成本昂貴是制約HJT電池大規模產業化的主要原因之一。其中，銀漿成本約占HJT非硅成本的50%。
光伏銅電鍍是利用電鍍的方式在透明導電薄膜（TCO）上沉積金屬銅的電極制備工藝。用電鍍銅柵線來代替絲網印刷銀柵線，可達到大幅降低銀漿耗量的目的，當前被視為HJT電池降本增效的主要路徑之一。
(資料圖片僅供參考)
近日隨著通威基本驗收太陽井200MW中試線及國電投驗證羅博特科600MW設備，電鍍銅產業化現加速跡象。華泰證券認為，電鍍銅產業化后成本有望大降，疊加其較銀漿可將光電轉換效率提升0.3%-0.5%從而攤薄全鏈生產成本，電鍍銅有望成為HJT降本增效的終局技術。
電鍍銅技術已歷經近20年發展
早在2004年，美國SunPower公司就在Maxeon系列的IBC電池上采用了電鍍銅技術。
2009年，無錫尚德推出Pluto計劃，即冥王星計劃項目。
據悉，Pluto技術采用真空蒸鍍柵線后再加以電鍍，提升均勻性及高寬比，單晶硅電池轉換效率達19%，并進行了量產。與傳統的絲網印刷技術相比，采用Pluto技術的電池正面電極更窄，可以減少陽光的遮擋并減少與硅片的接觸面積，進而將電池的功率輸出提高了近12%。
據某光伏企業技術研究所副總工程師介紹，Pluto電池組件當時曾應用在西藏的一個電站中，出貨量約為幾十瓦。但是，電站發電效率從第三個月開始迅速下降，第四個月就衰減到只有50%左右，冥王星計劃因此停擺。
2010年-2021年，電鍍銅的技術研發一直在繼續。
其間在2011年11月，日本Kaneka公司和比利時IMEC微電子研究中心在第21屆國際光伏科學和工程大會上展示了無銀HJT電池，通過電鍍銅連接6英寸硅基板的透明導電氧化層，轉換效率超過21%；2015年11月，Kaneka公司宣布電鍍銅HJT效率創紀錄達25.1%。
2018年，國電投建立兆瓦級電鍍銅柵線HJT電池中試線，2021年轉換效率達24.5%。
2022年，隨著N型電池組件占比逐漸提升，電鍍銅迎來了廣闊發展空間。
N型電池技術中產業化進程較快的是TOPCon和HJT，二者在制作過程中都需要消耗雙倍的銀漿量。其中，HJT使用的低溫銀漿價格較常規的高溫銀漿更高，這使得HJT的市場份額被TOPCon反超。HJT要想在N型電池領域和TOPCon并駕齊驅甚至成為主流，亟需通過電鍍銅等技術進一步降本增效。
電鍍銅具多重優勢，HJT降本增效終局技術？
相較于傳統絲網印刷技術，電鍍銅的導電能力更強、柵線形貌更好且柵線寬度更細，而且成本相對較低。
導電能力方面，首先，純銅的電阻率顯著低于低溫銀漿。電鍍銅工藝制備的銅電極為純銅，銅金屬化電極電阻率為1.7Ω?m；而低溫銀漿是銀粉和有機物等的混合物，并且受HJT電池工藝溫度的影響，低溫銀漿電阻率高達6~10Ω?m
其次，銅柵線與TCO的接觸電阻低于純銀柵線。不同于銀漿料與TCO接觸時存在較多孔洞導致電阻增加，電鍍銅柵線內部致密且均勻，與TCO接觸更優，有效減小電極與PN結的接觸電阻，功率損耗也更小，電池片的轉換效率相對也較高。
柵線方面，銅柵線的形貌相比銀柵線更好，并且電鍍銅的圖形化設備可以使銅柵線的線寬更細，若使用LDI激光直寫設備，在實驗室條件下可滿足5μm以下線寬的銅柵線曝光需求，量產線最小可實現15μm，而銀柵線的細柵寬度在30μm左右。
“電鍍的柵線相比于普通絲網印刷的柵線，能夠做到更窄一些。”上述工程師表示，絲網印刷的柵線高寬比一般是1:4，電鍍的話能夠做到1:2，這樣就可以把柵線做得更窄、更高一些，從而減少遮光面積，遮光面積一旦小了，電池效率就高了。
此外，如果柵線做窄，其與硅接觸的金屬部分也會變小，相當于太陽能電池的表面復合速率會減少，因此太陽能電池的少子壽命（少數載流子壽命）會變高，電池效率也會相應增加。
綜合這些優勢，銅電鍍技術相較于傳統的絲網印刷技術，可以實現0.3%-0.5%的效率提升。
成本方面，某光伏組件企業相關人士以及滬上一位基金經理均對第一財經表示，電鍍銅可以起到降本作用。
截至2023年6月，電解銅現貨價為66元/kg，而低溫銀漿價格高達約6000元/kg，電鍍銅材料成本僅為銀漿材料成本的1/100。
由于電鍍銅是采用金屬銅作為柵線電極，可完全代替銀漿。與HJT傳統絲網印刷工藝的0.271元/W成本相比，電鍍銅工藝的成本為0.135元/W，下降約50%。
