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少银化技术路径解析:从银浆低固含到铜电镀的技术突破,推动行业迈向零银耗时代

美能光伏 2025-02-14 09:04 422次阅读

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随着高效n型电池(如TOPCon、HJT、XBC)的快速发展,光伏用银需求激增。2023年光伏用银占全球白银需求的16.2%,预计2024年将突破7000吨占比达到19%。银浆成本占非硅成本的41.7%,是光伏电池的主要成本项之一,银价波动对行业影响巨大。少银化的必要性


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白银供应有限,价格波动大,光伏行业亟需通过技术创新降低银耗,以控制成本并提升竞争力。少银化技术不仅有助于降低成本,还能推动光伏行业向更可持续的方向发展。少银化的技术路径


在保证产品效率和可靠性的前提下:1、通过技术创新,在电池工艺结构及栅线设计上来进行优化

2、新型材料的应用,通过贱金属替代(以铜等金属做替换)贵金属银来实现

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银浆低固含技术


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背细浆料低固含:背细浆料固含量从91%逐步降低至87%,湿重从5mg降至2mg。通过优化接触电阻效率损失控制在0.03%以内主栅浆料低固含:主栅浆料固含量从84%降低至82%,湿重从8mg降至1mg。主栅和背细浆料的总湿重降低10mg以上钢版印刷技术


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全开口网版设计:与传统网版(部分开口)不同,钢版印刷采用全开口网版,所有栅线区域完全开放,减少浆料流动阻力,提升过墨均匀性。网版开口宽度从常规的10μm缩窄至6-8μm,进一步降低银浆覆盖量。

高宽比优化:通过精密加工技术,网版开口的高宽比达到70%以上(栅线高度与宽度的比值),确保浆料在硅片表面形成更细、更均匀的电极线。常规网版优化


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通过更细的网纱(线径从7μm降至4μm)更窄的图形设计(开口从10μm降至4μm),湿重降低10%-15%。网布轧压处理和小网络设计,提升网纱强度和印刷质量。

美能网版智能检测仪相较传统二次元检测仪操作更简单精度提高15%效率提高10倍以上。能够对网版的开口尺寸线径和平整度进行高精度检测,确保网版制造符合设计要求。通过实时校准,减少网版制造误差,提升印刷均匀性。可实时监控网版状态,识别潜在缺陷(如网纱破损、开口不均),提前预警并优化工艺参数。

美能网版智能检测仪的应用显著提升了网版使用寿命和印刷良率,降低了生产成本。通过精准控制网版参数,电池效率提升0.1%-0.2%,银浆湿重降低10%-15%铜电镀技术


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(A)银浆形貌(B)电镀铜形貌

铜替代银的可行性:铜的导电性接近银(电阻率1.68×10⁻⁸Ω·m vs. 银1.59×10⁻⁸Ω·m),且成本仅为银的1%。铜储量丰富(全球储量8800万吨),价格稳定,不易受市场波动影响。电镀工艺核心:在硅片表面沉积一层薄铜作为电极,替代传统的银浆印刷。通过电化学反应,铜离子在电场作用下还原为金属铜,形成均匀的导电层。铜浆技术


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成本显著降低:铜材料成本仅为银的1%,金属化成本下降40%-60%。以TOPCon电池为例,铜浆单耗成本可降至0.05元/W(传统银浆约0.15元/W)。兼容性广泛:适用于XBC(背接触)、TOPCon背面电极、HJT非主栅区域等多种电池结构。无需电镀设备,工艺兼容现有产线,改造成本低。银包铜技术


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银包铜材料由铜芯和银壳组成,银层厚度通常为50-200nm,银含量占比30%-50%。铜芯提供低成本和高导电性,银壳确保抗氧化性和与硅片的良好接触。银层作为导电介质,确保电极的低接触电阻高可靠性铜芯降低材料成本,同时提供机械强度和热稳定性。

HJT电池已实现30%-50%银含量的银包铜浆料量产,TOPCon和BC电池仍在开发中。

少银化技术是光伏行业实现降本增效、推动可持续发展的核心方向。从主栅优化银浆低固含到铜电镀、银包铜,多种技术路径的协同发展正在逐步减少对贵金属银的依赖。短期来看,主栅优化银材料替代(如银包铜)已实现规模化应用,显著降低了银耗和成本;中期,铜电镀技术的成熟将进一步推动金属化工艺的革新,为实现零银化目标奠定基础;长期,结合XBC等结构创新,光伏电池有望彻底摆脱对银的依赖。美能网版智能检测仪


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美能网版检测仪AVT-4030集四大检测功能为一体,用于检测太阳能电池网版的各项特征包括:尺寸、缺陷、张力、膜厚。采用0.1μm光栅尺,实现线宽测量精度0.3μm,PT值测量精度2μm,提升网版质量。

  • 尺寸、缺陷、膜厚、张力检测集成化

  • 网版检测规格:≤220*220mm(尺寸可定制)

高分辨光学系统,精度高、连续性强、成本低、灵活性好

从银浆低固含到铜电镀、银包铜技术的突破,光伏行业正逐步迈向零银耗时代。在这一过程中,美能网版智能检测仪凭借其高精度、高效率的检测能力,为网版制造和印刷工艺的优化提供了强有力的支持,显著提升了电池效率和良率,降低了生产成本。

文献参考:《高效n型光伏电池少银化技术路径》 *特别声明:「美能光伏」公众号所发布的原创及转载文章,仅用于学术分享和传递光伏行业相关信息。未经授权,不得抄袭、篡改、引用、转载等侵犯本公众号相关权益的行为。内容仅供参考,若有侵权,请及时联系我司进行删除。

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