米樂M6 M6米樂光伏設備行業(yè)專題：光伏銅電鍍降本增效利器市場向好趨勢明確

　　去銀化趨勢下，銅電鍍工藝優(yōu)勢凸顯。電鍍優(yōu)勢在于成本低、電池接觸性能高、電池損耗率低、不易氧化等。根據(jù)我們測算：1）絲印HJT非硅成本約0.31元/W，比PERC非硅成本 高出0. 07元/W，電鍍HJT為0.23元/W，已經(jīng)基本和PERC打平。2）銀耗量方面，絲印HJT電池達到0.152元/W，顯著高于PERC電池0.06元 /W和TOPCon電池0.08元/W的水平，而銅電鍍HJT電池漿料及其他材料成本約0.05元/W。若銅電鍍量產(chǎn)，我們認為單瓦成本仍有進一步降 低的空間：1）設備中長期來看有降本空間，降低折舊成本；2）藥劑、油墨等材料也有下降空間。3）薄片化降低硅片成本。

　　產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進，設備市場規(guī)模可期。海源復材、天合、通威、寶馨科技、愛旭、隆基等布局無銀化技術，如海源復材在電鍍銅技術已趨于 成熟，降本增效比較明顯，2023具備產(chǎn)業(yè)化，2024年開始形成規(guī)?；a(chǎn)能；寶馨科技銅電鍍技術及設備目前已完成中試供貨，同時正在量產(chǎn) 化研發(fā)設計中。產(chǎn)業(yè)化推進，設備廠商率先受益，規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后銅電鍍設備產(chǎn)線億元/GW。 根據(jù)我們測算，2026年HJT銅電鍍設備市場規(guī)模將達86億元，其中曝光機和鍍銅設備市場規(guī)模分別為27億元和30億元。

　　銅電鍍工藝中圖形化環(huán)節(jié)路線不一，電鍍銅環(huán)節(jié)仍存技術難點。種子層制備中PVD制備工藝為主流：種子層制備是為了改善銅金屬電極與TCO間的粘附性，常用經(jīng)濟效益高的銅金屬。制備方法有PVD、 CVD、噴涂、印刷等，其中PVD為主流方法。此外，如邁為股份已采用無種子層電鍍方案，提高HJT轉換效率至25.94%。 圖形化工藝成熟但路線不一，選擇最優(yōu)路線降低成本是關鍵：圖形化環(huán)節(jié)包括噴涂感光膠層、曝光、顯影，其中主要感光材料有干膜、濕膜、 光刻膠。曝光、顯影環(huán)境是將圖形轉移至感光材料上，主流技術有普通掩膜光刻技術、激光直寫技術、激光轉印等，其中激光直寫式光刻是 銅電鍍領域中的主流技術。該環(huán)節(jié)采用的曝光機為核心設備，主要布局企業(yè)有芯碁微裝、蘇大維格、天淮科技等。

　　電鍍銅環(huán)節(jié)仍存技術難點待突破，設備廠商加快布局：電鍍方式主要有垂直升降式電鍍、垂直連續(xù)電鍍及水平電鍍等。其中，垂直電鍍工藝 更為成熟，但效率或存在瓶頸；水平電鍍?nèi)菀讓崿F(xiàn)自動化但目前鍍銅均勻性較差。電鍍設備廠商主要有東威科技、捷得寶、羅博特科、鈞石 能源等。其中，東威科技已實現(xiàn)8000片/小時光伏垂直鍍銅設備研發(fā)；羅博特科已完成設備內(nèi)測，已發(fā)往客戶端驗證；鈞石能源、太陽井、捷 德寶電鍍設備也在推進中。

　　金屬化是光伏電池片關鍵工藝之一，主要用于制作光伏電池電極，將PN結兩端形成歐姆接觸，實現(xiàn)電流輸出。目前光伏電 池金屬化環(huán)節(jié)有銀漿絲網(wǎng)印刷、銀包銅、銅電鍍、噴墨打印、激光轉印等。其中目前量產(chǎn)線上基本采用絲網(wǎng)印刷工藝， 銀包銅、銅電鍍、激光轉印等工藝仍未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

　　絲網(wǎng)印刷：利用絲網(wǎng)圖形部分網(wǎng)孔透漿料，非圖文部分網(wǎng)孔不透漿料。印刷時絲網(wǎng)一端倒入漿料，用刮刀實施壓力并朝絲網(wǎng) 另一端移動。油墨在移動過程中被刮板從圖形部分網(wǎng)孔擠壓到基片上。漿料的黏性作用使印跡固定在一定范圍內(nèi)，印刷過程 中刮板和絲網(wǎng)印版和承印物接觸，接觸線隨刮刀移動。當刮板刮過整個印刷區(qū)域后抬起，絲網(wǎng)脫離基片，工作臺返回到上料 的位置。絲網(wǎng)印刷也存在幾點不足：一是容易造成污染和原料浪費，二是目前印刷精度和印刷細柵的高寬比很難再提高，但 更大的高寬比金屬柵極卻是提高電池光電轉換效率的關鍵環(huán)節(jié)。米樂M6 M6米樂

