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时间:2024-05-09 17:19:05 阅读量:38519 发表时间:2024-05-09 17:19:05
異質結使用的铜电低溫銀漿,金屬化 、型电有助於異質結電池實現雙麵電鍍 。池H产业垂直連續電鍍、降本
增效 銅價就算有所漲價相比銀價便宜不少,利器而且N型電池性能更好 ,开启
銅電鍍的化加工藝流程大概經過種子層、隻能使用低溫銀漿 ,光伏VDI電鍍。铜电此外,型电
然而N型電池的池H产业成本高於P型電池,
一是降本需要使用掩膜的投影式光刻;二是同樣需要使用掩膜的接近接觸式光刻;三是無需使用掩膜的LDI激光直寫,銀的增效體電阻率約為1.65μΩ.cm,
銅電鍍技術在PCB麵板等行業中應用較為成熟 ,
01
電鍍銅驅動因素
目前光伏電池正在從P型電池向效率更高的N型電池發展 ,通過投影原理能夠在使用相同尺寸掩膜版的情況下獲得更小比例的圖像 ,目前產業主要開發的是垂直連續電鍍 、導致漿料中的銀粉顆粒僅通過載體的粘性不能完全達到緊密貼合,
TOPCon電池使用銅電鍍可幫助實現低接觸電阻 、低溫銀漿價格更貴,
種子層材料一般為鎳或銅鎳合金 ,已經進入量產階段,
銅電鍍技術同樣可以應用於晶矽電池的金屬化環節,雙麵的水平電鍍、蘇大維格 、如果直接把銅柵線長在矽表麵,
不過 ,在精度上不如電子束和離子束等帶電粒子直寫光刻技術和掩膜光刻技術。電鍍銅技術具有明顯的成本優勢 。異質結電池使用的是低溫銀漿 ,能夠完全代替銀的電鍍銅技術或將成為漿料降本技術的最終發展方向。多主柵技術 、所占成本比例高於P型 。HJT占比8%。再進行圖形化工序 ,目前仍以有種子層的路線為主 。鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極,
不過這些在銅電鍍巨大的優勢麵前,LDI設備主要由芯碁微裝提供;四是噴墨打印;五是激光開槽 ,接觸式曝光一般用於小批量的試驗使用。
但是前三種隻能在一定程度上降低銀漿使用量,低溫銀漿技術目前被日本壟斷,海源複材。預計樂觀情況下26年圖形化設備市場空間為20億元 ,
種子層的主要作用是增強銅柵線與TCO之間的結合力,主要難點在於工藝成熟度和降本問題。容易引起脫柵問題。
無種子層的好處是可以節約PVD的設備成本,光伏組件衰減較少,電鍍銅還處於技術驗證階段 ,待鍍的工件做陰極 ,常年保持在3000元/kg,羅博特科 、
之後再進行雙麵鍍銅的金屬化,
降銀的主要方式有激光轉印、從而實現更精細的成像。大概6000元/kg ,根據機構預測的數據,減少燒結環節,需要增加設備投資的同時,銅種子層也容易氧化。國產化率低,比如產能穩定性有待驗證,國內外共有12家,其中TOPCon占比40%,沉積種子層的設備一般選用PVD設備,電鍍三項工藝合一的水平電鍍機,由於銀漿料與透明導電薄膜TCO之間的接觸存在較多孔洞 ,因此相比較來說輸出功率更穩定 。
種子層環節
HJT電池銅電鍍的種子層環節可以分為有種子層和無種子層 ,容易修改且製造周期短的優勢 。也有5種,
而LDI激光直寫相比投影式光刻具有無需使用掩膜版 、銅電鍍對電池片良品率有一定的影響,就是利用電解原理在某些金屬表麵鍍上其它金屬或合金薄層的過程,隻有60+/kg。由於光伏的主要發展趨勢是降本增效 ,顯影 。而銅的體電阻率約為1.75μΩ.cm ,發電效率更高,有利於下遊客戶提高產能 、銅電鍍工藝可能會存在環保問題。
同時投影式光刻也是當前IC前道製造、曝光 、而銅電極內部致密且均勻,其他4家則是TOPCon。
而銅與透明導電薄膜TCO之間附著緊密,TOPCon電池銅電鍍需要用到激光等設備,改善Voc等,無種子層的工藝難度較大,
市場的主要參與者包括邁為股份、現在正在研究用電鍍銅來代替銀漿的使用 。離子束直寫與電子束直寫,但其轉換效率已經接近24.5%的理論極限,
掩膜光刻可進一步分為接近接觸式光刻及投影式光刻 ,預計202025年可實現量產落地。直寫光刻根據輻射源的不同可分為激光直寫、該方式一般用於IBC電池 ,隨著光伏行業對降本增效要求的加深 ,都會逐漸解決。電解液等其他材料成本 ,再依次去除感光油墨、無種子層目前主要由邁為和Sun-Drive聯合開發,燒結溫度一般不超過250℃ ,但是銀漿的使用拉高了光伏的成本 ,N型電池銀漿耗量較高 ,也遠低於銀漿的絲網印刷。在電鍍設備專業領域擁有十餘年的技術沉澱,這幾個環節 ,
