光伏发电行业前景如何

光伏行业发展趋势是：

1、产业规模持续扩大：由于光伏发电技术革新不断涌现、光伏产品成本持续降低，平价上网在全球绝大多数国家和地区指日可待，光伏发电成为各国重要的能源结构改革方向，包括中国、印度、美国、欧盟主要国家和沙特等能源大国纷纷宣布了大规模的新能源规划。

2、产品性能持续提升：技术进步仍将是光伏产业发展主题。2019年底，产业化生产的主流高效多晶硅电池转换效率将超过20%，单晶硅电池有望达到22.5%-23%，主流组件产品功率将分别达到285W和320W。单晶连续投料生产工艺和大容量铸锭技术持续进步；多晶硅片金刚线切割应用范围将会进一步扩大到30%，单晶硅片将完成金刚线切割的替代。

3、分布式光伏快速发展：分布式光伏具有安装灵活、投入少、方便就近消纳的优点，有利于解决我国发电与负荷不一致的问题，同时大幅降低传输损失，减少对大电网的依赖，并缓解电网的投资压力。

4、单晶硅电池市场逐步增大：随着光伏市场的不断发展，高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测，未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大，2018年单晶硅片市场份额已经超过40%，2019年将超过一半，其中N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。

5、平价上网加速到来：随着政策支持和技术进步，我国光伏发电产业成长迅速，成本下降和产品更新换代速度不断加快，目前，用电侧在部分地区已可以实现平价，2019年1月，国家发改委、国家能源局联合发布的《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》，推进风电、光伏发电平价上网项目和低价上网试点项目建设。

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1.1. 逆变器简介

逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏 。在太阳能光伏发电过程中，光伏阵列所发的电能为直 流电能，然而许多负载需要交流电能。直流供电系统存在很大的局限性，不便于变换电压， 负载应用范围也有限，除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。光伏 逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏，其将光伏组件产生的直流电转化为交流电，输送给本 地负载或电网，并具备相关保护功能的电力电子设备。光伏逆变器主要由功率模块、控制电 路板、断路器、滤波器、电抗器、变压器、接触器以及机柜等组成，生产过程包括电子件预 加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节，其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技 术和现代控制技术的发展。

下游包括终端业主、EPC 承包商、系统集成商和安装商。 逆变器作为光伏系统的主要核心部 件之一，需要和其他部件集成后提供给最终电站投资业主使用。光伏系统在供给终端业主使 用之前，存在相应的系统设计、系统部件集成以及系统安装环节，虽然最终使用者一般均为 光伏地面电站投资业主、工商业投资业主或户用投资业主，但设备也可以由中间环节的某一 类客户采购，比如 EPC 承包商、光伏系统集成商或光伏系统安装商。

1.2. 逆变器分类

目前逆变器产品主要分为四类，即集中式逆变器（主要用于大型地面电站，功率范围在 250kW-10MW）、集散式逆变器（主要用于复杂的大型地面电站，功率范围 1MW-10MW）、 组串式逆变器（主要用于户用、小型工商业分布式和地面电站等，功率范围 1.5kW-250kW） 和微型逆变器（主要用于户用等小型电站，功率等级在 200W-1500W）。

其中，大型集中式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总成较大直流功率后再转变为交 流电的一种电力电子装臵。因此，此类光伏逆变器的功率都相对较大，一般采用 500KW 以 上的集中式逆变器。特别是近年来随着电力电子技术的快速发展，大型集中式光伏逆变器的 功率越来越大，从最初的 500KW 逐步提升至 630KW、1.25MW、2.5MW、3.125MW 等， 同时电压等级也越来越高。大型集中式光伏逆变器具有输出功率大、运维简单、技术成熟以 及电能质量高、成本低等优点，通常适用于大型地面光伏电站、农光互补光伏电站、水面光 伏电站等。同时，由于其单体输出功率大、电压等级高，随着技术进步近年来开始与下游的 变压器集成，形成“逆变升压”一体化的解决方案，以及与储能结合的光储一体化解决方案。

组串式光伏逆变器是将较小单元光伏组件产生的直流电直接转变为交流电的一种电力电子 装臵。因此，组串式光伏逆变器的功率都相对较小，一般功率在 50kW 以下的光伏逆变器称 为组串式光伏逆变器。但是近年来，随着技术进步和降本增效的考虑，组串式光伏逆变器的 功率也开始逐步增加，出现了 60KW、70KW、100KW、136KW、175KW 以上等大功率的 组串式光伏逆变器。组串式光伏逆变器由于单台功率小，在同等发电规模情况下增加了逆变 器的数量，因此单台逆变器与光伏组件最佳工作点的匹配性较好，在特殊的环境下能够增加 发电量。组串式光伏逆变器主要运用于规模较小的电站，如户用分布式发电、中小型工商业 屋顶电站等，但是近年来也开始应用于一些大型地面电站。

