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>> 五矿证券-电气设备行业:晶硅电池铜代银方案还有多久产业化?-250821
上传日期:   2025/8/21 大小:   2030KB
格式:   pdf  共18页 来源:   五矿证券
评级:   看好 作者:   蔡紫豪
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电池金属化的作用
  金属化是光伏电池生产中至关重要的工艺,通过在晶硅表面制备金属电极(如银浆、铜浆等),实现电流导出,直接影响电池的光电转换效率、成本和长期可靠性。
  要求及发展趋势:降低成本、提高效率。
  其主要工艺是将金属化浆料通过接触式(如丝网印刷)和非接触式(如激光转印、电镀铜)工艺使金属栅线附着在电池片表面制作电极
  晶硅电池金属化方案变迁
  1980年代前:20世纪40~50年代以真空蒸镀Ag/Al为主的“实验室探索期”;60~70年代在航天需求带动下,引入Ti/Pd/Ag多层蒸镀和Cu/Ni电镀的“早期应用期”。
  1980年代后:光伏电池金属化以丝网印刷配合银浆、铝浆为主,并不断优化提升。
  目前:因银价格持续上涨,同时光伏行业竞争愈加激烈,贱金属化替代成为新一代光伏发展降本的核心,铜代银方案开始出现并逐步成熟。
  铜浆产业化的难点及解决方案
  铜氧化产生的原因:因铜过于活泼,易于氧化,形成氧化铜。以银包铜粉为例,在200℃左右就会形成氧化铜,膨胀后将银包铜结构破坏,使得金属化电极失去导电性能。
  铜氧化防止的方式:1)其他气体保护,防止铜和氧气接触,避免氧化;2)表面包覆,采用其他有机无机材料,在铜粉表面形成保护层,防止铜和氧气接触。
  结论
  经过多年发展,光伏电池主要以丝网印刷银浆来实现金属化。银价的上涨及多晶硅材料价格的下降,使得银浆在电池成本中占比已经接近硅片的成本,而在非硅成本中占比已经达到43%,电池降本的目光已经转移到贱金属化方案。
  铜的导电性能在主要电极材料中最为接近银,因此铜代银成为贱金属化的重要趋势,相比银浆方案,其理论上可以有效降低金属化成本。但是铜的活泼属性带来了铜扩散和铜氧化的问题,这阻碍了铜代银的趋势。解决铜迁移主要采用银种子层的方案,解决铜氧化主要采用包覆和气体保护等方案。
  目前铜代银已经取得了不错进展,2025~2026年是铜代银的导入年份,2027~2028年预计是渗透率快速提高的年份,这在中期维度会带来光伏用银和光伏用铜数量的明显变化。
  相比银浆,铜浆料加工费更高,在铜代银趋势下,浆料厂的盈利也会更加受益。
  风险提示
  铜浆、银包铜等技术难点克服进展不及预期。
  光伏行业竞争加剧,带来铜代银技术发展缓慢。
 
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