相比傳統的絲網印刷 ,
另外 ,各個環節均有多種技術路徑可供選擇。化銅 、雖然純銅的導電能力略弱於純銀,投影式光刻更加先進,芯碁微裝、
直寫光刻路線中 ,這也是限製其產業化發展的原因之一 。
相較於接近接觸式光刻 ,投影式光刻需要用到掩膜版,發電量大、但顯著強於低溫銀漿 。滲透率開始提升 ,銅種子層 ,目前銅電鍍工藝尚未定型,
2022年可以說是N型電池的發展元年,
在成本上 ,可以說都是小問題,一定程度影響投影式光刻的量產經濟性。N型電池還具有雙麵率高、降低成本 。相信以後隨著對工藝的不斷優化,前三種技術成熟度較高 ,N型電池的滲透率將在2022年後迅速增長,最後進行退火 。還在於導電性更強 。預計2026年占市場一半以上,感光材料、金屬化設備市場空間為40億元。而且電鍍銅的設備折舊也略低於絲網印刷的設備折舊額 ,銅柵線存在氧化問題,因此需要增加銀漿的用量來降低電阻。
圖形化環節
銅電鍍圖形化環節主要目的是製備掩膜 ,總體算下來電鍍銅成本相比絲網印刷降低27.8% 。
2021年在與捷得寶持續合作進行銅柵線驗證的客戶,
除了有種子層之外 ,圖形化 、VCP電鍍設備市占率50%以上。使電極高寬比得到提升 。銅柵線相比銀柵線更容易出現脫柵 ,雙麵水平電鍍和VDI電鍍。
此外,
首先在電池片表麵通過磁控濺射PVD設備沉積一層銅種子層,
但電子束直寫產能效率低,功率損耗也更小,優化了無種子層直接電鍍工藝,N型電池理論轉換效率更高,主要用於IBC電池的背麵柵線製備 。後續工藝步驟的處理相對更加簡單。叫做銅電鍍,電鍍時,
但是銅電鍍目前還存在一些量產難點,以供後續電鍍環節在掩膜槽內沉積銅柵線 ,包括噴塗感光油墨、銅柵線與TCO的接觸電阻低於純銀柵線 ,
03
電鍍銅市場情況
電鍍銅市場的參與者主要有電池廠商、以HJT電池為例,中國電鍍銅設備市場體量將進一步增高 ,有家公司叫東威科技,低溫銀漿由銀粉 、線電阻相對更低。N型電池的溫度係數也優於P型電池,
低溫銀漿體電阻率一般小於5μΩ.cm,銅電鍍製成的銅柵線相比使用絲網印刷製成的銀柵線寬度會更細且形貌會更好 ,其中8家的技術路線是HJT,
02
電鍍銅工藝流程
電鍍的基本原理 ,由此可以帶來轉化效率的進一步提高。該項技術目前主要應用在高端IC掩膜版製版領域 。設備商和耗材商三種類型;目前電鍍銅市場處於產業化初期 ,LDI激光直寫受限於激光波長 ,合適的油墨材料開發較難 ,同時由於沒有種子層進入顯影液 ,根據電鍍方式不同可分為5種類型:單麵的光誘導式水平電鍍、有機樹脂等構成。因此降低銀漿使用量是N型電池降本的主要思路。為了降低成本,
2022年該公司就已經成功研發出集除膠、並鍍上錫以防止電極表麵的銅柵線氧化,雖然掩膜版壽命相比接觸式大幅提高,目前有5種技術路線 。傳統金屬化方式就是用絲網印刷將低溫銀漿印刷至電池片表麵形成純銀柵線 。掛鍍式 、存在的空隙會導致線電阻提高,
再加上油墨 、價格要比高溫銀漿成本高10%左右,可以避免諸多光衰減問題,而低溫銀漿導電性較差,其中圖形化和金屬化為光伏銅電鍍工藝的核心環節。由於銀價居高不下,
金屬化環節
然後是金屬化環節,去油墨和種子層、銀包銅和電鍍銅技術。
根據光伏的量產級別產能需求 ,且掩膜成本相對較高,大部分廠商在中試前的設備測試階段,
尤其是HJT電池的銀漿消耗量最高,TOPCon和HJT轉換效率最高可達28.7%和27.5%。接觸電阻更小 ,退火 ,截至2023年4月帝爾激光已取得頭部客戶量產訂單 。導致接觸電阻增加 。壽命長等優勢。
銅電鍍的優勢不僅僅在於成本,但使用一定時間仍需更換 ,PERC是目前光伏電池的主流,鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表麵被還原形成鍍層 。
在光伏市場的高速發展以及HJT市占率進一步提升的影響下 ,
TOPCon電池中使用的一般是高溫銀漿或銀鋁漿,這是因為HJT電池絲網印刷采用低溫工藝 ,
今天分析一個光伏領域中相對小眾的市場,IC後道封裝以及FPD製造等泛半導體領域的主流光刻技術 。天準科技 、電池片的轉換效率更高。
而銅電鍍是通過一係列工藝在電池片表麵製成純銅柵線 ,