2019年中國銀漿行業(yè)國產(chǎn)銀漿市占率分析及光伏用漿、PERC 電池片銀漿耗量需求分析[圖]

銀漿王密 2019-09-16 05:59 來源：智研咨詢

銀漿系由高純度的(99.9% )金屬銀的微粒、粘合劑、溶劑、助劑所組成的一種機械混和物的粘稠狀的漿料。導(dǎo)電銀漿對其組成物質(zhì)要求是十分嚴(yán)格的。其品質(zhì)的高低、含量的多少，以及形狀、大小對銀漿性能都有著密切關(guān)系。

一、現(xiàn)狀

漿料在 PERC 電池片總成本中占比約 10%，在非硅成本中占比 30%以上。電極設(shè)計及漿料優(yōu)化是電池提效降本的主要渠道。導(dǎo)體漿料大致可分為三種：正面銀漿、背面銀漿和背面鋁漿。三種導(dǎo)體漿料經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、烘干、共燒結(jié)形成兩端電極。其中，正面銀漿是制備太陽能電池金屬電極的關(guān)鍵材料，直接關(guān)系著太陽能電池的光電性能。

正面銀漿由高純度銀粉、玻璃體系、有機體系等組成。銀粉作為導(dǎo)電功能相，其優(yōu)劣直接影響電極材料體電阻、接觸電阻等，進而影響轉(zhuǎn)換效率，銀粉在銀漿中含量及成本占比均超過 90%；玻璃體系為高溫粘接相，對銀粉的燒結(jié)及銀-硅歐姆接觸的形成有決定作用；有機體系作為承載銀粉和玻璃體系的關(guān)鍵組成，對印刷性能、印刷質(zhì)量有較大影響。

2018年正面銀漿成本構(gòu)成

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

在未來至少 5-10 年內(nèi)，銀漿絲網(wǎng)印刷將憑借高性價比及充足的提效降本空間占據(jù)光伏電池金屬化領(lǐng)域主導(dǎo)地位。降本主要途徑包括降低銀漿單耗和提高電池片效率。金屬化工序的優(yōu)化重點在于通過改變柵線設(shè)計或柵線印刷方式，在降低單耗的同時也要保持甚至提高電池效率，而非簡單粗暴地降低銀漿或銀粉用量。

與正電極有關(guān)的損耗包括薄層電阻、柵線串聯(lián)電阻、金半接觸電阻、柵線遮光損失，發(fā)射極摻雜與金屬化工序的改動會使這幾類損失向不同方向變動，想要實現(xiàn)最優(yōu)電極設(shè)計需要結(jié)合理論和測試在其中尋找到平衡點?？傮w而言，柵線設(shè)計優(yōu)化方向：降低細(xì)柵寬度、增加細(xì)柵數(shù)量、提高柵線高寬比。

柵線優(yōu)化需要印刷工藝、網(wǎng)版、漿料相互配合，例如印刷更細(xì)的柵線需要匹配開口和線徑更窄的網(wǎng)版，且漿料粘度和粒度也需要調(diào)整，否則在絲網(wǎng)印刷階段容易出現(xiàn)柵線虛印、毛刺，網(wǎng)版堵網(wǎng)、黏網(wǎng)等問題，在燒結(jié)過程中也可能出現(xiàn)漿料下榻導(dǎo)致柵線高度降低、寬度變大。印刷工藝的創(chuàng)新可以在現(xiàn)有的網(wǎng)版及漿料的技術(shù)與生產(chǎn)水平下實現(xiàn)更優(yōu)的柵線制作。漿料需要建立金半接觸，不同電池技術(shù)的結(jié)構(gòu)與材料不同，故所匹配的漿料也有所不同。

