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光伏行业的发展源于社会对清洁廉价能源的需求，该行业最大发展动力就是“平价”，即达到与煤发电价格相同，其次是保障国家的能源安全。围绕着经济性这条主线可将光伏行业的发展分为三个阶段：
政策驱动期（2007-2017年），光伏发电成本较高，与火电相比经济性差，行业发展主要依赖政策补贴。2007年受国外市场需求刺激，国内光伏行业开始起步并迅速形成规模，主要布局技术含量较低的电池片和组件环节，90%以上的核心原料和设备依赖进口，生产的90%以上的组件出口到国外，典型的“两头在外“。
2010年受德国、意大利抢装刺激，加之我国多晶硅技术已实现产业化，国内产能高速扩张。但随着欧洲补贴政策收紧以及2011、2012年美欧相继对中国光伏企业实施双反（反倾销、反补贴）政策，市场需求一度萎靡。自2013年起国内光伏政策密集出台，带动国内装机增速持续攀升，但好景不长，2015年的补贴退坡政策导致2016年630抢装潮透支需求，市场需求再次滑落。可见，这一时期光伏行业的发展主要由政策驱动，且呈现很强的周期性。
过渡期（2018-2020年），各国补贴相继退出，各环节不断降本增效，开始向平价时代过渡。欧洲早在2008年就相继出台光伏补贴退坡政策，我国是在2018年的“531新政”出台后开始加快光伏电价退坡，这倒逼光伏企业不断降本增效，技术进步成为驱动行业发展的主要因素。
根据国际可再生能源署数据，全球光伏发电度电成本从2010年的0.381美元/kWh降至2020年的0.057美元/kWh，降幅高达85%。（平准化度电成本（LCOE）是指光伏项目建设、运营过程中的全生命周期成本现值与发电量现值的比值。）
市场驱动期（2021年后），行业进入完全市场竞争阶段，政策对行业影响越加淡化，光伏发电将逐步实现全面平价。根据国家能源局《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》，“十四五”（2021-2025年）初期光伏发电将逐步全面实现平价。平价上网分为发电侧平价和用户侧平价，即光伏上网电价和终端用户销售电价（等于上网电价+输配电成本+政府性基金及附加）与火电、水电持平。
国家发改委在2021年新能源上网电价征求意见稿中明确2022年起光伏电站不再进行补贴，这意味着光伏发电上网电价“天花板”基本确定，宣告中国光伏全面进入无补贴的平价时代。
平价时代的到来意味着清洁能源开始真正取代传统能源，与过去的补贴依赖相比，这种市场化、核心竞争力保证下的替代需求会更加稳定可靠。行业盈利构成要素从“政策+资本+技术”转变为“资本+技术”，成本低、规模大的企业将会更有优势。这一阶段政策不确定性影响逐渐降低，行业周期性减弱、成长性凸显，光伏行业市场需求有望长期维持稳定增长。
一、光伏发电原理
光伏电池的原材料是硅，硅原子最外层只有4个电子（当原子最外层电子数为8个的时候才能稳定），需要再找4个硅原子一起共享4个电子才能稳定下来。但产生电流需要自由电子而不是稳定，所以会加点其它元素，比如往硅原子中掺磷，磷原子最外层有5个电子，这样就多了一个电子，这个硅被称为N型硅；如果掺的是硼，硼原子最外层只有3个电子，这样就会产生一个空穴，需要电子来填充，这个硅就成了P型硅，此时单独的N型硅和P型硅都是电中性的。
N型硅中多一个电子，P型硅中有空穴，空穴迫切的需要电子，所以把一块P型硅和一块N型硅拼起来，N型硅中的电子就会往P型硅里面跑。当多余的电子与空穴结合后，原本电中性的N型硅失去电子后带正电，P型硅获得电子后带负电，这样在中间形成了一个从N型硅指向P型硅稳定的内部电场，中间这个结节就是PN结。
当太阳光照射到PN结上时，PN结中的稳定电子获得能量后变成自由电子，原先的位置就会出现一个空穴，由于内部电场的存在使得这些自由电子被推到N型硅中。这时只要在电池外接一根导线，电子就会从N型硅中跑出去，沿着导线运动的过程中会把从太阳光中吸收的能量用完，比如给电池充电；再回到PN结时没有能量跑不动了就会钻到空穴中去，等吸收完太阳光后又会跑出去，如此循环往复。但在实际生产工艺中是不拼起来的，而是在N型硅的表面再掺杂硼或者在P型硅表面再掺杂磷，这样就能在交界处形成PN结。
二、光伏主产业链
光伏主产业链主要围绕光伏发电的原理展开，从上游的硅料、硅片到中游的电池、组件，再到下游的光伏电站，其中还涉及光伏辅材生产和光伏设备制造环节，那么在光伏主环节中有哪些投资机会？
1、硅料环节