1.3. 逆变器行业的核心竞争力

研发能力： 电力电子行业属于技术密集型产业，涉及电力、电子、控制理论等学科，研发人 才需具备电力系统设计、电力电子技术、机械结构设计、微电脑技术、通讯技术、控制技术、 软件编程等专业知识，以及产品应用场景知识。产品从设计、研制到持续创新性改进都需要 大量的研发人员共同努力才能完成。研发人员的技术水平和知识的深度和广度都会直接影响 到产品的质量和水平，长期技术积累才能有效提高产品的稳定性可靠性。对于新进入者，很 难在短期内积累相关技术和各种应用场景知识，从而形成一定的技术壁垒。可以看到，近年 来国内主流逆变器企业研发费用率呈现上升态势，2019 年上能电气、固德威研发费用率高 达 6.34%和 6.15%，阳光电源和锦浪 科技 的研发费用率也达到 4.89%和 3.71%

品牌力： 逆变器企业在为客户服务时不仅仅提供相关产品，还包括一套完整的解决方案，产 品设计的微小变化，对整个电站项目的可靠性、稳定性均产生一定的影响。品牌是多年产品 质量和售后服务凝聚的结果，因此客户在选择产品时，通常会选择品牌声誉好的供应方且一 旦采购便会与产品供应方形成较为稳定的合作关系。

渠道开发能力： 由于逆变器销售靠近终端，且目前国内逆变器企业加速出海，因此渠道的开 发，尤其是户用、工商业分布式以及海外渠道的开发至关重要。以固德威为例，目前固德威 的逆变器在全球 80 多个国家和地区销售，为了保证当地渠道开发的顺畅，需要招募当地专 业的销售团队，从而保证自身的竞争力，这对于企业的渠道开发能力提出了非常高的要求。

2.1. 趋势一：组串式逆变器市场份额占比不断提升

从产品需求上看，全球范围内依然遵循大型地面电站优选集中式逆变器、工商业和户用分布 式优选组串式逆变器的选型原则，但近年来行业的一大趋势是组串式逆变器市场份额持续增 长。根据 GTMResearch 的统计数据，2018 年组串式逆变器出货量首次超过集中式逆变器， 达到 52GW，市占率达到 58%（其中单相占比 9%、三相占比 47%）。组串式逆变器近年来 占比提升主要有两个原因：（1）工商业分布式和户用市场近年来发展较好，应用领域不断增 加，主要得益于中国、欧洲、北美和澳洲等国家和地区的大力扶持；（2）组串式逆变器本身 转换效率较高，近年来随着组串式逆变器技术不断发展，产品成本逐年下降，平均单瓦价格 逐渐接近集中式逆变器，在集中式电站中组串式逆变器越来越多的开始得到应用。根据 IHS Markit 的预测，未来组串式逆变器的销售占比有望进一步提升至超过 60%，组串式逆变器的 装机比例预计稳中有升。

2.2. 趋势二：逆变器存量替代需求有望步入高增时代

逆变器内部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机 达到 17.5GW，首次达到 10GW 以上规模，随着全球各地原有光伏发电设备的老化，整个光 伏市场对更换逆变器的需求正在持续增长。其中，光伏市场起步较早（2008 年）的欧洲近 年来逆变器更换需求已经呈现不断上升态势，2019 年存量光伏电站项目逆变器更换需求已 经达到 3.4GW。与此同时，亚洲地区方面，日本光伏市场起步较早，2009 年累计装机规模 已经达到 2.6GW，2019 年日本逆变器市场替代需求已经初具规模；国内光伏装机自 2011 年达到 GW 级别，2013 年新增装机超过 10GW（10.9GW），预计 2020 年开始逆变器替换 市场将迅速增加。此外，北美洲、尤其是美国光伏市场从 2011 年起新增装机达到 GW 级别， 也有望于近年启动逆变器存量替代。综上，逆变器存量替代自 2020 年起有望步入高增时代。

2.3. 全球逆变器需求及市场空间测算

1）由于组件在光伏发电系统投资成本中的占比较高，在合理范围内增大容配比对于提高光 伏电站发电量、大幅降低 LCOE 具有重要意义。因此，提高超配能力、增加单个组件方阵规 模以提高直流输入的思路，在逆变器产品设计和光伏电站系统设计中被逐渐采用。目前，国 外大型地面电站的容配比最高达到 2 倍，国内光伏电站也逐渐采用超配设计，很多电站项目 已经按照 1.3 倍以上的容配比设计，而部分项目在综合考虑光照、地形和支架、组件等设备 选型等因素后，为追求最优经济性而采用 1.7-1.8 的容配比设计。根据 2019 年组件产量和逆 变器产量推算出全球电站平均容配比为 1.15，假设未来电站容配比逐年小幅提升， 2020/2021/2022/2023 年全球电站平均容配比分别为 1.18/1.21/1.23/1.25。

2）根据 IHS Markit 预测，2020 年全球逆变器更换需求将达到 8.7GW，同比增长 40%；考 虑到 2010 年后全球光伏新增装机逐年增加，因此我们认为未来逆变器存量替代需求有望持 续高增，假 2021/2022/2023 年存量替代需求分别为 15/20/25GW。

