以“铜”代“银”？光伏电镀铜产业化迎高潮 助力异质结电池降本增效
发布时间：2023-06-19 16:21:23 浏览：304
随着光伏装机量的持续攀升，金属化环节降本成为未来电池发展重心。近期，电镀铜产业化迎来一段高峰，罗博特科（300757.SZ）披露实现单体GW级电镀铜设备出货，迈为股份（300751.SZ）、芯碁微装（688630.SH）等公司也相继披露电镀铜设备的相关订单或研发进展。 电镀铜设备企业的销售突破，离不开下游电池厂对于该项技术的青睐。业内公司向财联社记者提出，成本高昂是制约异质结（HJT）电池量产的关键因素，因此业内极为关注电镀铜等降本技术。不乏有公司认为，使用铜来完全替代银，将是异质结降本的终极解决路线。而电镀铜大规模使用的难点，则集中在产能与工艺整合等环节。 电镀铜GW级设备出货 众多设备企业送测中 由于下游电池厂对于电镀铜兴趣不断加大，电镀铜技术的商业化应用正在加速，并在近期达到高峰。 据罗博特科日前披露，公司举办“单体GW 级太阳能电池铜电镀设备”出货仪式，RTA-CPH-4000/24000型号铜电镀设备将单台产能从600MW 提升至1GW，占地面积减少20%，适用于HJT、XBC 等多种高效电池工艺。 罗博特科公司人士向财联社记者表示，事实上关于铜电镀的关注和布局，公司早在三年前就开始了，只不过在等待合适的市场时机。公司在铜电镀应用光伏领域有较大的潜力，目前需要解决大产能、低成本的问题，而公司在规模化生产方面有较强的技术优势；且公司有丰富的异质结自动化项目基础；根据对采购该种技术产品的下游组件客户的了解和调研，反馈相应的电池片运转情况良好。 而作为HJT设备的龙头，迈为股份最新披露的一笔订单显示，公司与安徽华晟合计签8.4GW HJT 设备订单，总金额超过公司2022年度营业收入的50%。据披露，公司在目前HJT设备供货上，重视通过电镀铜等环节来节约银浆耗量，公司已有包括铜电镀图形化设备在内的所有铜电镀干法设备。 另外，5月底，芯碁微装、海源复材、广信材料签署《高效率低成本N 型电池铜电镀金属化技术战略合作协议》，三方一致同意结为战略合作伙伴，形成具有产业化前景的成套N 型电池铜电镀装备线与金属化方案，并共同合作促进该技术方案的规模化生产应用。 据芯碁微装近期披露，芯碁微装与海外光伏客户签订光伏光刻设备订单，标的产品可为客户提供≥8000wph的产能，优于10μm的光刻解析精度，助力客户HJT镀铜新技术量产应用。 广信材料接受机构时回复称，公司前瞻性布局在光伏领域新工艺路线中的光伏感光胶等新材料，主要开发应用于光伏电镀铜新工艺中，研发进度正有序推进中，目前正在与多家相关企业对接、送样及测试过程中。 海源复材旗下子公司申报的“异质结铜栅线高效电池片”，在近期SNEC光伏展上获得太瓦级钻石奖。该电池片主要性能为，采用全铜栅线、转换效率高、成本低。其使用铜电镀工艺替代原有的丝网印刷及银浆工艺，预计可以提效0.3%～0.5%，并金属化降本50%左右。 银浆成本居高不下 异质结降本诉求迫切 财联社记者了解到，成本高昂是制约HJT 电池大规模产业化的关键因素之一。据光伏业内人士向财联社记者介绍，银浆成本占HJT非硅成本的40%以上，是HJT 成本高昂的最主要因素，但也因此成为降本空间最大的部分。 据悉，HJT为双面结构且双面都需要用纯银，不像PERC电池背面可用银铝浆，所以HJT电池银耗量较高。据PV-Tech数据，2022年HJT电池银耗量为在18-20mg/W左右，大幅高于PERC电池银耗量10mg/W和TOPCon电池银耗量13mg/W。 尤其今年以来，白银价格居高不下，导致光伏银浆成本上升。根据媒体数据，伦敦现货白银价格由3月初20.09美元/盎司，快速上涨至6月初的24.32美元/盎司，涨幅超过15%。 金属化降本是当前迫切任务，在这种背景下，电镀铜技术应运而生，并且作为完全无银化的颠覆性技术，受到N型电池上下游厂商的青睐。 HJT龙头爱康科技公司人士向财联社记者提出，目前的HJT电池订单还难以实现盈亏平衡，因此降成本是HJT电池渗透最大的推动力，其中银浆是HJT电池重要的非硅成本项，公司长期以来关注包括电镀铜等少银浆化各项降本技术，研发部门认为今年或能取得较大突破。 此外，电镀铜不但能降成本，而且相比使用银浆，还可以提高效率。其表示：“因为低温银浆里银粉只占了90%左右，另外8~9%是分散性粘结剂和玻璃粉等，这些材料会阻碍导电。我们预测电镀铜可以提高0.5%的效率。” 罗博特科公司人士认为，归根结底光伏行业的竞争其实就是在每瓦成本上，而制约每瓦成本的关键不仅仅局限在初始的设备投入上，对于每片电池片银浆料的耗用会很大程度制约每瓦成本。因为随着光伏电池片的不断扩产，预计对银的用量占比会急剧攀升，届时必将会反应到每瓦成本的攀升。目前也确实出现了一些诸如银包铜等等的中间路径来降低银的耗用，但是公司认为终极路线还是会过渡到用铜来完全替代银的这个方向。 电镀铜与异质结契合 难点在产能与工艺整合等 除了HJT产业化需要电镀铜的推进，理论上PERC、TOPCon、HJT等均能适用电镀铜，但电镀铜与HJT匹配度更高，具备更为契合的基因。 上述业内人士向财联社记者表示，由于HJT电池银浆耗量大，电镀铜带来的降本空间更大，而其他电池使用电镀铜，带来的非硅成本下降有限，就没有HJT电池那么明显。另外，HJT使用双面结构，双面均需栅线，在外界存在温度变化时，两面同时存在应力作用相互抵消，铜栅线更不容易剥离，对于铜电镀工艺更友好；相比之下，TOPCon电池需要新增工序，进而推升电镀铜成本。 目前，领先的设备厂商罗博特科、芯碁微装等均已开始与下游签订订单或实现供货，且行业普遍处于中试前设备测试阶段，但整体来看，电镀铜技术在HJT 产业化中实现大规模应用，仍然存在一些难点与瓶颈需要解决。 隆众资讯分析师方文正向财联社记者介绍，目前光伏业内推进电镀铜技术，难点主要在于实现高产能，以及保障高产能下的可靠性。“产能方面是最需要解决的，其他问题通过投入研发与时间，预计可以尽快克服。当电镀铜HJT进入成熟阶段，转换效率可以比银浆HJT略高，设备投资成本也在逐渐降低中。” 爱康科技公司人士则表示，公司从18、19年就开始研发电镀铜，目前最大的问题是工艺整合，涉及TCO优化、种子层材料的设计、掩膜材料的选择、镀膜工艺的处理等很复杂的工艺大门，但经过近几年的开发，已形成一定的雏形。另外，目前相关设备仍然比较贵，预计未来两到三年可以国产化成熟。 罗博特科技公司人士介绍，根据下游潜在客户的反馈，对电镀铜技术的顾虑主要是以下四个方面：一是环保问题；二是光电转换效率是否能达到与银一样；三是铜易氧化的问题；四是拉脱力问题。针对这些问题，公司都提供有较为系统的整体解决方案来应对。
来源：财联社
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