太阳能级多晶硅由工业硅提炼加工而成，纯度要求在99.9999%以上，纯度越高导电性能越好。主流多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷法两种，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。其中，硅烷法技术还不够成熟，国内仅协鑫科技能够实现规模化生产；改良西门子法生产工艺相对成熟、质量稳定，是我国目前主流的多晶硅生产方法，2021年占全国多晶硅总产量的95.9%，未来一段时间仍将是主要生产工艺。
2021年受下游装机需求大幅增长及供应链各环节扩产周期不匹配综合影响，国内硅料市场供应失衡导致价格一路上涨，使得下游尤其是组件环节价格承压上涨，接近平价上网成本天花板。
多晶硅行业资金和技术壁垒较高，扩产周期长，一般企业如果没有技术积累很难生产出来。国内多晶硅生产企业主要有协鑫科技（03800）、大全能源（688303）、通威股份（600438）、新特能源（01799）和东方希望等公司，2021年行业CR5高达86.7%，行业集中度高，尽管行业内仍有新进入者，但龙头公司扩产成本优势明显，且研发实力和技术优势明显，行业地位很难被撼动。加之硅料环节的紧缺，导致产业链利润分配主要集中在上游，竞争格局和盈利能力都很不错。目前新三板上还没有主要生产多晶硅的企业。
2、硅片环节
多晶硅经过融化铸锭或拉晶切片后可分别制成多晶硅片和单晶硅片，用于制成晶硅电池。硅片制造环节主要分为长晶和切割两个过程，长晶即在特定环境下使得硅料生长成硅晶，切割是指将硅棒或硅锭切割制成硅片。
单晶硅和多晶硅最大的区别就在于长晶的过程不同，单晶硅采用直拉法生产单晶硅棒，原子排列有序；多晶硅则是简单的将硅料铸成一块硅锭，内部原子结构无序排列。
其中单晶硅的光电转换效率更高，但早期成本较高，由于多晶铸锭设备率先实现技术突破成本大幅下滑，所以2015年之前主要以多晶硅生产为主。（光电转换效率，即太阳能电池将太阳能转化成电能的能力）
2014年金刚线切割技术开始应用，切割效率大幅提升。由于多晶硅锭硬质点较多，应用金刚线切割技术带来的切割成本下降幅度远没有单晶硅大，单晶硅的单瓦成本实现反超。加之单晶硅在晶体品质和电学性能方面优势凸显，其在切片领域逐渐占据优势。据统计，我国单晶硅片市场份额从2016年的20%增长至2021年的94.5%，已占据主导地位。（单瓦成本，即得到一单位电能需要多少成本）
硅片行业未来的发展方向仍以降本增效为主，即降低生产成本、提高光电转换效率。硅片成本中硅料成本取决于上游企业，硅片企业能够控制的主要是非硅成本，即硅片生产中消耗的辅料、能源、人力等。大尺寸和薄片化是未来降本的主要方向，大尺寸有助于提升硅片产能，降低单位投资，降低拉晶能耗，从而降低电池非硅成本。相同面积下，硅片厚度越薄，单瓦的硅耗越低，目前行业主流厚度已降至160-165um。近年硅料短缺与硅料价格的一路攀升，推动薄片化提速。
在提效环节，目前光伏行业主流产品是P型硅片，P型硅片制作工艺简单且成本较低，但其最高效率有天花板。而N型硅片电池效率天花板相对较高，工艺更加复杂，是未来提效的主要方向。2021年P型单晶硅片市场占比约94.5%，N型单晶硅片约4.1%，随着工艺的逐渐完善，预计未来N型单晶硅片占比将持续提高。
由于硅片行业属于重资产制造业，设备资本开支较大，两种工艺所采购的设备截然不同，所以硅片企业一旦选择某一工艺路线后续很难调整。金刚线切割技术的出现使得曾经的多晶硅片龙头保利协鑫被迫让位，单晶硅片双寡头隆基绿能和中环股份逐渐崛起。作为资本密集型产业，硅片龙头凭借规模优势在成本、技术等方面垒高先发优势，逐渐挤出产品竞争力低的中小企业，行业集中度不断提升。2021年我国硅片环节产量达500万千瓦以上的企业7家，行业CR5达84%。
目前我国硅片产能主要集中在隆基绿能（601012）和TCL中环（002129），两家企业年产量差不多，与其它企业如晶科能源（688223）、晶澳科技（002459）、上机数控（603185）等形成断层式超越，行业头部地位有望长期保持。与上游硅料环节的化工属性与重资产特征相比，硅片环节技术相对稳定、盈利能力较强，行业竞争格局较好。目前新三板上尚无主要生产硅片的公司。
3、电池环节
电池是光伏产业链的核心环节，其光电转换率及发电性能直接决定了光伏发电项目的整体发电水平和盈利能力。我国光伏电池依材料类型，主要分为晶硅电池、薄膜太阳能电池两类，其中晶硅电池在技术和制造工艺方面发展更为成熟，2021年占国内市场份额的95%以上。
