过去十年,光伏技术经过多次技术迭代,度电成本(LCOE)下降90%,已降至人民币0.3元/kWh以下,相较地热能、生物质能、海上风电等发电方式具备显著竞争优势。年以来,全球光伏新增装机量快速增长,五年复合增速达到22%,预计未来新增装机量持续提高,到年达到约1TW,复合增速仍将维持20%左右。
随着全球光伏装机量持续攀升,产业供应链各环节原料成本也水涨船高。年以来,N型电池片技术加速渗透。预计到年底,TOPCon的落地产能超过GW,HJT落地产能超过GW。以TOPCon和HJT为代表的N型电池片技术其银浆耗量普遍较P型电池高30-50%以上,势必将导致银浆的供给进一步紧张并引发价格剧烈波动[1]。在光伏TW级规模大背景下,白银价格带动光伏银浆成本持续上涨。Wind数据显示,6月初,伦敦现货白银价格已经上涨到24.32美元/盎司,涨幅超15%,白银价格一年内已上涨25%。
[1]N型电池技术渗透加速,白银价格一年内上涨25%
展望碳达峰,由N型电池技术所主导的TW级光伏市场,金属化环节的“去银”化的必将成为技术突破的重点方向,目前仅有铜电镀技术可以做到完全“去银”化,使用低成本金属铜作为金属化互联材料替代贵金属银,并在降本的同时进一步提高电池转化效率。目前铜电镀技术正在经历由研发中试线向商业化迈进的重要阶段,各家电池组件和设备企业纷纷加大了对铜电镀技术研发投入。
当前阻碍铜电镀技术量产应用落地的瓶颈主要有以下两点:1.电镀工艺复杂度导致的良率和可靠性问题;2.电镀设备产能稳定性以及过高的设备资本开支。
电镀工艺流程包含“种子层制备、图形化、金属化、后处理”四大环节,复杂度和难度远高于丝网印刷。电镀金属化的过程就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。目前主流的技术路线有:1)垂直式电镀[2];2)水平链式电镀[3];3)插片式电镀。
其中水平链式电镀技术路线相较垂直式及插片式电镀方式具有显著优势,即①产能相对较高:由于无需手动安装和悬挂即可适应大范围的尺寸,实现全自动操作,因此有助于产能提升;②均匀性:由于电池表面接触溶液均匀,充分保证了最终产品的均匀性和稳定性。而要实现水平链式电镀的优势,需要通过特殊的供电装置与硅片的沟槽进行有效接触,这在材料设计和选型上也提出了更高的要求,需要经验丰富的工程师进行优化和创新设计。
电镀铜技术既能够通过更低的电阻、更高的栅线来提高转换效率,也能够完全替代高价银实现降本,这些都迎合着N型电池金属化工艺的发展方向。对于主流N型电池技术:TOPCon和HJT铜电镀技术的技术就绪水平还存在显著差异[4]。
[4]主流N型电池技术铜电镀技术就绪水平(资料来源:Taiyangnews.