财联社资讯获悉,成本高昂是制约HJT电池大规模产业化的关键因素之一,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,机构测算当下HJT电池银浆成本约为0.13元/W,较TOPCon/PERC银浆成本分别高出约0.07/0.09 元/W。机构指出,HJT产业化过程中,金属化降本是当前最迫切任务,电镀铜作为完全无银化的颠覆性降本技术应运而生,能够有力解决异质结电池银浆成本高的痛点,符合光伏发展第一性原理。

一、电镀铜于HJT具备大规模上量的基因

理论上PERC、TOPCon、HJT等均能适用电镀铜,但电镀铜于HJT匹配度更高,具备大规模上量的基因:

1)HJT 电池银浆耗量大,电镀铜带来的降本空间更大:HJT银浆中使用有机树脂替代高温银浆中的有机助剂,使得低温银浆的导电性能变弱,因此需要耗用更多的银浆。与HJT银浆降本相比,PERC因单面用银、银浆耗量少,电镀铜带来的非硅成本下降有限,使用电镀铜性价比不高。

2)HJT电池最外层的TCO膜可以很好地阻挡铜向硅层的扩散。铜作为一种重金属,在加电场的情况下,会向硅层加速扩散,扩散后的铜会在硅片内部形成复合中心,进而降低电池片的转换效率。为了阻挡铜向硅层的扩散,需要在铜和硅层之间沉积一层阻挡层,而 HJT电池最外面的TCO膜正是一种理想的阻挡层,故无需再新增工序。相比来看,TOPCon电池需要预先镀镍防止铜易扩散到硅中,需要新增工序,进而推升电镀铜成本。

3)HJT双面结构与铜电镀技术更适配。HJT作为一种对称结构的电池,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,因此对于铜电镀工艺更友好;而如果用在单面电池上,则需要对栅线的高度和宽度以及附着力提出不同的要求。

与传统的丝网印刷,以及银包铜、钢板印刷等金属化方案比,电镀铜具有提升发电效率的独特优势。华泰证券预计电镀铜较银浆可以提效0.3%-0.5%,其原理是铜电镀可以减少电学损失和光学损失

1)导电性更好:铜电镀制备的栅线为纯铜栅线,导电性比银栅线更好。铜电镀工艺制备的铜电极是纯铜,由铜离子还原生成,纯铜的电阻率接近纯银。而低温银浆或银包铜浆料是银粉和有机物等的混合物,导电性略差于纯铜,且银浆电极的电阻率是铜电镀电极的2-5倍,因此铜电镀栅线的导电性能更好;

2)高宽比更优:铜电镀栅线可实现更优的高宽比,减少电池片表面遮光面积,提高电池片效率。银栅线所用的浆料在固化或烧结时在重力作用下会向两边塌陷,进而增加遮光面积,而铜电镀栅线是铜离子沿着掩膜开口位置向上还原制备而成,栅线宽度在图形化环节已经确定,没有银栅线的塌陷问题,可做得既窄又高。随着印刷技术的进步,当下银栅线的细栅宽度在 30um 左右,而电镀铜栅线可实现15um,进而降低栅线遮光带来的光学损失。

二、2023年有望实现从0到1的突破

华泰证券分析指出,当前电镀铜产业处于中试前设备测试阶段,领先设备商均已开始向下游送样机测验。随着今年设备验证结果落地,若良率、效率、成本等测试结果理想,预计2023年行业将步入中试阶段,2024-25年步入量产。电镀铜作为完全“无银化”突破性技术,产业化趋势明确,我们看好后续铜电镀放量空间。新技术投资设备先行,预计铜电镀行业将在2023年实现从0到1的突破,设备市场空间在2025年有望达到100亿元以上,建议关注铜电镀设备厂商投资机会。

三、相关上市公司:芯碁微装、罗博特科、东威科技

芯碁微装应用直写光刻技术的“铜电镀技术”工艺处于产业化导入阶段,截至2022年12月底, 公司已实现了在实验室条件下满足5μm以下线宽的铜栅线曝光需求的直写光刻设备产业化;同时提供量产线实现最小15μm的铜栅线直写曝光方案, 产能达到6000片/小时、对位精度±10μm。

罗博特科独创的VDI电镀技术方案,该方案可以帮助用户实现铜栅线异质结电池技术规模化生产,具有产能大、柔性强、易维护等典型的技术特点,在2月底公司与国电投双方技术团队已顺利完成第一阶段的设备可行性验证,电镀的一致性超过了市场上的其他方案。

东威科技陶瓷垂直镀铜设备和光伏镀铜设备(第二代)均已通过客户验收,公司也已确认收入,光伏镀铜第三代产品预计今年上半年发货至客户处、验收合格后量产。

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