根据表现钝化技术不同，晶硅电池又分为P型和N型两类，P型硅片中掺杂了硼元素，硅片上扩散磷元素；而N型硅片中掺杂磷元素，硅片上扩散硼元素。P型电池使用硼掺杂的硅片基底，初始光照后容易形成硼-氧对，在硅片基底中捕获电子以形成复合中心，从而导致光致衰减；而N型电池硅片基底掺磷，几乎没有硼-氧对形成的复合中心损失，所以电池转换效率相对较高。
目前P型电池的制备工艺成熟，包含AL-BSF电池和RERC电池两种类型。AL-BSF电池为我国电池片的初代版本，量产转换效率约为19.8%，已达到理论极限水平，随着更高效电池技术的出现其市场份额持续下行，2020年全球市场占有率仅8.8%，面临淘汰出局。
RERC电池生产工艺相对成熟，是目前主流的电池类型，2021年市场份额超过91%。截至2021年其量产转换率达到23.1%，逼近24.5%的理论极限。若结合选择性发射技术制成的PERC+，可使其转换效率极限实现0.2%～0.3%的提升。
N型电池的制备技术相对复杂，目前量产工艺尚未成熟，包含TOPCon、HJT和IBC等多种类型。当前TOPCon和HJT主要处于小试、中试阶段，IBC尚无法实现量产。N型电池的转换效率已超过PERC转换效率的理论极限，且技术革新仍处于密集活跃期，被视为光伏电池技术下一阶段的主要发展方向。
但短期来看，随着大型化等技术推进，TOPCon和异质结的效率并未明显高于PERC，而TOPCon成本比PERC高20%多，HJT电池要求的表面钝化水平高，工艺难度较大，P型电池（PERC技术为主）制造工艺简单、生产成本低，在未来2-3年内可能仍会是主流的电池技术。
据TrendForce数据，2022年N型电池技术产能快速攀升，如2021年TOPCon产能为8.7GW，预计2022年将达到55.9GW，同比增长542.53%。在N型电池新增产能中，TOPCon新增产能接近HJT的4倍。主要因为TOPCon与PERC产线兼容度高，可通过在PERC电池产线上增加扩散、刻蚀及沉积等工艺进行直接改造，在扩产进展上比HJT有优势，短期内TOPCon产能、产量发展速度优于HJT。
太阳能薄膜电池则是在玻璃、柔性聚合物等基板上沉淀一层厚度不大于20μm的薄膜，并在这层薄膜中制作PN结（或PIN结）形成的太阳能电池，包括硅基薄膜、钙钛矿电池及有机薄膜电池等多种类型。薄膜电池的优点在于不受硅料市场供需影响，且生产成本较低，但其寿命短，功率衰减重。其中，钙钛矿电池由硅和合成钙钛矿薄膜层串联而成，单层理论效率可达31%，钙钛矿叠层转换效率可达35%，成本仅为晶硅电池的5%左右。随着技术稳定性和转化率不断提升，钙钛矿光伏电池有望迎来大规模商业应用。
综上可见，光伏电池行业仍在成长中，目前是整个光伏产业链中集中度最低的环节，2021年行业CR5为53.9%，部分技术路线中关键技术的突破可能导致电池环节市场格局出现颠覆性变化，受此影响这一环节的毛利率相对较低，对上下游议价能力较弱。行业排名靠前的有通威股份（600438）、爱旭股份（600732）、晶科能源（688223）、晶澳科技（002459）和隆基绿能（601012）、韩华、阿特斯、天合、东方日升等，行业排名呈现“王无恒王“的竞争格局。而且该环节又是各企业垂直一体化布局的环节，未来竞争格局存在不确定性。
目前新三板生产电池的企业有艾能聚（834771）、阳光中科（838982）和中赣新能（871541），其中艾能聚主要业务为光伏电池片和光伏发电，在各领域市场份额占比分别为0.5%和0.03%，这两个领域均属于资金密集型，而公司规模较小，无优势。公司近年持续加大分布式光伏电站开发，2021年业绩大增，目前在北交所上市审核阶段。阳光中科和中赣新能在光伏高景气的背景下，近几年业绩表现连年亏损，可见这两家公司在行业中的竞争力较差。
4、组件环节
光伏组件即太阳能电池板，能够提升电池对周围环境的耐受性和性能表现，增长电池的使用寿命。组件就是把光伏玻璃、串联的电池片等用EVA胶膜粘在一起形成一个叠层，通过层压机压成后用硅胶或者胶带将其装进铝制边框内，再安装一个将太阳能电池产生的电力与外部线路连接的接线盒，待硅胶固化、检测、清洁等环节后完成，本质上就是一个组装环节。
该环节主要通过提高输出效率来降低成本，主要的方向有三个：光学优化(使用高透光的镀膜玻璃、白色EVA胶膜、高反射背板)、电学优化(使用半片、叠瓦组件)、结构优化(采用无框、双玻等结构)。如双面（双玻）是指在封装电池板时，将传统背板替换成玻璃或透明背板，使背面也能吸收地面反射光，从而提高电池转换功率。
与上游相比，该环节单位产能投资和技术含量相对较低，属于典型的劳动密集型产业，毛利率水平较低，行业市场份额也相对分散，在光伏产业链中基本上没有话语权。