金屬化環(huán)節(jié)柵線印刷技術(shù)及網(wǎng)版設(shè)計創(chuàng)新

-	柵線印刷工藝		網(wǎng)版設(shè)計
-	雙次印刷	分步印刷	無網(wǎng)結(jié)網(wǎng)版	高目數(shù)網(wǎng)版
工藝原理	用絲網(wǎng)印刷機重復(fù)以高精準(zhǔn) 度重疊印刷柵條	分開印刷主柵和細(xì)柵并單獨設(shè)計漿料與網(wǎng)版	張網(wǎng)角度為 0，避開縱向鋼絲網(wǎng)結(jié)的干擾并提高開口率	網(wǎng)版目數(shù)高達 380 及以上的低線徑網(wǎng)版，為漿料提供更好的解析能力
難點	第一層和第二層間的校準(zhǔn)精度高（±5 微米）	對主柵漿料（不一定是銀漿）可焊性要求高；需要合適網(wǎng)版	0 張網(wǎng)角度印刷需要大量人力對準(zhǔn)，成本高；壽命低；單晶圖像問題	可與普通絲網(wǎng)印刷機兼容，但目前網(wǎng)版成本較高
銀漿要求	需要粘度、流變性和拉力度合適的銀漿	無特殊變動	對銀漿的平性、拉力度和塑性要求高	對銀漿流平性、拉力度和塑性要求高
柵線寬度(微米)	38-40	47	40	35-45
柵線高度(微米)	20	18	20	15-19
網(wǎng)版開口(微米)	22	22-25	26-28	28-31
效率增益	0.25%	0.1%-0.2%	0.05%-0.15%	0.2%-0.3%
銀漿耗量(mg/片)	98	104-110	97-103	70-105
市占率	15%-20%	20%	30% （中國 40%）	40%-50% (中國 50%-55%)
設(shè)備國產(chǎn)化	高精度印刷設(shè)備依賴進口	國產(chǎn)化進程中	國產(chǎn)化	國產(chǎn)化

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

正面銀漿技術(shù)壁壘與行業(yè)集中度較高。杜邦、賀利氏、三星 SDI 及碩禾憑借先發(fā)優(yōu)勢搶占絕大多數(shù)市場份額。國產(chǎn)正銀起步較晚，隨著需求高速增長和電池片產(chǎn)能持續(xù)向中國轉(zhuǎn)移，正銀國產(chǎn)化進程加速。2016 年國產(chǎn)正銀企業(yè)開始具備批量供貨能力，2017 年市場份額快速提升至 20%左右，2018 年市場份額提升至 35%~40%，目前已達到50%左右，預(yù)計將繼續(xù)提升。主要原材料銀粉由日本 DOWA和美國 AMES等廠商占據(jù)主要市場，國產(chǎn)超細(xì)銀粉起步晚但近幾年進步較快，已能滿足部分需求。

2016-2019年國產(chǎn)銀漿市占率及預(yù)測

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無錫帝科銀粉采購來源

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二、光伏用銀漿

預(yù)計未來三年全球光伏新增裝機量仍會保持增長，但由于電池轉(zhuǎn)化效率提升以及銀漿單片耗量下降導(dǎo)致每 W 銀漿耗量下降，預(yù)計光伏銀漿需求增速較低甚至出現(xiàn)負(fù)增長，行業(yè)市場規(guī)模約 100 億元。預(yù)計正銀企業(yè)之間的競爭將十分激烈，國產(chǎn)企業(yè)若能在技術(shù)快速更新迭代中抓住機遇，將有望擴大市場份額。優(yōu)質(zhì)的銀漿企業(yè)需要具備較強的技術(shù)研發(fā)實力、資金實力以及人才管理與客戶維護能力。

2016-2021年光伏用銀漿需求量及預(yù)測

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2016-2021年光伏用銀漿市場規(guī)模及預(yù)測

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三、金屬化環(huán)節(jié)提效降本空間大，銀漿助PERC電池

隨著上述金屬化創(chuàng)新技術(shù)及配套設(shè)備、原料的成熟與應(yīng)用，未來 2-3 年 PERC 電池片金屬化成本將顯著降低。測算顯示，單耗下降將使?jié){料成本減少約 0.13 元/片，其中銀漿成本減少約 0.12 元/片，同比下降約 30%。

目前量產(chǎn)雙面 PERC 電池片的銀漿耗量 90-110mg/片，鋁漿耗量 250mg/片，ITRPV 預(yù)測 2021 年兩者將分別降低至 75-80mg/片和 200mg/片，2023 年進一步下降至 65-70mg/片和 190mg/片。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，正電極漿料優(yōu)化將為電池片提供每年約 0.1%的效率增益直到 2023 年。除金屬化優(yōu)化外，單晶PERC 電池還可以通過選擇性發(fā)射極、先進陷光技術(shù)、背面局部硼摻雜等技術(shù)提升效率。商業(yè)化尺寸單晶 PERC 研發(fā)效率已達到 24.06%，預(yù)計 2~3 年內(nèi)量產(chǎn)平均效率可提升至 23.5%。

雙面 PERC 電池漿料耗量下降、效率提升對應(yīng)成本下降空間測算

-	銀漿	銀漿_預(yù)測	鋁漿	鋁漿_預(yù)測	合計	合計_預(yù)測
價格（元/KG）	4200	4000	100	100	-	-
單耗（mg/pc）	100	70	250	195	-	-
每片成本（元/pc ）	0.372	0.248	0.022	0.017	0.394	0.265
效率	21.5%	23.5%	22%	23.5%	-	-
每片功率（W/pc）	5.25	5.74	5.38	5.74	-	-
每 W 成本（元/W ）	0.071	0.043	0.004	0.003	0.075	0.046