3）由于地面电站越来越多采用组串式逆变器以及户用和工商业分布式市场快速发展，假设 未来组串式逆变器的装机比例稳中有升，至 2023 年市场占有率从目前的 59%左右逐步提升 60%左右，对应集中式逆变器市场占有率将从 41%下降至 40%。

4）考虑到当前集中式逆变器价格持续压缩空间不大，假设未来几年价格年降幅为 5%；组串 式逆变器由于竞争较为激烈，中短期价格仍存在一定向下空间，假设 2020、2021 年价格年 降幅为 7%，2022、2023 年价格年降幅为 5%。

5 ） 测 算 结 果 ： 根据我们测算， 2020-2023 年全球逆变器总需求量分别为 125.6/167.1/197.6/227.4GW，市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中， 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW，市场空间分别 为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿 元 ； 全 球 集 中 式 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 51.1/67.5/79.5/91.0GW，市场空间分别为 58.3/73.1/81.7/89.8 亿元。

3.1. 趋势一：国内企业加速海外渗透抢占市场份额

近年来国内逆变器企业加速海外布局。 近年来受到中国市场政策波动影响，尤其是 2018 年 531 新政后，国内逆变器企业加快拓展海外渠道，加速海外布局。2019 年我国光伏逆变器出 口规模约为 52.3GW，同比增长 176.7%，总出口额达到 24.38 亿美元，出口市场主要集中 在印度、欧洲、美国、越南、巴西、日本、澳大利亚、墨西哥等国家。其中，亚太地区出口 占比为 37.9%、欧洲市场占比约为 34.1%，其次是北美洲和拉美，占比分别达到 13.4%和 10%。

国内逆变器企业竞争优势较为明显。 近年来随着国内逆变器企业快速发展，国产逆变器产品 的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业，与此同时国内的人工、制造成本相比海外企业更低， 因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。以国内逆变器龙头阳光电源和德国的 SMA 为例，两者分列 2019 年全球逆变器出货第 2 和第 3 位，可以看到近年来阳光电源逆变器毛 利率一直维持在 30%以上，而 SMA 则在 20%左右。发展到当前阶段，中国逆变器企业已经 从早期的单纯依赖价格优势参与竞争，逐步转向依赖提升技术水平、产品质量、售后服务等 综合品牌价值来获取市场。

东南亚、欧洲等地区渗透率较高，美国、日本仍有大幅提升空间。 分市场来看，2019 年全 球主要光伏市场国内逆变器出货占比均有显著提升。其中，欧洲作为传统的出口市场，国内 逆变器出货占比从 56%进一步大幅提升至 77%；印度、越南等国主要以地面电站为主，是 目前最火热的光伏市场之一，且本土缺乏有竞争力的光伏企业，因此近年来众多国内逆变器 企业大力开拓印度市场，2019 年国内逆变器出货占比从 2018 年的 34%大幅攀升至 61%；国内企业在拉美地区表现同样出色，2019 年出货占比提升至 58%。目前国内逆变器在美国 和日本渗透率尚低，一方面是由于两个国家市场进入门槛比较高且拥有竞争力较强的逆变器 企业（美国是 SolarEdge 和 Enphase、日本是 TEMIC、Omron 和 Panasonic），另一方面 是因为国内逆变器企业进入市场较晚，与国际品牌及当地的本土品牌在销售渠道竞争方面还 存在劣势。不过近年来国内逆变器企业仍然呈现出加速渗透的态势，2019 年美国和日本中 国逆变器出货占比分别从 19%和 9%提升至 34%和 23%。

3.2. 趋势二：中游企业加速崛起，落后企业陆续退出

行业内多数企业开始采取集中竞争战略。 面对越来越细分的光伏市场演变趋势，逆变器企业 在业务定位和技术路线选择上也越来越呈现差异化发展的趋势。其中，阳光电源、正泰、科 士达等少数企业覆盖除微型逆变器以外的全部类型逆变器，上能电气和特变电工聚焦于集中 式逆变器产品，组串式逆变器竞争相对较为激烈，华为、锦浪、古瑞瓦特、固德威等企业都 在努力深耕工商业和户用逆变器市场，小部分企业专注于集散式和微型逆变器。

受益于细分子领域的集中竞争战略，中游企业加速崛起 。根据 Wood Mackenzie 发布的《Global PV Inverter and module-level power electronics inverter market 2020》数据显示， 受益于组串式逆变器市占率提升以及锦浪、固德威等中游企业采取了集中竞争战略，深耕工 商业分布式和户用市场，可以看到 6-10 名的逆变器企业市场份额近年来有所提升，从 2017 年的 14%上升至 20%，相比之下前 5 名的市场份额则从 2017 年的 59%下滑至 2019 年的 56%，中游企业加速崛起。