近年受5·31新政和上游涨价影响，为降低运营风险行业内企业加快垂直一体化布局向上游拓展，随着大尺寸出货量加快，垂直整合厂家具有体量和成本优势，使得部分中小企业和落后产能相继退出，行业集中度在逐渐提升。2021年行业CR5头部市场占有率为63.4%，同比提升8.3个百分点，竞争格局在逐渐改善。
作为To C属性明显的产业，头部组件企业凭借着在规模、品牌、供应链、成本管控等方面的优势，吸引市场份额加速向头部企业靠拢。目前组件环节的头部企业排名已相对固化，行业排名靠前的公司有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、晶科能源(688223)、天合光能(688599)和东方日升（300118）等。虽然光伏组件技术门槛不高，但是组件销售有较高的壁垒，品牌的粘性较强，所以竞争格局相对稳定。
新三板上生产组件的公司有海泰新能（835985）、润达光伏（832391）、嘉盛光电（834284）、万家天能（835393）、无锡协力（837185）和正信光电（838463）等，这几家公司中除了海泰新能实现盈利，其他几家业绩表现均是亏损状态。
完整的光伏组件除了电池片以外，还包括边框、光伏玻璃、EVA胶膜、背板等辅材，其性能对整体发电表现也很重要。其中光伏玻璃和EVA胶膜作为辅材的两大核心赛道，技术门槛相对较高，竞争格局较好，关于辅材环节的分析将在下篇文章中详细论述。
5、光伏电站
光伏电站分为集中式地面电站和分布式电站，地面电站指与电网相连接，专门用于发电后送出去的大型电站，一般位于郊区或偏远荒漠、丘陵；分布式电站特指在用户场地附近建设，强调就地消纳，一般位于工业厂房、商业建筑、农业设施、市政等公共建筑、边远农牧区及海岛地区。
相较于大型光伏发电站，分布式电站具有选址灵活、建设周期短、就地消纳、因地制宜的特点，可有效解决大型电站的长距离传送问题和并网压力。近年随着上游各环节不断降本增效，以及全面平价时代的到来，分布式光伏电站市场份额逐步提升。
2021年我国分布式光伏新增装机29.28GW，同比增长88.9%，累计装机容量达107.51GW，在光伏电站累计装机占比提升至35%，是未来光伏电站的重要发展方向。比如，建筑行业碳排放已占总排放的40%，发展光伏建筑一体化（BIPV）的绿色建筑市场已势不可挡，据建筑科学院推测，BIPV市场体量5年内有望扩大20倍，市场规模可达近千亿元。
光伏电站分为运营商和建筑商，运营商主要通过销售电力获取收入，而建设商则是在项目完成后对外销售，后者是国内光伏电站业务普遍采用的商业模式。在光伏电站的投资成本中组件占比在45%以上，近年受上游硅片涨价影响，行业盈利水平有所下降。短期随着产业链各环节新建产能的逐步释放，组件价格有望回落。但长期来看，组件太阳能利用效率的提升才是行业降本的关键，所以光伏电站的投资价值取决于上游的技术进步情况。
光伏电站属于重资产行业，初期占用资金较多，对资金实力和融资能力要求高，行业进入壁垒较高，以国企为主。而且在民企运营时，存在电网消纳态度相对消极现象，导致利用小时数不高，回本周期较长，但当国企运营时这一现象就会明显改善，可见这并非谁都可以玩的“游戏“，存在一定的隐性壁垒。目前行业内上市公司有太阳能（000591）、晶科科技（601778）、特变电工（600089）、林洋能源（601222）、正泰电器（601877）等，另外像隆基绿能（601012）、明阳智能（601615）、东方日升（300118）等公司近年也在布局分布式光伏电站。
目前新三板上从事光伏电站运营的公司有爱廸新能（831513）、尚慧能源（831962）、西藏能源（832372）、ST追日（833832）、金太阳（835513）、日新科技（835679）、光隆能源（872109）、乐誓股份（872220）、海豚股份（873170）、智通科技（873277）、岐达科技（873296）、威宁能源（873359）等，这些企业大多处于亏损状态，电站前期投入极高，对于小公司并不“友好”，而且光伏电站的商业模式本身就不太好，所以市场对该行业的估值也不高，投资价值较低。
综上可见，由于行业壁垒和技术迭代速度的不同，各生产环节的盈利能力呈结构性分化。硅料和硅片环节技术和资金壁垒相对较高，而且产能建设周期较长，能够维持较高的利润水平，竞争格局较好；电池环节多条技术路线并行，行业技术变革快，竞争格局存在不确定性，且行业地位低，盈利能力弱；组件环节技术门槛低，产能建设周期短，利润水平较低，近年行业在不断淘汰落后产能，竞争格局逐渐改善。
可见，虽然现在光伏产业链规模已经很大，但是技术仍然在快速迭代中。因此，如果某些光伏企业能够抓住技术变革的机遇，比如HJT，依然有可能实现快速发展，成为新的十倍股。