但是，電鍍銅還要面臨與銀包銅的競爭。“銀包銅技術可以將銅顆粒包括在銀漿層里面，既能解決焊接問題，又能解決氧化問題，這種技術目前HJT廠家也都在用。”上述工程師表示。
與銀包銅相比，電鍍銅降本優勢并不十分顯著。東吳證券數據顯示，50%、30%銀包銅的邊際非硅成本約為0.06元/W、0.04元/W，低于上述的0.135元/W。
但業界預計，隨著設備國產化和規模放量，電鍍銅成本有望降至0.05元/W。上述基金經理也表示，電鍍銅量產成本最終應該可以追平銀包銅方案，但具體時間尚難確定。
華泰證券認為，隨著電鍍銅量產后成本基本追平銀包銅，疊加電鍍銅較銀漿可將電池轉換效率提升0.3%-0.5%從而攤薄全產業鏈生產成本，電鍍銅有望成為HJT降本增效的終局技術。
產業化推進，電鍍銅設備市場放量可期
電鍍銅技術的成熟和大規模使用將在一定程度上決定HJT的放量時間。“電鍍銅技術已經可以用了，目前HJT投資回報時間還是比TOPCon長，大面積推廣估計在明年。”上述基金經理稱。
據天風證券，預計2023-2026年HJT新增擴產分別為55、80、120、200GW，其間電鍍銅在新擴產HJT中的滲透率預計分別為2%、10%、25%和50%。
隨著電鍍銅產業化推進，相關設備廠商將率先受益。
電鍍銅的工藝流程可分為種子層制備、圖形化、金屬化（電鍍）和后處理四個環節，其中，圖形化和金屬化是重點。
圖形化是決定柵線寬度的核心環節，會直接影響電鍍電池轉換效率，具體工序包括掩膜、曝光顯影等。
掩膜的主要作用是在電鍍環節保護不需要被電鍍的部分，其材料主要分為干膜、濕膜。曝光顯影是將所需要的圖形轉移到感光材料上。目前曝光顯影的工藝主要有傳統掩膜顯影、LDI（激光直寫）、激光開槽以及噴墨打印等。其中，傳統掩膜光刻技術中的投影式曝光及LDI是目前較為主流技術，代表企業分別為蘇大維格（300331.SZ）、芯碁微裝（688630.SH）。
2023年4月，芯碁微裝太陽能電池光刻設備量產機型SDI15H已經發貨至光伏龍頭企業，該機型是公司光伏太陽能設備首機的升級機型，支持HJT銅電鍍、XBC電池工藝。據悉，該公司太陽能電池光刻設備2022年完成了從0到1，目前正在配合下游應用場景驗證，量產機型已經開始發貨，并不斷開拓更多下游客戶。
“邁為股份（300751.SZ）是一家做圖形化設備的公司，和其他公司合作電鍍工藝，目前能把柵線寬度做得很好，高度可以做到7μm，寬度9μm，2022年9月最新的效率數據是26.41%。”上述工程師表示，目前邁為股份和協鑫合作布局電鍍整線供應。
2023年4月，邁為股份在電話會議上表示，電鍍銅、0BB將進入中試階段。
金屬化環節又稱電鍍環節，是在電鍍機的幫助下，利用電解原理生長出銅鍍層的過程，也是銅柵線制備的最終環節。
電鍍方式大致可分為5類，分別是單面的光誘導式水平電鍍、雙面的水平電鍍、掛鍍式、垂直連續電鍍、VDI電鍍（一種插片式太陽能電池片銅電極電鍍裝置及方法）。其中，垂直電鍍、水平電鍍和VDI是目前主要方式。
東威科技（688700.SH）第二代光伏垂直電鍍設備已通過客戶驗證，第三代光伏鍍銅設備還在制造中，已實現8000片/小時光伏垂直鍍銅設備研發，預計2023年上半年發送至客戶處驗證。
捷得寶開發的第一臺雙面水平電鍍樣機，可以成功電鍍HJT雙面電池、HJT無種子層電鍍、無主柵HJT電池、疊瓦PERC電池、雙面TOPCon電池、日本HBC電池。
寶馨科技（002514.SZ）已研制出單道水平電鍍中試線，目前正推進整線設備整合、工藝開發和量產化研究，預計2023年底可達到量產化設備水平。
羅博特科（300757.SZ）首創開發了VDI電鍍方案，于2022年12月交付設備，目前已經完成銅電鍍設備第一階段工藝可行性測試，各項指標基本達到預期，目前正在進行第二階段測試，對設備單產、碎片率等指標進行檢驗。
東吳證券預計，2024年電鍍銅將出現GW級產線，產業化后電鍍銅設備產線投資額有望由目前的2億元/GW降低至約1億元/GW，測算2025年電鍍銅設備市場空間為30億元，2023-2025年CAGR達260%。
（來源：第一財經）
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