　　光伏電池主流技術現(xiàn)狀：市場上主要有P型與N型太陽能電池，其中N型電池具有轉換效率高、雙面率高等特點，制備技術 包括TOPCon、IBC、HJT。其中，TOPCon已開始大規(guī)模量產(chǎn)，N型HJT具有能耗少、轉換效率高、雙面發(fā)電等技術優(yōu)勢， 未來滲透率有望提升。從單瓦銀漿耗量來看，HJT銀耗量最高。PERC銀耗量為10-15mg/W，TOPCon銀耗量為10-20mg/W，HJT銀耗量為20- 25mg/W。HJT電池銀耗量約為PERC的2倍，低溫銀漿占總成本約20%，占電池片非硅片成本比重近50%。 在HJT電池中，一方面異質結電池正反兩面都有銀電極，增加了貴金屬銀的用量；另一方面所使用的銀漿為低溫銀漿，僅占 銀漿總供應量的2%。雖我國低溫銀漿正快速國產(chǎn)化，但低溫銀漿由于需同時滿足印刷和固化工藝，工藝流程嚴苛，大部分 需要從杜邦、漢高、賀利氏等海外公司進口。

　　銀包銅是為減少銀漿使用量而延伸出來的工藝，利用銅代替部分銀，采用化學鍍技術，經(jīng)過特定的成型及表面處理工藝，在 超細銅粉表面形成不同厚度的銀鍍層，兼?zhèn)溷y和銅的優(yōu)點。 當銅粉粒徑增大，米樂M6 M6米樂銅粉分散性能更好，分散劑對銀氨絡離子與銅粉的接觸阻礙減小，更易發(fā)生置換反應，包覆在銅粉顆粒上 的銀含量更高，銀包銅的電阻率會減小。 當銀包銅的包覆溫度低于50℃時，銀包銅粉的銀含量增加平緩，電阻率大；高于50℃后，銀含量急劇增大；當包覆溫度達 到70℃左右時，銀含量達到最大值。但隨著溫度的升高，銅粉表面會氧化阻礙銀在銅表面的沉淀。

　　銀包銅技術能夠使銀耗量降低，但缺點是效率無法提升，且可能會出現(xiàn)新的問題。1）銀與銅的熔點與硬度不同，在高溫情 形下會出現(xiàn)脫銀、銅氧化提高電阻等現(xiàn)象，所包裹的銀的均勻性降低；2）絲網(wǎng)印刷工藝中球粉顆粒需要具有足夠的過網(wǎng)性， 這就要求銅粉的直徑小于15微米，加工成本大幅增加；3）組件的質量可靠性與工藝的性能測試還有待驗證。

　　銅電鍍是電池片電極金屬化環(huán)節(jié)中降低成本、提高效率的重要技術。 銅電鍍工藝流程為：1）種子層制備：具體工藝為鍍種子層，主要是增加銅鍍層和透明導電薄膜之間的附著力，防止電極脫 落；2）圖形化：具體工藝包括噴涂感光膠層，曝光、顯影，顯現(xiàn)出在感光膠上的圖形；3）電鍍：這是金屬化的一步，將 電池片插在電解池中還原溶液中的銅離子為銅金屬，完成銅的沉淀；4）后處理：主要包括去感光膠、刻蝕種子層，鍍焊接 層等流程，前者主要采用清洗機對殘留在表面的感光膠進行處理，露出種子層，并刻蝕種子層；后者主要目的是通過電鍍錫 保護層，防止銅氧化，延長電池壽命。在銅電鍍設備中，曝光和電鍍設備為兩大核心設備。

　　種子層的制備是為了改善銅金屬電極和透明導電薄膜（TCO）之間的粘附性以及電性能，同時防止燒結后銅向硅內(nèi)部的擴 散。種子層厚度約為100nm。 種子層的制備材料：金屬銅（Cu）、鎳（Ni）、銅鎳合金、鈦（Ti）、鎢（W）。 所用材料需要具有不易氧化、低電阻率并與TCO膜層接觸好、耐電解液腐蝕、可被刻燭工藝腐蝕的特性。其中，鎳價格相 對便宜，但銅具有更低的接觸電阻，而鈦和鎢價格高經(jīng)濟效益不高。