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政策驱动期（2007-2017年），光伏发电成本较高，与火电相比经济性差，行业发展主要依赖政策补贴。2007年受国外市场需求刺激，国内光伏行业开始起步并迅速形成规模，主要布局技术含量较低的电池片和组件环节，90%以上的核心原料和设备依赖进口，生产的90%以上的组件出口到国外，典型的“两头在外“。
2010年受德国、意大利抢装刺激，加之我国多晶硅技术已实现产业化，国内产能高速扩张。但随着欧洲补贴政策收紧以及2011、2012年美欧相继对中国光伏企业实施双反（反倾销、反补贴）政策，市场需求一度萎靡。自2013年起国内光伏政策密集出台，带动国内装机增速持续攀升，但好景不长，2015年的补贴退坡政策导致2016年630抢装潮透支需求，市场需求再次滑落。可见，这一时期光伏行业的发展主要由政策驱动，且呈现很强的周期性。
过渡期（2018-2020年），各国补贴相继退出，各环节不断降本增效，开始向平价时代过渡。欧洲早在2008年就相继出台光伏补贴退坡政策，我国是在2018年的“531新政”出台后开始加快光伏电价退坡，这倒逼光伏企业不断降本增效，技术进步成为驱动行业发展的主要因素。
根据国际可再生能源署数据，全球光伏发电度电成本从2010年的0.381美元/kWh降至2020年的0.057美元/kWh，降幅高达85%。（平准化度电成本（LCOE）是指光伏项目建设、运营过程中的全生命周期成本现值与发电量现值的比值。）
市场驱动期（2021年后），行业进入完全市场竞争阶段，政策对行业影响越加淡化，光伏发电将逐步实现全面平价。根据国家能源局《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》，“十四五”（2021-2025年）初期光伏发电将逐步全面实现平价。平价上网分为发电侧平价和用户侧平价，即光伏上网电价和终端用户销售电价（等于上网电价+输配电成本+政府性基金及附加）与火电、水电持平。
国家发改委在2021年新能源上网电价征求意见稿中明确2022年起光伏电站不再进行补贴，这意味着光伏发电上网电价“天花板”基本确定，宣告中国光伏全面进入无补贴的平价时代。
平价时代的到来意味着清洁能源开始真正取代传统能源，与过去的补贴依赖相比，这种市场化、核心竞争力保证下的替代需求会更加稳定可靠。行业盈利构成要素从“政策+资本+技术”转变为“资本+技术”，成本低、规模大的企业将会更有优势。这一阶段政策不确定性影响逐渐降低，行业周期性减弱、成长性凸显，光伏行业市场需求有望长期维持稳定增长。
一、光伏发电原理
光伏电池的原材料是硅，硅原子最外层只有4个电子（当原子最外层电子数为8个的时候才能稳定），需要再找4个硅原子一起共享4个电子才能稳定下来。但产生电流需要自由电子而不是稳定，所以会加点其它元素，比如往硅原子中掺磷，磷原子最外层有5个电子，这样就多了一个电子，这个硅被称为N型硅；如果掺的是硼，硼原子最外层只有3个电子，这样就会产生一个空穴，需要电子来填充，这个硅就成了P型硅，此时单独的N型硅和P型硅都是电中性的。
N型硅中多一个电子，P型硅中有空穴，空穴迫切的需要电子，所以把一块P型硅和一块N型硅拼起来，N型硅中的电子就会往P型硅里面跑。当多余的电子与空穴结合后，原本电中性的N型硅失去电子后带正电，P型硅获得电子后带负电，这样在中间形成了一个从N型硅指向P型硅稳定的内部电场，中间这个结节就是PN结。
当太阳光照射到PN结上时，PN结中的稳定电子获得能量后变成自由电子，原先的位置就会出现一个空穴，由于内部电场的存在使得这些自由电子被推到N型硅中。这时只要在电池外接一根导线，电子就会从N型硅中跑出去，沿着导线运动的过程中会把从太阳光中吸收的能量用完，比如给电池充电；再回到PN结时没有能量跑不动了就会钻到空穴中去，等吸收完太阳光后又会跑出去，如此循环往复。但在实际生产工艺中是不拼起来的，而是在N型硅的表面再掺杂硼或者在P型硅表面再掺杂磷，这样就能在交界处形成PN结。
二、光伏主产业链
光伏主产业链主要围绕光伏发电的原理展开，从上游的硅料、硅片到中游的电池、组件，再到下游的光伏电站，其中还涉及光伏辅材生产和光伏设备制造环节，那么在光伏主环节中有哪些投资机会？
1、硅料环节
