片的产能变化情况。2019年上半年我国硅片产量63GW，同比增长26%，其中产量前十企业占总产量的90.1%。

    从供给角度看，虽然单晶硅片2019年也有扩产，但是电池厂Perc产能扩张幅度更大，下半年将出现电池厂硅片供应不足的情况。根据Pvinfolink预测，随着国内电池片产能今年下半年的集中投产，今年三季度单晶电池片产能将超过100GW，将首次出现下游电池片产能超过上游硅片产能的情形。目前看单晶硅片供应的紧张趋势将延续至2020年整体硅片产能集中达产的阶段。

    从硅片价格看，经历了17-18年的价格下滑后，18年8月至今单晶硅片价格一直保持稳定，并且在二季度开始相较多晶硅片价差有扩大趋势。这也在一定程度上反映了单晶硅片供给阶段性紧张的局面，从单晶硅片供求关系看，支撑未来半年价格继续反弹。

2017.4-2019.7国内单晶/ 多晶硅片价格及价差（元/片，156mm）

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    产业发展趋势看，由于电池片的效率提升空间越来越有限，为追求更高的组件总功率输出，未来硅片尺寸将朝向大硅片迈进。过去3年156mm一直是行业主流的硅片尺寸，随着18/19年开始下游企业在硅片尺寸上的探索，未来硅片有望出现不同形态和尺寸并行的局面。

    单晶硅片行业在2010年之前主要以对边距125mm的小尺寸硅片为主。2010年后156mm硅片比例逐渐提升，并成为行业主流。2013年隆基、中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克5家企业联合发布了M1与M2(156.75)硅片标准，在不改变组件尺寸的情况下，M2通过提升了2.2%的硅片面积使组件功率提升了5W以上，迅速成为行业主流并稳定了数年时间，同期市场还有少量M4规格(161.7mm)硅片。2018年下半年开始，受“5.31”影响市场竞争加剧，产业内企业再次把目光投向硅片，希望通过扩大硅片尺寸提升组件功率以获得产品竞争力。

    从单片生产成本看，因为电池、组件以片计的生产速率基本固定，通过提升硅片尺寸可以使单位时间产出的电池、组件功率获得提升，这样分摊到每片上的设备、人工和其他成本都将减少，从而降低了电池和组件的制造成本，这在125mm硅片切换成156mm硅片时尤为明显。

    从电站系统成本来看，相同效率下因硅片尺寸增大带来单体支架上的组件功率相应提升，平摊到每W的支架、桩基的成本也得到摊薄。综合以上两点，在设备生产与运输条件允许的前提下，硅片的尺寸做大成为趋势。目前产业中也已经开始探索，隆基近日推出了166mm的M6单晶硅片技术。而硅片尺寸的扩大主要阻力来自于对现有设备兼容性的挑战，或者说是大尺寸带来的成本降低是否能覆盖产线设备的重新购置成本。当硅片尺寸摊薄成本足够大时，必然会驱动一轮新的固定资产投资，尤其是长晶环节。

    同时硅片尺寸变大，还会带动下游电池片和硅片相应设备需求。目前硅片做大在电池片生产中的制约因素在于扩散炉。因此在硅片尽量做大而扩散炉直径有限的情况下，有一定倒角的单晶硅片比全方单晶硅片具有一定优势。

    2019年8月16日，中环股份召开M12硅片新产品发布会。该产品采用12英寸超大钻石线切割太阳能单晶硅正方片，面积达44096立方毫米，对边距达210毫米，总面积相对于目前主流的M2硅片提升80.5%。发布会上，公司公布测算结果新产品有望降低度电成本达6%，采用M12产品可将组件功率提升到600W级别。

    同时公司针对该产品申报百余项专利进行技术保护，能够形成壁垒。从中环产品发布来看，采用更大尺寸硅片已经成为产业链降本的重要手段，将等待下游尤其是终端电站的验证。

    除此以外，作为全球多晶产业链龙头的保利协鑫一直保持对铸锭单晶技术的持续研发，自2011年起经过7年改良，终于在2017年推出了第三代成熟铸锭单晶产品—鑫单晶G3，并于2018年起开始规模化应用。保利协鑫称其第三代铸锭单晶产品相比直拉单晶产品具有“单晶的性能，多晶的成本”优势。铸锭单晶是指采用多晶铸锭炉，在常规多晶铸锭工艺的基础上加入单晶籽晶，定向凝固后形成方型硅锭，并通过开方、切片等环节，最终制成单多晶混合的硅片。其本质上是沿用了多晶的制备流程和工艺路线，因此相对于铸锭多晶成本增加较小，二次技改投入也小，这对于存续大量多晶产能的光伏企业意义重大。目前看铸锭单晶更多是对多晶产能技改的升级路线，未来产品也主要瞄准替代多晶市场，不会对直拉长晶技术及设备构成直接威胁。但铸锭单晶技术研发的背后，展现的是硅片段技术迭代时代已经加速来临。

