太陽能光伏發電是太陽能發電的重要分支，主要是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉化為電能，而太陽能電池通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換。

按照光伏電池片的材質，太陽能電池大致可以分為兩類：一類是晶體硅太陽能電池，包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池；另一類是薄膜太陽能電池，主要包括非晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及銅銦鎵硒太陽能電池等。

晶硅電池相對于薄膜電池起步更早、效率更高。

隨兩輪多晶硅價格的大幅下行，多晶電池片成本快速下降，更便宜的多晶硅電池組件，大幅降低了度電成本，成為目前光伏市場絕對主流。

光伏產業鏈可分為硅料、硅片、光伏電池片、光伏組件、光伏系統五個環節。

上游包括原料高純度多晶硅材料的生產，單晶硅和多晶硅的制造，硅片的生產。

中游包括光伏電池，光伏組件（玻璃，支架等）以及逆變電器環節。

下游是光伏發電的應用端，包括光伏電站和分布式發電。

圖表來源：天風證券

▌光伏產業鏈上游

原料高純度多晶硅材料

硅料作為產業基礎原材料，早期曾被國外封鎖，2013年后在光伏產業政策的持續驅動下，國內多晶硅廠商技術突飛猛進、生產成本大幅下降，我國多晶硅行業呈現快速發展的趨勢。

2019年，我國多晶硅有效產能達46.6萬噸，產量達34.2萬噸，占全球總產量的67.3%，同比提升了9.2個百分點。2008-2019年，我國多晶硅產能和產量年復合增長率分別為48.80%和36.67%，多晶硅原料的供應已經不再是光伏太陽能產業發展的瓶頸。

硅料產能周期已過，且20年產業鏈價格大跌降低硅料廠商擴產意愿，20年新增僅東方希望3萬噸，協鑫2萬噸，同時海外預計退出約10萬噸，21年擴產除了通威8萬噸（年末投產，還需考慮爬坡，對當年產量無貢獻），沒有其他新增產能。由于硅料環節擴產需1-2年，故未來硅料產能確定性很強。

晶體硅可分為單晶硅和多晶硅，兩者都具有金剛石晶格，具有金屬光澤、可導電，并且具有半導體性質。根據不同的硅原料，可制成不同類型的太陽能電池。

單晶硅電池具有高電池轉換率和良好的穩定性，但其成本高，早在20年前，單晶硅電池就突破了20%以上光電轉換效率的技術壁壘。

多晶硅電池成本低，但其轉換效率低于單晶硅太陽能電池。

圖表來源：公開資料

2019年，全球生產規模前十的硅片企業均為中國企業，總產能達到157.3GW，約占全球全年總產能的85.4％；產量為126.7GW，占全球總產量的91.6％，同比提升10.5個百分點。

圖表來源：上機數控招股書，天風證券

▌光伏產業鏈中游

光伏電池

太陽能電池主要包括晶硅電池和薄膜電池，靶材主要應用于薄膜太陽能電池的背電極環節以及HIT（異質結）電池的導體層。

晶體硅太陽能電池按照生產工藝不同可分為硅片涂覆型太陽能電池以及PVD工藝高轉化率硅片太陽能電池，其中硅片涂覆型太陽能電池的生產不使用濺射靶材。

目前靶材主要用于太陽能薄膜電池領域，而HIT作為PERC（鈍化發射極及背局域接觸電池）未來的替代技術，有望實現大規模量產，從而帶動靶材需求。

根據Pvinfolink數據顯示，光伏電池產量全球市占率排名前五的分別是通威10.1%、愛旭股份5.1%、晶澳5.1%、晶科5.1%、韓華4.9%。通威是連續三年成為全球產能及出貨量第一的獨立第三方電池企業。

圖表來源：廣發證券

光伏組件 - 光伏玻璃

光伏玻璃位于光伏產業鏈中游, 由于晶體硅電池片機械強度差，并且其電極很容易受到空氣中的水分和腐蝕性氣體的氧化和銹蝕，使得其在露天環境中的應用受到極大限制，所以通常利用光伏玻璃與背板通過EVA膠膜將電池片密封在中間，這樣可以保護電池不受水分、氧氣等氣體的氧化和腐蝕。之后再安裝鋁邊框與接線盒，由此封裝成太陽能電池組件。