太阳能级多晶硅由工业硅提炼加工而成，纯度要求在99.9999%以上，纯度越高导电性能越好。主流多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷法两种，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。其中，硅烷法技术还不够成熟，国内仅协鑫科技能够实现规模化生产；改良西门子法生产工艺相对成熟、质量稳定，是我国目前主流的多晶硅生产方法，2021年占全国多晶硅总产量的95.9%，未来一段时间仍将是主要生产工艺。
2021年受下游装机需求大幅增长及供应链各环节扩产周期不匹配综合影响，国内硅料市场供应失衡导致价格一路上涨，使得下游尤其是组件环节价格承压上涨，接近平价上网成本天花板。
多晶硅行业资金和技术壁垒较高，扩产周期长，一般企业如果没有技术积累很难生产出来。国内多晶硅生产企业主要有协鑫科技（03800）、大全能源（688303）、通威股份（600438）、新特能源（01799）和东方希望等公司，2021年行业CR5高达86.7%，行业集中度高，尽管行业内仍有新进入者，但龙头公司扩产成本优势明显，且研发实力和技术优势明显，行业地位很难被撼动。加之硅料环节的紧缺，导致产业链利润分配主要集中在上游，竞争格局和盈利能力都很不错。目前新三板上还没有主要生产多晶硅的企业。
2、硅片环节
多晶硅经过融化铸锭或拉晶切片后可分别制成多晶硅片和单晶硅片，用于制成晶硅电池。硅片制造环节主要分为长晶和切割两个过程，长晶即在特定环境下使得硅料生长成硅晶，切割是指将硅棒或硅锭切割制成硅片。
单晶硅和多晶硅最大的区别就在于长晶的过程不同，单晶硅采用直拉法生产单晶硅棒，原子排列有序；多晶硅则是简单的将硅料铸成一块硅锭，内部原子结构无序排列。
其中单晶硅的光电转换效率更高，但早期成本较高，由于多晶铸锭设备率先实现技术突破成本大幅下滑，所以2015年之前主要以多晶硅生产为主。（光电转换效率，即太阳能电池将太阳能转化成电能的能力）
2014年金刚线切割技术开始应用，切割效率大幅提升。由于多晶硅锭硬质点较多，应用金刚线切割技术带来的切割成本下降幅度远没有单晶硅大，单晶硅的单瓦成本实现反超。加之单晶硅在晶体品质和电学性能方面优势凸显，其在切片领域逐渐占据优势。据统计，我国单晶硅片市场份额从2016年的20%增长至2021年的94.5%，已占据主导地位。（单瓦成本，即得到一单位电能需要多少成本）
硅片行业未来的发展方向仍以降本增效为主，即降低生产成本、提高光电转换效率。硅片成本中硅料成本取决于上游企业，硅片企业能够控制的主要是非硅成本，即硅片生产中消耗的辅料、能源、人力等。大尺寸和薄片化是未来降本的主要方向，大尺寸有助于提升硅片产能，降低单位投资，降低拉晶能耗，从而降低电池非硅成本。相同面积下，硅片厚度越薄，单瓦的硅耗越低，目前行业主流厚度已降至160-165um。近年硅料短缺与硅料价格的一路攀升，推动薄片化提速。
在提效环节，目前光伏行业主流产品是P型硅片，P型硅片制作工艺简单且成本较低，但其最高效率有天花板。而N型硅片电池效率天花板相对较高，工艺更加复杂，是未来提效的主要方向。2021年P型单晶硅片市场占比约94.5%，N型单晶硅片约4.1%，随着工艺的逐渐完善，预计未来N型单晶硅片占比将持续提高。
由于硅片行业属于重资产制造业，设备资本开支较大，两种工艺所采购的设备截然不同，所以硅片企业一旦选择某一工艺路线后续很难调整。金刚线切割技术的出现使得曾经的多晶硅片龙头保利协鑫被迫让位，单晶硅片双寡头隆基绿能和中环股份逐渐崛起。作为资本密集型产业，硅片龙头凭借规模优势在成本、技术等方面垒高先发优势，逐渐挤出产品竞争力低的中小企业，行业集中度不断提升。2021年我国硅片环节产量达500万千瓦以上的企业7家，行业CR5达84%。
目前我国硅片产能主要集中在隆基绿能（601012）和TCL中环（002129），两家企业年产量差不多，与其它企业如晶科能源（688223）、晶澳科技（002459）、上机数控（603185）等形成断层式超越，行业头部地位有望长期保持。与上游硅料环节的化工属性与重资产特征相比，硅片环节技术相对稳定、盈利能力较强，行业竞争格局较好。目前新三板上尚无主要生产硅片的公司。
3、电池环节
电池是光伏产业链的核心环节，其光电转换率及发电性能直接决定了光伏发电项目的整体发电水平和盈利能力。我国光伏电池依材料类型，主要分为晶硅电池、薄膜太阳能电池两类，其中晶硅电池在技术和制造工艺方面发展更为成熟，2021年占国内市场份额的95%以上。
根据表现钝化技术不同，晶硅电池又分为P型和N型两类，P型硅片中掺杂了硼元素，硅片上扩散磷元素；而N型硅片中掺杂磷元素，硅片上扩散硼元素。P型电池使用硼掺杂的硅片基底，初始光照后容易形成硼-氧对，在硅片基底中捕获电子以形成复合中心，从而导致光致衰减；而N型电池硅片基底掺磷，几乎没有硼-氧对形成的复合中心损失，所以电池转换效率相对较高。
