光伏银浆的替代者N型电池片降本的关键路径,这项技术为什么值得关注?

为解答上述问题,妙投邀请到某一线光伏企业供应商经理秦先生,为投资者答疑解惑。

核心看点:

硅片的薄片化进度很快,硅片成本也有了明显地下降,非硅成本中银浆成本是最显眼的,因为银浆技术难度较大,上游银粉制备工艺被海外把持,银浆降本之路难度重重。

而且银浆的最上游原材料是贵金属银,即便银浆和银粉的加工环节成功国产替代实现降本,对最终银浆的价格也是影响有限,贵金属银的成本不可能大幅度下降。这就是N型电池也是银浆的降本困境,即便低温银粉实现国产,成本下降幅度也不会特别大,对最终电池片降本的影响更小。

也就是在这种N型电池片降本困境中,电镀铜、银包铜、SMBB甚至铜浆等等光伏银浆的替代品被探索出来,目前看来,电镀铜是其中综合素质最高的银浆替代品,也是很多企业布局的银浆替代品。

电镀铜在某些性能指标上不是最优的,因为像铜浆这种材料价格其实非常低,用铜浆制备的HJT组件成本都要低于PERC组件,但铜浆栅线的导通电阻比较高,对组件的光电转化效率会造成致命的影响。

铜电镀工艺制造的铜栅线就不存在铜浆的问题,因为电镀工艺的存在,铜栅线电极内部比银浆栅线更加致密、均匀,综合欧姆损耗甚至可以低于银浆栅线。

再加上超细线宽的加持,电镀铜栅线反而会对光电转化效率有积极的影响,采用铜电镀工艺制备的电池片在光电转化效率上甚至可以超过银浆栅线的电池片,而在成本方面,按照目前的情况看电镀铜的价格只有银浆一半左右,后续规模化和工艺成熟后成本还会更低。

所以说综合来看电镀铜是众多银浆替代品中综合属性最好的,是最有可能跑赢其他替代品的。

电镀铜目前产业发展处于哪个阶段?产业链情况如何?

目前电镀铜已经能确定在工艺和设备成熟后,确定可以替代银浆,目前处于设备和工艺并行研发的阶段,一些实验性质的产线已经尝试投产,但产品还存在一些小问题,还不能拿去量产,单就电镀铜替代银浆的逻辑是可行的,替代逻辑可以确定是成立的。

像东威、隆基、爱旭这些知名的企业都在搞电镀铜的设备和工艺,设备研发和工艺路线有一些区别,但总体技术路线与半导体和PCB那边的类似,设备的会借鉴半导体那边的设计经验。海源复材的电镀铜产线近期就要开始调试了。

产业链中上游材料其实主要就是电镀药水和掩膜材料,与工艺也有关系,激光直写工艺不需要掩膜。其次上游就是设备,设备主要是电镀机、显影机和曝光机,曝光机在半导体行业就是光刻机,只不过光伏电镀铜的不需要半导体领域那么高精度的光刻机,微米级就足够,国内有成熟的设备供应商。

目前看电镀机可能还存在较大的不确定性,电镀工艺还存在水平和垂直之争,也存在单面和双面的纠结。其实上游就是设备、材料的供应商,目前看是不存在中游的,后续可能也会出现一些方案提供商属于中游,下游为电池片企业,采购设备、材料或者直接使用方案提供商的成熟方案生产电池片。

电镀铜的技术壁垒如何?

电镀铜未来能否完全替代银浆?

能不能完全替代不仅仅看电镀铜的未来发展,还要看银浆的降本情况以及其他银浆替代材料的发展情况。像TOPCON、HJT都是要使用银浆的,尤其是HJT的低温银浆用量又大价格又贵,电镀铜替代HJT的低温银浆应该是最先实现的,替代TOPCON的银浆也有很大的机会,但难度会比替代低温银浆要大一些。

PERC银浆用量相对较少,PERC银浆基本都能国产,成本压力不像N型那么大,而且PERC这个技术已经走到生命周期的末期了,后续产能大量下滑是确定的事,产业内也缺乏继续给PERC研发替代材料的动力,研发PERC银浆的替代材料没什么经济性。所以说未来完全替代银浆不太可能,但是在HJT中占据主流还是可以的,在TOPCON电池里面也能占据一席之地。

钙钛矿目前确定性较低,一来钙钛矿这个技术能否最终大规模商用不确定,二来钙钛矿的银浆用量较低,成本压力也低,研发电镀铜替代钙钛矿银浆的意义不大。

哪些因素导致电镀铜目前的渗透率较低?

首先,铜电镀工艺目前并不成熟,图形化和金属化工艺也都存在不确定性,目前尚未找到最合适的工艺路线,而且最终产品在性能上不是很乐观,这种情况下是不可能量产的。

其次,就是电镀工艺本身的问题,铜电镀涉及电化学反应,电镀过程中会产生大量废液,在后续的去膜过程中也会产生大量的有机废液,废液在半导体和PCB领域也是很大的问题,但半导体和PCB加工的产生的废液量很少,光伏是一个规模化、大产量的行业。

同样的废液排放比的情况下,光伏电池片铜电镀产生的废液量远高于半导体和PCB领域,一些半导体环保问题解决方案仅能有效处理量相对较小的废液,光伏这种规模的废液排放量对于环保解决方案的要求极高,方案更为复杂,这些环保方案在引入时也存在一些阻力需要慢慢攻克。

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