HJT降本增效终局技能？电镀铜财富化渐进设备商迎机会

　　成本昂贵是制约HJT电池大规模产业化的主要原因之一。其中，银浆成本约占HJT非硅成本的50%。

　　光伏铜电镀是利用电镀的方式在透明导电薄膜（TCO）上沉积金属铜的电极制备工艺。用电镀铜栅线来代替丝网印刷银栅线，可达到大幅降低银浆耗量的目的，当前被视为HJT电池降本增效的主要路径之一。

　　近日随着通威基本验收太阳井200MW中试线及国电投验证罗博特科600MW设备，电镀铜产业化现加速迹象。华泰证券认为，电镀铜产业化后成本有望大降，叠加其较银浆可将光电转换效率提升0.3%-0.5%从而摊薄全链生产成本，电镀铜有望成为HJT降本增效的终局技术。

　　电镀铜技术已历经近20年发展

　　早在2004年，美国SunPower公司就在Maxeon系列的IBC电池上采用了电镀铜技术。

　　2009年，无锡尚德推出Pluto计划，即冥王星计划项目。

　　据悉，Pluto技术采用真空蒸镀栅线后再加以电镀，提升均匀性及高宽比，单晶硅电池转换效率达19%，并进行了量产。与传统的丝网印刷技术相比，采用Pluto技术的电池正面电极更窄，可以减少阳光的遮挡并减少与硅片的接触面积，进而将电池的功率输出提高了近12%。

　　据某光伏企业技术研究所副总工程师介绍，Pluto电池组件当时曾应用在西藏的一个电站中，出货量约为几十瓦。但是，电站发电效率从第三个月开始迅速下降，第四个月就衰减到只有50%左右，冥王星计划因此停摆。

　　2010年-2021年，电镀铜的技术研发一直在继续。

　　其间在2011年11月，日本Kaneka公司和比利时IMEC微电子研究中心在第21届国际光伏科学和工程大会上展示了无银HJT电池，通过电镀铜连接6英寸硅基板的透明导电氧化层，转换效率超过21%；2015年11月，Kaneka公司宣布电镀铜HJT效率创纪录达25.1%。

　　2018年，国电投建立兆瓦级电镀铜栅线HJT电池中试线，2021年转换效率达24.5%。

　　2022年，随着N型电池组件占比逐渐提升，电镀铜迎来了广阔发展空间。

　　N型电池技术中产业化进程较快的是TOPCon和HJT，二者在制作过程中都需要消耗双倍的银浆量。其中，HJT使用的低温银浆价格较常规的高温银浆更高，这使得HJT的市场份额被TOPCon反超。HJT要想在N型电池领域和TOPCon并驾齐驱甚至成为主流，亟需通过电镀铜等技术进一步降本增效。

　　电镀铜具多重优势，HJT降本增效终局技术？

　　相较于传统丝网印刷技术，电镀铜的导电能力更强、栅线形貌更好且栅线宽度更细，而且成本相对较低。

　　导电能力方面，首先，纯铜的电阻率显著低于低温银浆。电镀铜工艺制备的铜电极为纯铜，铜金属化电极电阻率为1.7Ωm；而低温银浆是银粉和有机物等的混合物，并且受HJT电池工艺温度的影响，低温银浆电阻率高达6~10Ωm

　　其次，铜栅线与TCO的接触电阻低于纯银栅线。不同于银浆料与TCO接触时存在较多孔洞导致电阻增加，电镀铜栅线内部致密且均匀，与TCO接触更优，有效减小电极与PN结的接触电阻，功率损耗也更小，电池片的转换效率相对也较高。

　　栅线方面，铜栅线的形貌相比银栅线更好，并且电镀铜的图形化设备可以使铜栅线的线宽更细，若使用LDI激光直写设备，在实验室条件下可满足5μm以下线宽的铜栅线曝光需求，量产线最小可实现15μm，而银栅线的细栅宽度在30μm左右。

　　“电镀的栅线相比于普通丝网印刷的栅线，能够做到更窄一些。”上述工程师表示，丝网印刷的栅线高宽比一般是1:4，电镀的话能够做到1:2，这样就可以把栅线做得更窄、更高一些，从而减少遮光面积，遮光面积一旦小了，电池效率就高了。

　　此外，如果栅线做窄，其与硅接触的金属部分也会变小，相当于太阳能电池的表面复合速率会减少，因此太阳能电池的少子寿命（ 少数载流子寿命）会变高，电池效率也会相应增加。

　　综合这些优势，铜电镀技术相较于传统的丝网印刷技术，可以实现0.3%-0.5%的效率提升。

　　成本方面，某光伏组件企业相关人士以及沪上一位基金经理均对第一财经表示，电镀铜可以起到降本作用。

　　截至2023年6月，电解铜现货价为66元/kg，而低温银浆价格高达约6000元/kg，电镀铜材料成本仅为银浆材料成本的1/100。

　　由于电镀铜是采用金属铜作为栅线电极，可完全代替银浆。与HJT传统丝网印刷工艺的0.271元/W成本相比，电镀铜工艺的成本为0.135元/W，下降约50%。