目前P型电池的制备工艺成熟，包含AL-BSF电池和RERC电池两种类型。AL-BSF电池为我国电池片的初代版本，量产转换效率约为19.8%，已达到理论极限水平，随着更高效电池技术的出现其市场份额持续下行，2020年全球市场占有率仅8.8%，面临淘汰出局。
RERC电池生产工艺相对成熟，是目前主流的电池类型，2021年市场份额超过91%。截至2021年其量产转换率达到23.1%，逼近24.5%的理论极限。若结合选择性发射技术制成的PERC+，可使其转换效率极限实现0.2%～0.3%的提升。
N型电池的制备技术相对复杂，目前量产工艺尚未成熟，包含TOPCon、HJT和IBC等多种类型。当前TOPCon和HJT主要处于小试、中试阶段，IBC尚无法实现量产。N型电池的转换效率已超过PERC转换效率的理论极限，且技术革新仍处于密集活跃期，被视为光伏电池技术下一阶段的主要发展方向。
但短期来看，随着大型化等技术推进，TOPCon和异质结的效率并未明显高于PERC，而TOPCon成本比PERC高20%多，HJT电池要求的表面钝化水平高，工艺难度较大，P型电池（PERC技术为主）制造工艺简单、生产成本低，在未来2-3年内可能仍会是主流的电池技术。
据TrendForce数据，2022年N型电池技术产能快速攀升，如2021年TOPCon产能为8.7GW，预计2022年将达到55.9GW，同比增长542.53%。在N型电池新增产能中，TOPCon新增产能接近HJT的4倍。主要因为TOPCon与PERC产线兼容度高，可通过在PERC电池产线上增加扩散、刻蚀及沉积等工艺进行直接改造，在扩产进展上比HJT有优势，短期内TOPCon产能、产量发展速度优于HJT。
太阳能薄膜电池则是在玻璃、柔性聚合物等基板上沉淀一层厚度不大于20μm的薄膜，并在这层薄膜中制作PN结（或PIN结）形成的太阳能电池，包括硅基薄膜、钙钛矿电池及有机薄膜电池等多种类型。薄膜电池的优点在于不受硅料市场供需影响，且生产成本较低，但其寿命短，功率衰减重。其中，钙钛矿电池由硅和合成钙钛矿薄膜层串联而成，单层理论效率可达31%，钙钛矿叠层转换效率可达35%，成本仅为晶硅电池的5%左右。随着技术稳定性和转化率不断提升，钙钛矿光伏电池有望迎来大规模商业应用。
综上可见，光伏电池行业仍在成长中，目前是整个光伏产业链中集中度最低的环节，2021年行业CR5为53.9%，部分技术路线中关键技术的突破可能导致电池环节市场格局出现颠覆性变化，受此影响这一环节的毛利率相对较低，对上下游议价能力较弱。行业排名靠前的有通威股份（600438）、爱旭股份（600732）、晶科能源（688223）、晶澳科技（002459）和隆基绿能（601012）、韩华、阿特斯、天合、东方日升等，行业排名呈现“王无恒王“的竞争格局。而且该环节又是各企业垂直一体化布局的环节，未来竞争格局存在不确定性。
目前新三板生产电池的企业有艾能聚（834771）、阳光中科（838982）和中赣新能（871541），其中艾能聚主要业务为光伏电池片和光伏发电，在各领域市场份额占比分别为0.5%和0.03%，这两个领域均属于资金密集型，而公司规模较小，无优势。公司近年持续加大分布式光伏电站开发，2021年业绩大增，目前在北交所上市审核阶段。阳光中科和中赣新能在光伏高景气的背景下，近几年业绩表现连年亏损，可见这两家公司在行业中的竞争力较差。
4、组件环节
光伏组件即太阳能电池板，能够提升电池对周围环境的耐受性和性能表现，增长电池的使用寿命。组件就是把光伏玻璃、串联的电池片等用EVA胶膜粘在一起形成一个叠层，通过层压机压成后用硅胶或者胶带将其装进铝制边框内，再安装一个将太阳能电池产生的电力与外部线路连接的接线盒，待硅胶固化、检测、清洁等环节后完成，本质上就是一个组装环节。
该环节主要通过提高输出效率来降低成本，主要的方向有三个：光学优化(使用高透光的镀膜玻璃、白色EVA胶膜、高反射背板)、电学优化(使用半片、叠瓦组件)、结构优化(采用无框、双玻等结构)。如双面（双玻）是指在封装电池板时，将传统背板替换成玻璃或透明背板，使背面也能吸收地面反射光，从而提高电池转换功率。
与上游相比，该环节单位产能投资和技术含量相对较低，属于典型的劳动密集型产业，毛利率水平较低，行业市场份额也相对分散，在光伏产业链中基本上没有话语权。
近年受5·31新政和上游涨价影响，为降低运营风险行业内企业加快垂直一体化布局向上游拓展，随着大尺寸出货量加快，垂直整合厂家具有体量和成本优势，使得部分中小企业和落后产能相继退出，行业集中度在逐渐提升。2021年行业CR5头部市场占有率为63.4%，同比提升8.3个百分点，竞争格局在逐渐改善。