行业持续整合，落后企业加速退出。 展望未来，自主研发能力弱、对市场变化敏感度不高和 新市场拓展能力差的企业，后续的生存空间将会愈发困难。2019 年 7 月 ABB 宣布将逆变器 业务出售给意大利 PIMER，此次收购已于 2020 年 3 月初正式完成；德国 SMA 集团下属的 SMA（中国）在中国境内的三家公司在 2019 年 2 月完成 MBO 后更名为爱士惟；施耐德退 出集中式光伏逆变器业务，只做分布式逆变器；因营收大幅下滑的上市公司茂硕电源，也已 经在谋求转型；前身是兆伏爱索的 ZeverSolarGMBH 已经宣布正式停止开展逆变器业务。

3.3. 降本路径：功率大型化、原材料国产化和技术优化

功率大型化： 近年来逆变器单机功率大型化趋势基本确立，目前集中式逆变器主流产品正在 从 500KW-630MW 过渡到 1.25-3.125MW、组串式逆变器正在从 50KW 以下过渡到 50-175KW。功率大型化摊薄了不变成本，为逆变器带来了单位功率成本的下降以及盈利能 力的提升。根据上能电气招股说明书的信息，3.125MW 集中逆变器单位成本基本与 630KW 持平，主要是因为 630KW 经历多年的发展成本已经大幅优化而 3.125MW 作为新产品未来 成本还有较大的优化空间，但毛利率相比 630KW 要高出 6pcts 以上；同样的 175KW 组串 式逆变器的单位功率成本相比 20KW 以下的产品要低 0.21 元/W，毛利率要高出 10pcts 以上。

原材料国产化 ：光伏逆变器的原材料成本占产品成本的 80%以上，其中 MOSFET 和 IGBT等半导体为核心的电子器件，产品技术门槛较高，目前主要由德国英飞凌、日本三菱、富士 等国外企业供应。目前我国一线逆变器厂商主要功率期间大多选用进口产品。近两年收到国 际贸易因素的影响，国内逆变器企业对于供应链的安全愈发关注，国产替代加速成为国内 IGBT 供应商打开市场的突破口。当前国内 IGBT 行业已经能够具备一定的产业链协同能力， 部分逆变器企业也正在逐步接受国产 IGBT，国内 IGBT 的销量也在持续上涨。随着国内 8 英寸 Fab 厂产能大幅开出，国内 IGBT 在技术、成本等各个方面都将更加具备竞争优势，国 产替代的进程也必将加速从而降低国产逆变器原材料成本。

技术优化： 一方面，随着未来硅半导体功率器件技术指标的进一步提升、碳化硅等新型高效 半导体材料工艺的日益成熟、磁性材料单位损耗的逐步降低，并结合更加完善的电力电子变 换拓扑和控制技术，逆变器效率未来仍有进一步提升的空间；另一方面，未来逆变器电路、 体积等方面仍然存在进一步优化的空间，从而进一步节省半导体和箱体材料。

3.4. 盈利能力：中短期有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平

多重因素作用下逆变器价格逐年下跌。 从产品价格上来看，随着传统光伏市场趋于稳定，逆 变器企业在传统市场中的竞争加剧；与此同时，国内企业加快出海，越来越多具备成本优势 的中国企业参与到新兴市场的竞争中，光伏逆变器全球化竞争也愈发积累。此外，由于行业 降本增效的压力，逆变器成本优化带动售价逐年下降。在上述多重因素的作用下，集中式逆 变器价格从 2014 年的 0.28 元/W 降至 2019 年的 0.12 元/W 左右，组串式逆变器由于竞争更 为激烈，价格降幅较大，从 2014 年的 0.54 元/W 降至 0.22 元/W。

中短期盈利能力有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。 虽然近年来逆变器价格下降 幅度较大，但是从国内企业的毛利率数据看，除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当年盈利能力略有下滑外，近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势，主因一是中国企业 加速向海外高毛利地区渗透，二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。从当 前时点看，微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实，中短期国内逆变器 厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。

受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放，逆变器需求有望持续高增。 逆变器内 部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机达到 17.5GW，首次达到 10GW 以上规模，随着全球各地原有光伏发电设备的老化，整个光伏市 场对更换逆变器的需求正在持续增长。受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放， 逆变器需求未来有望持续高增， 2020-2023 年 全 球 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 125.6/167.1/197.6/227.4GW，市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中，由于 工商业和户用分布式市场发展迅速且越来越多的地面电站开始使用组串式逆变器，组串式逆 变器需求增速预计将快于行业整体增速，我们测算 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量 分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW，市场空间分别为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿元。

国内逆变器企业竞争优势明显，海外渗透率持续提升。 受到中国市场政策波动影响，尤其是 2018 年 531 新政后，国内逆变器企业加快拓展海外渠道，加速海外布局。2019 年我国光伏 逆变器出口规模约为 52.3GW，同比增长 176.7%。近年来随着国内逆变器企业快速发展， 国产逆变器产品的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业，与此同时国内的人工、制造成本相比 海外企业更低，因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。目前国内企业在欧洲、印 度、拉美等主流市场的市占率分别为 77%、61%、58%，在美国、日本的市占率为 34%和 23%，后续凭借较大的竞争优势渗透率有望进一步提升。