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，P-PERC、N-PERT、N-TOPCon、異質(zhì)結(jié)電池 1GW 建設(shè)投資分別為 5.1 億元、6.1 億元、6.9 億元、10~13億元。TOPCon 相對 N-PERT 只需增加薄膜沉積設(shè)備（LPCVD），該設(shè)備目前主要依賴進口，是 TOPCon 投資高于 N-PERT 的主要原因。N-PERT電池生產(chǎn)所需的擴散及鈍化設(shè)備亦尚未實現(xiàn)國產(chǎn)化。異質(zhì)結(jié)電池雖然制備步驟少，但工序及所需設(shè)備與其他電池完全不同，目前核心設(shè)備均靠進口。

金屬化工藝及漿料差距大，異質(zhì)結(jié)是電池金屬化成本是 PERC電池的 3~4 倍。N 型 TOPCon 電池所需漿料國產(chǎn)化率低、成本較高。PERT 電池需雙面銀漿印刷，銀漿耗量翻倍。異質(zhì)結(jié)電池目前主流的金屬化工藝包括 1、使用低溫固化銀漿進行絲網(wǎng)印刷，成本 1.5~2 元/片。由于非晶硅層對溫度敏感，電池片制造溫度低于 200℃，需搭配特制低溫固化銀漿。該銀漿需-40℃儲存，開封后須一次用完，賀利氏已開發(fā)可常溫儲存的低溫固化銀漿。2、低溫電鍍銅技術(shù)，成本 1~1.5 元/片。我們測算雙面 PERC 電池金屬化成本約0.4 元/片，該環(huán)節(jié)的成本差異是 PERC 電池的決定性優(yōu)勢之一。

n-PERT 行業(yè)平均轉(zhuǎn)化效率約 21.5%-22%；中來股份 N-TOPCon 研發(fā)最高效率 23.36%，量產(chǎn)效率 22.67%；HJT 目前主流量產(chǎn)效率 22.5~23%。蘇民新能源 2019 年 4 月宣布其疊加 12BB技術(shù)后的 p-PERC 電池量產(chǎn)效率可以達到 22.8%，與 N型電池并無明顯差距。

不同電池技術(shù)對應(yīng)金屬化工藝及銀漿要求

電池技術(shù)	金屬化工藝	漿料要求變動	銀漿國產(chǎn)化
PERC	用激光打開背表面鈍化膜，鋁漿完成金半接觸，銀漿為匯流及焊接點	可使用常規(guī)銀漿，對溫度稍作優(yōu)化即可；鋁漿需具備低活性、高附著力與可焊性，不與氧化鋁鈍化層反應(yīng) 的同時可低溫成型，此外，由于接觸面積下降，對導(dǎo) 電性的要求也提高。	已國產(chǎn)化
雙面 PERC	將全鋁背場改為局部鋁柵格	需要流動性好、適合印刷細(xì)柵線的鋁漿；銀漿同上。	已國產(chǎn)化
N-PERT	在背面印刷帶鋁銀漿，燒穿氮化硅鈍化層形成全區(qū)域擴散；或使用純鋁漿搭配激光開槽	銀漿使用加倍；帶鋁銀漿：需平衡成本和導(dǎo)電性，鋁與 n 型硅片粘連性好、接觸電阻更低，但導(dǎo)電性能不好；純鋁漿燒結(jié)寬度大，影響效率，且無法燒穿鈍化層，需激光開槽；可燒穿鈍化層的鋁漿在研發(fā)中	國產(chǎn)化率低于普通正銀
N-TOPCon	實驗室設(shè)備通過物理氣相沉積技術(shù)實現(xiàn)全背金屬接觸；商業(yè)量產(chǎn)暫時受限于為絲網(wǎng)印刷尋找合適漿料	背面有高摻雜多晶硅薄層，需開發(fā)用于多晶硅層接觸并最大程度地降低金屬誘導(dǎo)復(fù)合速率的漿料，難度較大，需根據(jù)多晶硅厚度等參數(shù)調(diào)整。	國產(chǎn)化率較低
N-HJT	低溫固化銀漿在雙面印刷電極柵挌，或用電鍍技術(shù)在表面沉積鎳-(銀)-銅	非晶硅層對溫度敏感，電池片制造溫度需低于 200℃，需搭配特制低溫固化銀漿。此外，該銀漿需在-40℃儲存，一旦開封必須一次用完，賀利氏已開發(fā)可常溫儲存的低溫固化銀漿。電鍍技術(shù)成本高昂。	漿料國產(chǎn)化率極低，賀利氏掌握頂尖技術(shù)，其他國外廠商也仍在研發(fā)中