光伏玻璃可分為三種主要類型：超白壓花玻璃、超白加工浮法玻璃及透明導電氧化物鍍膜(TCO)玻璃。一般而言，晶體硅光伏組件使用超白壓花玻璃或超白加工浮法玻璃。

一方面可以對太陽能電池起到保護作用，增加光伏組件的使用壽命。另一方面，由于超白壓花玻璃及超白加工浮法玻璃的含鐵量相對較低，透光率更高，能夠提高光伏組件的發電效率。

光伏玻璃產業高度集中，福萊特與信義光能市場占比約為58%，是光伏玻璃的領域的寡頭，競爭優勢明顯。

光伏玻璃市場份額：

圖表來源：Solarzoom

光伏組件--光伏支架：光伏電站新大腦，主要硬件國產化最后一步

光伏支架是太陽能光伏發電系統中為了支撐、固定、轉動光伏組件而設計安裝的特殊結構件。

光伏支架需要在特定環境下長期使用。具備較強的抗風壓、抗雪壓、抗震、抗腐蝕等機械性能，確保在風沙、雨、雪、地震等各種惡劣環境下正常運轉，并且使用壽命一般要求達到25年以上。需要滿足項目地的各項標準。

光伏電站設計核心為結構設計，整個光伏電站結構設計主要通過光伏支架實現，光伏支架在光伏電站建設中具有重要地位。CPIA預測2020-2025年我國固定式光伏轉動區分為固定支架和跟蹤支架。

在全球來看，目前美洲地區依舊是光伏跟蹤支架的主要市場，占全球跟蹤支架需求的一半以上。但近年來很多新興光伏市場，特別是亞洲、澳大利亞及非洲，跟蹤支架的需求也快速提升。

根據Wood Mackenzie統計，全球前七大跟蹤支架廠家只有中信博和Nclave為中資企業，其他均為歐美企業，作為國際市場的先發企業，NEXTracker市場占有率分別為33%、30%及29%，技術方案已深入人心、形成了一定的用戶習慣。

相比之下，作為光伏主要硬件國產化最后一步，中國光伏支架企業企業仍有較大的成長空間（國內跟蹤支架滲透率僅為10%（2019年）），市場潛能較大但也同樣需要一定時間。

光伏逆變器：全球市占率有望提升

目前國內逆變器、跟蹤支架廠商在全球份額仍遠不及光伏中游環節70-80%的市占率。

中長期看中國廠商具備產品更新迭代快，產業鏈、人工等優勢，隨著中國廠商在海外的品牌力逐漸增強，全球市占率有望持續提升。

中國逆變器龍頭廠商持續降本增效，產品性價比優勢凸顯并趕超海外企業，而海外部分廠商如Schneider（退出公用事業規模的逆變器業務）、ABB（向Fimer出售逆變器業務）等逐步退出市場，市場競爭格局改善。

2019年逆變器廠商海外市場規模份額TOP3分別是：華為市占率為17%、SMA市占率為11%、陽光電源市占率為10%。

▌下游：光伏發電的應用端

過去幾年，我國以集中式光伏發電系統為主，其主要原因是我國政策推動方面以國家主導為主，這種自上而下的政策和運行方式，更容易迅速推動集中式光伏系統的建設，直接導致現有光伏裝機中，集中式光伏發電系統占比較高。

中國分布式光伏發電系統的規模化應用起于2009年的“金太陽示范工程”和“光電建筑應用”，分布式受到國家重視，除了它靈活多變的形式外，分布式光伏主要在用戶側的優點越發凸顯。

光伏作為目前大力推廣發展的一種能源，在“雙循環”下將發揮重要的作用，迎來新的發展機遇。在內循環中，光伏發電作為可循環能源，可以保障能源供給。在外循環中，不斷升級、完善的光伏制造產業鏈將增強我國在國際市場的競爭力，推動光伏企業加快布局。

“十四五”期間光伏新增裝機量將達到約358.4GW，年均約71.7GW， 比“十三五”期間年均裝機量增長約78%，光伏全產業鏈各個環節如分布式光伏、BIPV、光儲一體化等項目將迎來加速發展期。

中央經濟工作會議首提碳中和、能源局表態2021年風、光裝機120Gw，均助推行業估值中樞進一步抬升。