海外出货占比增加&成本优化助力，逆变器企业盈利能力稳中向好。 虽然近年来逆变器价格 下降幅度较大，但是从国内企业的毛利率数据看，除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当 年盈利能力略有下滑外，近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势，主因一是中国 企业加速向海外高毛利地区渗透，二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。 从当前时点看，微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实，中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。

投资策略： 受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放，逆变器需求有望持续高增。 与此同时，由于竞争优势显著，国内逆变器企业加速海外布局抢占市场份额，中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平，我们认为未来逆变器 企业业绩有望持续高增， 重点推荐全球逆变器龙头阳光电源、组串式逆变器优质企业锦浪科 技和固德威，建议关注上能电气。

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（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：安信证券）

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光伏是未来全球先进产业竞争的制高点。经过十几年的发展，光伏产业已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业。

智能光伏时代的来临，给了中国光伏企业站在新的更高历史平台的机会。在未来很长一段时间内，在能源变革的大趋势下，光伏等新能源必将进一步发展壮大。

1、国外现状：由于前5年发达国家光伏补助相当多，国外光伏发电迅猛，为了调节（降低）光伏发电装机，德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助，因此这些国家的光伏装机明显下降。

国外趋势：光伏发电补助会继续下降，使市场自动调节，当光伏组件价格降低到一定阶段时，达到商业发电的经济指标，光伏发电规模会增加。

2、国内现状：国家光伏补助电价为1元/KWH，在少部分地区（西藏、川西、新疆等）能达到商业发电经济要求（年收益8%），在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响（太阳能辐射值低）很难发展大型并网光伏电站。

国内趋势：在光伏组件价格逐渐降低的情况下，国家正在考虑降低光伏发电的补助，但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电，光伏发电会在国内遍地开花。

应用领域

一、用户太阳能电源：

（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；

（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；

（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

光伏电池是一种对光有响应并能将光能转化为电能的器件，所用的太阳能属于可再生能源。2018年底全球光伏累计装机量达480GW，预计2030年有望达到1721GW，发展空间巨大。

晶硅光伏电池产业链分为硅料、硅片、电池片、组件、系统五个环节，2018年我国硅料、硅片、电池片、组件产量占全球总产量的比重分别为58%、90%、73%、72%，是全球最大的光伏生产国，并诞生了江苏中能、隆基股份、天合光能等一批优秀的光伏制造公司。我国光伏行业仍处于成长期，未来发展空间大。

中国是全球最大的光伏生产国

光伏电池是一种对光有响应并能将光能转化为电能的器件。光伏发电所用的太阳能具有普遍性、清洁性、长久性等特点，属于可再生能源。

光伏电池主要分为晶硅电池和非晶硅电池（太阳能薄膜电池）。目前，晶硅电池占绝对比重（90%左右）。晶硅电池产业链包括硅料（多晶硅）、硅片、电池片、组件、系统五个环节。其中上游为硅料、硅片，中游为电池片、组件，下游为光伏发电系统。

硅料：当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅料是生产多晶硅片和单晶硅片的直接材料。

硅片：硅料可以进一步加工成硅片，硅片分为单晶硅片和多晶硅片；电池片：硅片可以进一步加工成电池片。电池片正面和背面的金属电极用来收集光激发的自由电子和空穴，内部的PN结作用是将光激发的自由电子输送给N型硅，将自由空穴输送给P型硅，形成电流。

组件：将不同规格的光伏电池片组合在一起称作组件。该过程需将电池片先串联获得高电压，再并联获得高电流，然后通过一个二极管（防止电流回输）输出；系统：将光伏组件、逆变器等零部件组合起来，构成最后的光伏发电系统。

根据CPIA（中国光伏行业协会）数据，2018年我国多晶硅、硅片、电池片、组件有效产能分别达116.1GW、146.4GW、128.1GW、130.1GW，产量分别为77.7GW、109.2GW、87.2GW、85.7GW（其中多晶硅产能和产量分别为38.7万吨和25.9万吨，折算成GW）。

2018年我国多晶硅、硅片、电池片、组件产量占全球总产量的比重分别为58%、90%、73%、72%。我国是全球最大的光伏生产国。

全球光伏生产中心建立的背后是，我国诞生了一批知名的光伏制造企业。如在多晶硅领域的江苏中能、新特能源、新疆大全；硅片环节的协鑫、隆基、中环；电池片和组件领域的晶澳、晶科、天合等。我国包揽了多晶硅、硅片、电池片、组件四大环节前十名公司的绝大多数。

我国光伏行业仍处于成长期 未来发展空间大

2010-2018年，我国多晶硅产量从4.5万吨增加到了25.9万吨，增长了近6倍。

2010-2018年，我国电池片、硅片、组件产量分别增加了近8倍、10倍和8倍之多，我国光伏行业仍处于成长期，未来发展空间巨大。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院发布的《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