2014-2021年隆基股份和中环股份光伏硅片及扩产规划

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    四、组件

    光伏组件是光伏发电系统中的核心部分，其作用是根据将太阳能转变为电能，并送往蓄电池中进行存储。按照组成部分，常用的晶硅光伏组件主要由电池片、EVA封装材料、玻璃，背板和边框、接线盒等3部件构成。

    电池片：是太阳能发电的核心部件，根据光生伏特效应能够在受光照的条件下形成自由电子，并且在PN结的单向导通下形成电流，从而将太阳能转变为电能。目前电池片的发展技术有铝背场（Al-BSF）、钝化发射极和背场面（PERC）、异质结（HIT）等。

    EVA封装材料：采用含有EVA的热固性胶膜将电池片、背板和玻璃层压成整体，形成组件。

    玻璃、背板和边框：起到防止电池片收到外界腐蚀或损伤、延长组件使用寿命，便于后续安装等作用的部件。

    接线盒：一般组件中有60或72块电池片，电池片通过银浆串联连接，在光照条件下形成电流后通过银浆导线传至接线盒中，再接到外部蓄电池中。

光伏组件内部构成

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    从组件技术路径来看，先进组件技术包括双面、叠瓦、半片和MBB多主栅等，按照工艺流程不同，可以进行分开比较。从2018年来看，单面技术仍占市场主流，双面技术由于领跑者电站项目中的大量采用，目前约有10%市场份额，随着新型光伏的应用拓展，到2025年有望市占率超越单面组件。

    半片技术是典型的按比例提升功率的技术，它叠加在效率越高的电池片上带来的提升越大。半片技术叠加在常规多晶组件上可以提升5~6W的功率；同样的技术叠加在单晶perc组件上就可以带来8W以上的功率提升。2018年全片组件占90%以上份额。半片技术通过降低组件中串联电阻，降低内部功率损失，提高转换效率，且半片技术工艺成熟，良率有保证，目前产能约15GW，未来有望逐步取代全片。

2017-2021年叠瓦产能及预测（GW ）

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    所谓叠瓦技术，是指将传统的电池片切成1/5之后，使用导电胶直接衔接两片电池，将其粘合叠加在一起，在此基础上再将电池片串联起来。这样一来便可将传统组件中保留的2-3毫米电池片间距消除，实现在相同的面积上装载更多的电池片，一般来说，常规的60型组件可以装载66片电池片。除此以外，由于叠瓦技术是使用导电胶代替焊带来进行电流传输的，没有传统组件中焊带遮盖有效受光面积的问题，因此叠瓦组件有效受光面积要大于传统组件，进一步提高了叠瓦组件的转换效率。叠瓦技术是光伏组件工艺的重要技术革新，叠瓦改变了长期以来利用焊带将电池片电连接的方式，大大增加了光伏组件的光照面积。叠瓦组件产能自今年起也有显著增加，但由于叠瓦技术长期面临着专利侵权疑虑，使得终端市场较为受限，目前除了拥有专利的东方环晟、阿特斯及江苏赛拉弗有较多海外出口，多数厂商的叠瓦组件仍以供给中国国内项目为主。

    从叠瓦组件的工艺流程来看，其难点一是在于切片过程中可能造成的隐裂、破损等问题；二是在焊接过程中，需要采用叠瓦专用的串焊机进行焊接，存在一定技术要求。总的来说，影响叠瓦组件良率的工序包括：激光切割、电池小条排片、电池条焊接等，除此以外，其他工艺和设备要求与常规组件基本相同。

    2018年全球叠瓦组件出货量约在1GW左右。从地域来看，最大的需求依然是中国内需市场，其次是澳大利亚。从企业来看，国内市场主要是Sunpower、东方环晟，赛拉弗三家，另外阿特斯也有部分出货量。各家产能储备中东方环晟约有1.2GW，赛拉弗250MW，并且隆基目前也有GW级别扩产计划。