作为To C属性明显的产业，头部组件企业凭借着在规模、品牌、供应链、成本管控等方面的优势，吸引市场份额加速向头部企业靠拢。目前组件环节的头部企业排名已相对固化，行业排名靠前的公司有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、晶科能源(688223)、天合光能(688599)和东方日升（300118）等。虽然光伏组件技术门槛不高，但是组件销售有较高的壁垒，品牌的粘性较强，所以竞争格局相对稳定。
新三板上生产组件的公司有海泰新能（835985）、润达光伏（832391）、嘉盛光电（834284）、万家天能（835393）、无锡协力（837185）和正信光电（838463）等，这几家公司中除了海泰新能实现盈利，其他几家业绩表现均是亏损状态。
完整的光伏组件除了电池片以外，还包括边框、光伏玻璃、EVA胶膜、背板等辅材，其性能对整体发电表现也很重要。其中光伏玻璃和EVA胶膜作为辅材的两大核心赛道，技术门槛相对较高，竞争格局较好，关于辅材环节的分析将在下篇文章中详细论述。
5、光伏电站
光伏电站分为集中式地面电站和分布式电站，地面电站指与电网相连接，专门用于发电后送出去的大型电站，一般位于郊区或偏远荒漠、丘陵；分布式电站特指在用户场地附近建设，强调就地消纳，一般位于工业厂房、商业建筑、农业设施、市政等公共建筑、边远农牧区及海岛地区。
相较于大型光伏发电站，分布式电站具有选址灵活、建设周期短、就地消纳、因地制宜的特点，可有效解决大型电站的长距离传送问题和并网压力。近年随着上游各环节不断降本增效，以及全面平价时代的到来，分布式光伏电站市场份额逐步提升。
2021年我国分布式光伏新增装机29.28GW，同比增长88.9%，累计装机容量达107.51GW，在光伏电站累计装机占比提升至35%，是未来光伏电站的重要发展方向。比如，建筑行业碳排放已占总排放的40%，发展光伏建筑一体化（BIPV）的绿色建筑市场已势不可挡，据建筑科学院推测，BIPV市场体量5年内有望扩大20倍，市场规模可达近千亿元。
光伏电站分为运营商和建筑商，运营商主要通过销售电力获取收入，而建设商则是在项目完成后对外销售，后者是国内光伏电站业务普遍采用的商业模式。在光伏电站的投资成本中组件占比在45%以上，近年受上游硅片涨价影响，行业盈利水平有所下降。短期随着产业链各环节新建产能的逐步释放，组件价格有望回落。但长期来看，组件太阳能利用效率的提升才是行业降本的关键，所以光伏电站的投资价值取决于上游的技术进步情况。
光伏电站属于重资产行业，初期占用资金较多，对资金实力和融资能力要求高，行业进入壁垒较高，以国企为主。而且在民企运营时，存在电网消纳态度相对消极现象，导致利用小时数不高，回本周期较长，但当国企运营时这一现象就会明显改善，可见这并非谁都可以玩的“游戏“，存在一定的隐性壁垒。目前行业内上市公司有太阳能（000591）、晶科科技（601778）、特变电工（600089）、林洋能源（601222）、正泰电器（601877）等，另外像隆基绿能（601012）、明阳智能（601615）、东方日升（300118）等公司近年也在布局分布式光伏电站。
目前新三板上从事光伏电站运营的公司有爱廸新能（831513）、尚慧能源（831962）、西藏能源（832372）、ST追日（833832）、金太阳（835513）、日新科技（835679）、光隆能源（872109）、乐誓股份（872220）、海豚股份（873170）、智通科技（873277）、岐达科技（873296）、威宁能源（873359）等，这些企业大多处于亏损状态，电站前期投入极高，对于小公司并不“友好”，而且光伏电站的商业模式本身就不太好，所以市场对该行业的估值也不高，投资价值较低。
综上可见，由于行业壁垒和技术迭代速度的不同，各生产环节的盈利能力呈结构性分化。硅料和硅片环节技术和资金壁垒相对较高，而且产能建设周期较长，能够维持较高的利润水平，竞争格局较好；电池环节多条技术路线并行，行业技术变革快，竞争格局存在不确定性，且行业地位低，盈利能力弱；组件环节技术门槛低，产能建设周期短，利润水平较低，近年行业在不断淘汰落后产能，竞争格局逐渐改善。
可见，虽然现在光伏产业链规模已经很大，但是技术仍然在快速迭代中。因此，如果某些光伏企业能够抓住技术变革的机遇，比如HJT，依然有可能实现快速发展，成为新的十倍股。
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