产能产量占全球九成以上

光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它是由低铁玻璃、太阳能电池片、胶片、背面玻璃、特殊金属导线组成，将太阳能电池片通过胶片密封在一片低铁玻璃和一片背面玻璃的中间，是一种最新颖的建筑用高 科技 玻璃产品。

作为太阳能电池组件之一，根据SOLARZOOM数据，光伏玻璃在组件成本占比为6%-7%左右。其中，光伏玻璃在常规组件中成本占比7%，在单晶PERC组件中成本占比6%，是最占比最高的光伏辅材之一。

与其他玻璃相比，光伏玻璃产品性能要求更高。如普通玻璃的铁含量一般在0.2%以上，而光伏玻璃的含铁量根据国家标准必须低于0.015%；按照相关标准的规定，光伏玻璃的光伏透射比≥91.5%，而相同厚度的普通玻璃只有88-89%左右；为具备对风压、积雪、冰雹、投掷石子等外力和热应力的较高机械强度，光伏玻璃通常采用钢化玻璃；光伏玻璃对雨水和环境中的有害气体具有一定的耐腐蚀性能，耐高温，热膨胀系数必须与结构材料相匹配等。

正因此，2006年以前，由于进入门槛较高和市场需求量少，国内光伏玻璃产品尚未实现产业化，当时的光伏玻璃市场基本由法国圣戈班、英国皮尔金顿(后被板硝子收购)、日本旭硝子、日本板硝子四家外国公司垄断，国内光伏组件企业完全依赖进口的光伏玻璃进行生产，光伏玻璃的进口价格高达80元/平方米以上。

2006年之后，随着光伏行业的快速发展，在市场需求和利润进一步扩大的带动下，国内光伏玻璃行业开始发展，以福莱特（601865）玻璃为代表的玻璃企业进行技术研发和引进，投建光伏玻璃生产线，实现光伏玻璃国产化。

到2016年前后，国内光伏玻璃行业通过十年左右的时间，完成了从依赖进口到替代进口的转变。国内大型玻璃企业开始海外建厂，如信义光能建立马来西亚生产基地，福莱特玻璃也已开始在越南建设生产线；旭硝子等国外企业则纷纷退出光伏玻璃市场，圣戈班等公司只剩一些产能较小的窑炉仍在生产。

发展到目前，我国已成为全球最大的光伏玻璃生产国，截至2018年，中国光伏玻璃产能及产量均占到全球的90%以上。同时，中国也已成为全球最大的光伏玻璃出口国，主要出口地包括美国、日本、东南亚等国家和地区。

将受益于光伏装机量增长

受国内政策变动影响，2018年国内装机有所下滑，新增装机容量43GW，同比下降18%。虽然新增装机下滑，但我国仍是全球最大的新增光伏装机国家。2018年，中国新增光伏装机占全球比重达40%。

按照目前发展形势，乐观估计，2020年后新增光伏装机量将稳步回升，2025年有望达到70GW。保守情况下，2019-2025年期间，新增光伏装机量可能不会触及2017年的水平，但会保持小幅增长

受益于下游光伏装机量增长，光伏玻璃行业前景向好，市场空间广阔。同时，作为全球最大的光伏玻璃生产国，我国光伏玻璃产品除满足国内市场需求外，出口量也迅速增长，特别是欧洲市场。

2018年9月，欧盟对华光伏产品反倾销和反补贴措施已于到期后终止，中欧光伏贸易恢复到正常市场状态。此举有利增加国内组件对欧盟的出货量，进而带动光伏玻璃需求。此外，据欧委会资料显示，欧盟直接针对中国光伏玻璃进口的反倾销措施也将在2019年5月到期，届时将进一步刺激国产光伏玻璃对欧盟的直接出口。

以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国光伏玻璃行业市场前瞻与投资规划分析报告》。

太阳能电池行业主要上市公司：目前国内太阳能电池制造行业的上市公司主要有通威股份(600438.SH)、隆基股份(601012.SH)、中利集团(002309.SZ)、晶澳科技(002459.SZ)、协鑫集成(002506.SZ)、东方日升(300118.SZ)、中来股份(300393.SZ)、航天机电(600151.SH)、亿晶光电(600537.SH)、爱旭股份(600732.SH)、天合光能(688599.SH)、拓日新能(002218.SZ)、爱康科技(002610.SZ)、亚玛顿(002623.SZ)等。

本文核心数据：太阳能电池专利申请数量、太阳能电池专利区域分布、太阳能电池申请人排名、专利市场价值

全文统计口径说明：1)搜索关键词：太阳能电池及与之相近似或相关关键词2)搜索范围：标题、摘要和权利说明3)筛选条件：简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国(指定期)，简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4)统计截止日期：2022年1月21日。5)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

1、全球太阳能电池行业专利申请概况

(1)技术周期：仍处于成长期

2010-2020年，全球太阳能电池行业专利申请人数量及专利申请量均呈现波动增长态势。虽然2020年全球太阳能电池行业专利申请人数量及专利申请量有所下降，但是这两大指标数量仍较多。整体来看，全球太阳能电池技术仍处于成长期。