    此外，MBB多主栅技术是通过提高主栅数目，提高电池应力分布均匀性，进而提高导电性，增加转换效率，MBB相对于市场主流的5主栅技术，单个组件功率可以提高2-3W，且工艺成熟，是目前发展趋势，预计到2021年将成为主流。主栅技术也会对推升相应环节组件设备需求。

2018-2025年主栅技术市占率变化趋势

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组件厂商新建产线设备投资额

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    根据调查数据显示，对比2000年和2018年的装机来看，全球年新增装机增长396倍，累计装机增长了361倍。2018年全球年新增装机已突110GW，累计装机达到515GW。中国光伏行业协会秘书长王勃华表示，虽然上半年内地光伏新增装机不足12GW；但随着竞价目录落地，下半年市场有望出现爆发式增长，并带来产业链部分环节需求向上。

    国内需求看，如果按照国家能源局给出的全年装机指导目标下限40GW，可以计算得到下半年国内装机需要达到至少28.6GW，下半年同比增速将达到43%以上，半年度装机规模将接近历史最高水平。

    国外市场看，根据调查数据显示，2019年1-6月份我国组件出口额为88.88亿美元，同比增长51.20%，出口量34.20GW，同比增长99.50%。单晶组件出口量为17.67GW，占比51.7％，同比增长260.7％。晶科以稳定强劲的冲势蝉联第一。隆基乐叶（同比增长301.8％）、东方日升（同比增长184.7％）、尚德（同比增长159.9％）、正泰（同比增长153.5％）、天合（同比增长143.9％）增长明显。

2018/19 年上半年中国光伏产品出口金额对比

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    由于欧洲和美国市场的改善以及印度和越南的快速增长，2019年全球新增太阳能光伏（PV）装置有望创下历史新高。日本市场新法案对未建项目并网期限定在2020年9月底之前，预计2019-2020年会出现抢装潮。新兴市场墨西哥、澳大利亚、土耳其、阿联酋等将对我国光伏产品出口产生拉动效应。今年的海外增长预计将主要由新兴市场推动，特别是西班牙，南非，越南，以及埃及和智利。预计2019年全球新增太阳能光伏装机容量能突破120GW。

2018 年中国主要组件出口国家/地区

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2019 年上半年中国主要组件出口国家/地区

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    大硅片组件的出货也将逐步提升，同时双面发电产品出货量也预期在明年因为201对双面组件的税率优惠而使得美国市场双面比重提升。在美国市场出现较大的安装量后，预期其他较成熟的市场也会跟进，届时也将开始拉高实际的双面组件出货。

    随着上游硅片、中游电池片不断追求更低的单位成本，各种组件高效技术也得以快速发展，相关设备的国产化进程很大程度上影响着该技术量产化的进程。目前看，不论是采取哪种高密度组件封装技术路线，总体方向都是在组件面积增加幅度有限的条件下，最大幅度的增加电池封装量。在组件设备投资部分，叠瓦及拼片企业需要投资采购全新的叠瓦焊接机和叠瓦汇流条焊接机，叠焊及小片间距则可以沿用半片机台改机升级。

光伏组件主要生产设备及用途

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    光伏行业受政策补贴影响较大，弃光限电和拖欠补贴问题依然存在。“531”新政后，随着补贴退坡加速及平价上网倒计时，降低度电成本成为行业主要发展目标。

    受国内光伏企业境外投资进度影响，境存在新市场和新客户开拓力度受阻的可能性。若下游客户海外投资下降，将会对行业内公司业绩带来不利影响。

    下半年国内光伏装机提速，带动组件及中上游产品需求，产业链景气度走高。国家能源局预计中国全年可建成并网的装机容量在40-45GW，下半年度装机规模将接近历史最高水平。电池片环节，随着高成本产能退出和组件装机规模提升，下半年Perc电池片价格有望企稳回升，Perc扩产仍有序落地。同时HIT电池技术凭借高效优势开始崭露头角，核心设备加速国产化有望带动成本下降至可量产水平。硅片环节，下半年高效电池片产能集中投产，单晶硅片将延续供不应求趋势，同时硅片尺寸换代来临，下游升级扩产将直接拉动长晶设备需求。

    相关报告：智研咨询发布的《2019-2025年中国光伏设备行业市场前景分析及发展趋势预测报告》