(报告出品方/作者:光大证券,杨绍辉,林映吟)
1、HJT产业化阻力——光伏银浆成本高昂
HJT效率改进难抵光伏辅材银浆成本高。银浆是HJT光伏电池的关键原材料,是由高纯度(99%)的银粉、玻璃氧化物、有机材料等所组成的机械混合物的粘稠状浆料,应用在HJT电池生产的最后一步主工艺环节——金属化,通过在电池两侧印刷固化金属电极,使得电极与电池片紧密结合,形成高效的欧姆接触1以起到导电作用,直接影响光伏电池的光电转换效率。据CPIA数据,截至年底,电池片的金属电极仍以银电极为主,市占比达99.9%。
HJT电池银浆消耗量大,降本突破点在于银浆。据聚和股份数据,当前异质结电池银浆成本在非硅成本中占比相对较高,高达46%,较TOPCon电池高10pct。据CPIA数据,年P型电池正银+背银消耗量共计约96.4mg/片;TOPCon电池正银+背银消耗量共计约mg/片,而HJT电池双面低温银浆消耗量约mg/片,按单片功率6W、低温银浆价格元/kg计算,单瓦银浆成本为0.25元,其中银粉材费用占高温银浆成本比例高达90%以上,低温银浆的银粉成本占比则达95%以上。
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,例如多主栅(MBB)、激光转印;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。
2、降本增效工艺——铜电镀
2.1、铜电镀工艺流程,图形化与金属化为核心
非接触式电极金属化技术——铜电镀。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(nm),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。
2.1.1、工艺:图形化与铜电镀替代银浆丝网印刷
铜电镀与传统丝网印刷的差异主要在TCO膜制备工序之后,前两道的工艺制绒与PVD溅射未变:传统异质结产线在TCO膜制备之后采用银浆印刷和烧结,而铜电镀则把银浆丝网印刷替换成制备铜栅线的图形化和金属化两大工序。
图形化工艺:PVD(物理气相沉积法)设备在硅片TCO表面溅射一层nm的铜种子层,使用石蜡或油墨印刷机(掩膜一体机)的湿膜法制作掩膜/喷涂感光胶,印刷、烘干后经过曝光机曝光处理后,将感光胶或光刻胶上的图形显影。
金属化工艺:特定图形的铜沉积(电镀铜),然后使用不同的抗氧化方法进行处理(电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层),除去之前的掩膜/感光胶,刻蚀去除多余铜种子层,避免电镀铜在种子层腐蚀过程中引入缺陷,露出原本的TCO,其后再进行表面处理,至此形成完整的铜电镀工序。整个过程使用的主要设备是电镀设备。
2.1.2、设备:曝光机与电镀机价值量占比较高
曝光机:LDI曝光机在半导体领域称为光刻机,光伏电池片领域精度较半导体领域低,为微米级,其为铜电镀环节中价值量最高的设备,约0.5亿元/GW。目前国内做直写光刻曝光机的为芯碁微装,主要应用在PCB与泛半导体领域。电镀机——水平电镀:水平电镀主要供应商有苏州捷得宝——电镀解决方案龙头。捷得宝致力于开发铜电镀工艺(油墨掩膜+水平电镀)。根据公司