注：当前技术领域生命周期所处阶段通过专利申请量与专利申请人数量随时间的推移而变化来分析。

(2)专利申请量及专利授权量：2020年专利数量及授权量均有所下降

2010-2019年全球太阳能电池行业专利申请数量呈现波动增长态势，2020年全球太阳能电池行业专利申请数量有所下降，为4892项。

在专利授权方面，2010-2018年全球太阳能电池行业专利授权数量波动增长，2019年开始出现下降趋势，2020年全球太阳能电池行业专利授权数量为2554项，授权比重为52.21%。

2021年，全球太阳能电池行业专利申请数量和专利授权数量分别为2604项和910项，授权比重为34.95%。截止2022年1月21日，全球太阳能电池行业专利申请数量为42787项。

注：①专利授权率表明申请的有效率以及最终获得授权的提交申请成功率。

②统计说明：如果2012年专利申请在2014年获得授权，授予的专利将在2012年专利申请中显示。

(3)专利法律状态：“有效”数量占比较大

目前，全球太阳能电池大多数专利处于“有效”状态，“有效”太阳能电池专利总量为33308项，占全球太阳能电池专利总量的78%。审中的太阳能电池专利数量和PCT制定期内的太阳能电池专利数量分别为9164项和315项，占全球太阳能电池专利总量的21%和1%左右。

(4)专利市场价值：总价值高达数十亿美元，3万美元以下专利数量较多

目前，全球太阳能电池行业专利总价值为49.56亿美元。其中，3万美元以下的太阳能电池专利申请数量最多，为23664项其次是3万-30万美元的太阳能电池专利，合计专利申请量为12814项。3百万美元的太阳能电池专利申请数量最少，为1029项。

统计口径：按每组简单同族一个专利代表的去重规则进行统计，并选择同族中有专利价值的任意一件专利进行显示。

2、全球太阳能电池行业专利技术类型

(1)专利类型：发明专利占比高达71.57%

在专利类型方面，目前全球有30565项太阳能电池专利为发明专利，占全球太阳能电池专利申请数量最多，为71.57%。实用新型太阳能电池专利和外观设计型太阳能电池专利数量分别为9975和2168项，分别占全球太阳能电池专利申请数量的23.36%和5.08%。

(2)技术构成：第一大技术占比超过50%

从技术构成来看，目前“对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或设备其零部件(H01L51/42优先由形成在一共用衬底内或其上的多个固态组件，而不是辐射敏感元件与一个或多个电光源的结合所组成的器件入H01L27/00)〔2，6，8〕[2006.01]”的专利申请数量最多，为23763项，占前十大专利的54.81%。其次是“使用有机材料作有源部分或使用有机材料与其他材料的组合作有源部分的固态器件专门适用于制造或处理这些器件或其部件的工艺方法或设备(由在一个公共衬底中或其上形成的多个组件组成的器件入H01L27/28使用有机材料的热电器件入H01L35/00,H01L37/00使用有机材料的压电、电致伸缩或磁致伸缩元件入H01L41/00)〔6，8〕[2006.01]”，专利申请量为4059项，占前十大专利申请量的9.36%。

(3)技术焦点：十大热门

全球太阳能电池前十大热门技术词包括太阳能电池、粘合剂、主成分、缓冲层、阳极层、半导体、气相沉积、均匀分布、发电系统和真空式。进一步细分来看，太阳能电池技术热门词包括云太阳能电池板、聚合物、电介质、层状结构等。具体情况如下：

注：旭日图内层关键词是从最近5000条专利中提取。外层的关键词是内层关键词的进一步分解。

(4)被引用次数TOP专利

“METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING A MAXIMUM POWER POINT OF PHOTOVOLTAIC

CELLS”(专利号：US7256566B2)和HIGH EFFICIENCY, MONOLITHIC MULTIJUNCTION SOLAR CELLS

CONTAINING LATTICE-MISMATCHED MATERIALS AND METHODS OF FORMING

SAME(专利号：US6951819B2)是被引用次数最多的两大太阳能电池专利，两者被引用次数分别为302次和297次。其它被引用次数前十大专利如下所示：

3、全球太阳能电池行业专利竞争情况

(1)技术来源国分布：中国占比最高

目前，全球太阳能电池第一大技术来源国为中国，我国太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的42.31%其次是日本，日本太阳能电池专利申请量占全球太阳能电池专利总申请量的20.70%。韩国和美国分别排名第三和第四，占比也均超过10%。

统计说明：①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计，若无优先权，则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家，则按照最早优先权国家计算。

(2)中国区域专利申请分布：江苏最多

中国方面，江苏为中国当前申请太阳能电池专利数量最多的省份，累计当前太阳能电池专利申请数量高达6661项。广东、浙江、北京和上海当前申请太阳能电池专利数量均超过1000项。中国当前申请省(市、自治区)太阳能电池专利数量排名前十的省份还有安徽、河北、四川、陕西和山东。

