银浆成本高有四大降本路径,两大方向。一是减少高价低温银浆用量 二是减少银粉的用量,使用贱金属替代部分银粉,例如银包铜、电镀铜。铜电镀是一种非接触式的电极金属化技术,在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线,收集光伏效应产生的载流子。为解决电镀铜与透明导电薄膜(TCO)之间的接触与附着性问题,需先使用PVD设备镀一层极薄的铜种子层(100nm),衔接前序的TCO和后序的电镀铜,种子层制备后还需对其进行快速烧结处理,以进一步强化附着力。同时,铜种子层作为后续电镀铜的势垒层,可防止铜向硅内部扩散。电镀铜取代银浆就是把格栅的线路做的更细。河南高效电镀铜设备组件
电镀铜光伏电池渗透率:根据CPIA数据,至2030年光伏电池片正面金属电池技术市场仍以银电极为主导,约占87.5%,非银电极技术包括银包铜等,约为12.5%,该比例口径为所有类型的电池片,而N型电池片在运用银包铜、激光转印等降本路线上较为积极,我们假设在N型电池中,2030年银电极占比下调为65%。目前银包铜技术相较电镀铜更为成熟,但未来一旦铜电镀技术成熟后,大幅降本增效的铜电镀产业化进程会更加快速,因此假设2022-2030年铜电镀工艺在非银电极中占比为自15%提升至70%,对应2022-2030年铜电镀光伏电池渗透率自0.45%提升至24.5%。安徽专业电镀铜设备电镀铜的产业化是抑制银浆价格上涨的重要手段。
铜电镀相较银浆丝网印刷,优势主要在两方面:降本与提效。1)降本:在自然界中,金属导电性由高到低分别是银、铜、金、铝、镍、铁,但银属于贵金属,价格较高,不适合做导线,若采用其做导线,将拉高生产成本,因此在光伏电池片中,无论是使用高温银浆还是低温银浆,银浆成本高昂是产业规?;吹?,铜作为贱金属,若能替代银,降本问题基本迎刃而解。2)效率提升:金属银导电性强于金属铜,但银浆属于混合流动胶体,导电性较纯铜的铜栅线弱,线宽可以做到更细的铜栅线发电效率也更高。
电镀铜优势在于可助力电池提效0.3-0.5%+,进而提高组件功率。相较于银包铜+0BB/NBB工艺,我们预计银包铜+0BB/NBB工艺或是短期内HJT电池量产化的主要降本路径,随着未来银含量30%银包铜浆料的导入,浆料成本有望降至约3分/W,HJT电池金属化成本或降至5分/W左右。电镀铜工艺有望于2023-2024年加快中试,并于2024年逐步导入量产。随着工艺经济性持续优化,电镀铜HJT电池的金属化成本有望降至5-6分/W左右,叠加考虑0BB/NBB对应组件封装/检测成本提升,而电镀铜可提升效率约0.5%+,电镀铜优势逐渐强化,有望成为光伏电池无银化的解决方案。光伏电镀铜设备可兼容异质结、Topcon。
电镀铜设备工艺的光伏电池片产能:当前PERC生产成本相对较低,且由于具备更高效率的N型电池,如TOPCon、HJT、IBC出现,我们认为未来PERC电池会被逐步替代,PERC电池不具有采用电镀铜工艺的必要性。N型电池作为新技术路线,降本是其规模化发展逻辑,电镀铜工艺作为降本增效的技术,为其降本可选技术路线之一。根据CPIA对各类电池技术市场占比变化趋势的预测,我们计算得出2022年到2030年,适用电镀铜工艺的全球N型电池(TOPCon、HJT、IBC)产能自13.87GW增长至504.28GW。电镀铜工艺的应用范围不断扩大,为产品品质提升和工业设计创新提供了有力保障。上海光伏电池电镀铜设备供应商
图形化与电镀铜替代银浆丝网印刷。河南高效电镀铜设备组件
基本原理是利用电化学反应,在金属表面沉积一层铜金属。电镀铜的过程中,需要将含有铜离子的电解液放置在电解槽中,同时将需要镀铜的金属材料作为阴极放置在电解槽中,将铜板作为阳极放置在电解槽中,然后通过外部电源将电流引入电解槽中,使得铜离子在电解液中发生氧化还原反应,从而将铜离子还原成为金属铜,沉积在金属材料表面。在电解液中,铜离子会向阴极移动,而在阴极表面,铜离子会接受电子,还原成为金属铜,沉积在金属材料表面。同时,金属材料表面的原有氧化物会被还原成为金属,从而使得金属表面得到了一层均匀的铜金属镀层。电镀铜的镀层具有良好的导电性、耐腐蚀性和美观性,因此被广泛应用于电子、电器、汽车、建筑等领域。河南高效电镀铜设备组件