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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 2021 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,2021 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 145mg/片,而 HJT 电池双面低温银浆消耗量约 190mg/片,按单片功率 6W、低温银浆价格 8000 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。
2.1、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(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。
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 100nm 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。
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