统计口径说明：按照专利申请人提交的地址统计。

(3)专利申请人竞争：LG电子株式会社夺得桂冠

全球太阳能电池行业专利申请数量TOP10申请人分别是LG电子株式会社、浙江爱旭太阳能科技有限公司、广东爱旭科技有限公司、松下知识产权经营株式会社、钟渊化学工业株式会社、苏州阿特斯阳光电力科技有限公司、夏普株式会社、阿特斯阳光电力集团股份有限公司、太阳电子公司和天合光能股份有限公司。

其中，LG电子株式会社太阳能电池专利申请数量最多，为932项。浙江爱旭太阳能科技有限公司排名第二，其太阳能电池专利申请数量也超过600项。

注：未剔除联合申请数量。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国太阳能电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

近年来，在能源转型和环保发展的大趋势下，不少国家在积极发展光伏产业，推动全球光伏产业持续发展。根据IHSMarkit数据，2020年全球光伏新增装机量较比往年增长10%至138GW。

按国家地区而言，目前我国在光伏领域已经走在世界前列。不仅体现在光伏装机量方面，更体现在相关产业链上。

近日，PV-Tech（全球知名光伏媒体）发布了《2021年全球组件供应商top10》。榜单显示，前十名中我国本土企业占据了7席，且包揽前三名。美国、加拿大、韩国各有1家企业上榜。

正泰新能源位居全球第十，隶属于我国电气行业巨头正泰集团。集团始创于1984年，经过三十余年的发展，现已形成了集“发电、储电、输电、变电、配电、售电、用电”于一体的全产业链优势。值得一提的是，集团业务已遍布全球140多个国家和地区，年营收高达893亿元。

韩国Q CELLS位居全球第九名，隶属于韩国十大财团之一的韩华集团，后者在能源开发领域处于全球领先地位。在官网资料中，Q CELLS是这么自称的：全球领先的太阳能公司，在中国、德国、韩国、马来西亚均设有先进技术研发中心。

尚德排名第八，早在十余年前，尚德是我国当之无愧的光伏行业龙头企业，其创始人施正荣也因此成为中国内地首富。可惜的是，在后续的发展中尚德的发展并不怎么好，于2013年宣布破产重整。经过七八年时间的恢复，现在看来尚德已经恢复了一些元气。

美国First Solar （第一太阳能）位居第七，是全球领先的太阳能光伏模块制造商之一。虽然这几年我国有不少光伏企业在美国市场布局，但仍难以撼动First Solar的市场地位。最值得一提的是，我国光伏企业技术路线大多都是晶硅太阳能电池，但First Solar走的却是薄膜太阳能电池路线。2020年，该公司实现营收27.11亿美元，归母净利润3.98亿美元。

东方日升（中国企业）位居第六名，主要从事光伏并网发电系统、光伏独立供电系统、太阳能电池片、组件等研发、生产和销售。2020年，东方日升实现营收160.63亿，2021年前三季度营收为129.88亿元。

加拿大Canadian Solar位居第五名，作为世界先进的垂直整合太阳能开发商，该公司在电池储能系统市场有着非常亮眼的表现，比如在美国市场，其在电池储能系统领域占据10%左右的份额。

晶科能源是我国乃至全球极具创新力的光伏企业，位居全球第四名。截至2021年前三季度，晶科单晶硅片产能达到约31吉瓦、电池片产能达到约19吉瓦，组件产能达到约36吉瓦。

晶澳太阳能位居第三，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电池，产品远销全球135个国家和地区。2020年，该公司实现销售额高达258.47亿元。截至发稿前，市值高达1434.42亿元，是我国又一家市值上千亿的光伏企业。

天合光能位居全球第二，提供从光伏产品到智慧能源解决方案，截至目前组件累计出货量超77吉瓦。2020年，天合光能实现营收294.18亿，同比增长26.14%，实现归母净利润12.29亿元。

我国隆基股份位居全球第一，其创始人李振国是陕西首富。自成立以来，隆基始终聚焦科技创新，目前已形成包括单晶硅片、电池组件、氢能装备等在内的五大业务板块，形成了“绿电”+“绿氢”的发展路线。2021年前三季度，隆基实现营收562.06亿元，截至发稿前市值超4300亿元。

写在最后

全球能源革新是大趋势，在这个过程中太阳能、风电、水电、核电等清洁能源均备受资本青睐。在此大背景下，光伏行业有着巨大的发展空间。

有个问题需要注意，当前我国光伏产业的技术路线以晶硅太阳能电池为主，但美国光伏产业却以薄膜太阳能电池为主。

任何行业发展到中后期，都会变成技术路线的竞争，谁的技术路线更有优势、发展更好，谁才能掌握行业标准。

我们完全可以预见，未来全球光伏产业的竞争，不仅是各国企业间的竞争，更是各国不同技术路线的竞争，市场竞争程度将会更加激烈。