　　種子層的制備方法：物理氣相沉淀（PVD）和化學氣相沉淀（CVD）、噴涂、印刷等方法。 由于PVD方法技術門檻較低，因此目前PVD制備種子層為主流方法，其中主要采取濺鍍技術濺射金屬層。在制備過程中， 種子層制備可與透明導電薄膜制備使用同一臺PVD設備，或使用兩臺PVD設備，只需將靶材更換為金屬銅。 此外，已有部分企業(yè)采取無種子層電鍍方案。如邁為股份采用低銦含量的TCO工藝結合SunDrive公司的銅電鍍柵線μm），聯(lián)合將低成本HJT電池的轉換效率提高至25.94%。

　　圖形化是銅電鍍工藝中核心環(huán)節(jié)之一，包括噴涂感光膠層，曝光、顯 影。 其中，感光材料有：1）干膜材料；2）光刻膠；3）濕膜油墨。其精 度均滿足銅電鍍工藝要求，材料的選取與使用的圖形化工藝有關。 干膜：一種高分子材料，通過紫外線照射后產(chǎn)生一種聚合反應，形成 一種穩(wěn)定的物質附著于板面，達到阻擋電鍍和蝕刻的功能。其優(yōu)勢在 于提高電鍍的均勻性，操作簡單，但設備成本較高，工藝更為復雜。 濕膜：指對紫外線敏感，并能夠通過紫外線固化的感光油墨。優(yōu)勢在 于油墨的價格遠低于干膜，能夠滿足光伏行業(yè)量產(chǎn)的需求；且所需設 備數(shù)量少；所制備的銅柵線更窄，可控性更強。劣勢在于殘余油墨不 太容易去除，易影響電池電流密度，目前也在不斷改進中。

　　光刻膠：又稱光致抗蝕劑，是指通過紫外線、電子束、離子束、X射線 等照射，其溶解度發(fā)生變化的耐蝕劑刻薄膜材料。根據(jù)顯影原理可分 為正性光刻膠和負性光刻膠，前者被曝光的區(qū)域溶于顯影劑中，在蝕 刻過程中光照區(qū)域被去除，留下光線未照到區(qū)域；后者則相反。 在傳統(tǒng)掩膜工藝中，常采用濕膜+曝光顯影結合，主流技術為噴墨打印、 絲網(wǎng)印刷、噴印刻槽等。若采用前兩者技術，可在噴涂感光材料的同 時直接印刷出圖形，工藝簡單，減少曝光顯影步驟的成本；缺點在于 所生產(chǎn)的銅柵線具有上寬下窄的特點，降低光照效率。若采用絲網(wǎng)印 刷工藝，與金屬化絲印設備相同。

　　曝光、顯影環(huán)節(jié)主要是將圖形轉移至感光材料上。 主流技術如下：1）普通掩膜光刻+顯影；2）激光直寫+顯影；3）噴墨打??；4）激光開槽。其中，激光直寫式光刻技術是 目前光伏銅電鍍領域最為主流的技術，掩膜光刻也有廠家在推進。 普通掩膜光刻技術：分為接近、接觸式光刻、投影光刻。其中，投影式光刻技術是通過掩膜板，激光發(fā)射器發(fā)射一束光至鏡 面，再反射至掩膜板上，掩膜板將初始設計的圖形轉移至感光材料上，再進行銅電鍍。該技術雖然能夠生成比例更小、更精 細的圖像，但是成本過高，實際應用仍未落地。

　　激光直寫技術：無需掩膜版，通過計算機控制的高精度光束將所涉及的圖形投影至光刻膠基片表面，直接進行掃描曝光。該 技術的精度滿足銅電鍍要求，且可節(jié)約掩膜版的成本。 激光開槽：節(jié)約曝光顯影步驟的成本，技術壁壘較高，難以控制開槽寬度。開槽過窄可能會導致槽形狀不佳，過寬會導致激 光能量過強容易損傷電池表面，且對TCO薄膜損失嚴重，因此不適合HJT電池使用，但在TOPCon/IBC電池中能夠應用。

　　平價上網(wǎng)和“雙碳”政策共驅光伏行業(yè)景氣度高漲。 2021年我國光伏新增裝機量54.88GW，同比高增13.9%，其中，分布式新增29.28GW，占比53.4%。 根據(jù)CPIA預測，2022-2025年，我國年均新增光伏裝機將達到83-99GW，全球光伏年均新增裝機將達232-286GW，光伏 行業(yè)預計景氣度持續(xù)。 目前PERC技術效率提升瓶頸已現(xiàn)，對高效電池片需求提升。TOPCon、HJT高效電池片技術路線逐漸成熟，且轉換效率提 升空間大，性價比優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，已逐步進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段，IBC（或HBC/TBC等）、鈣鈦礦（疊層）等技術也有望成 為明日之星。

　　目前電鍍銅額約為1.5-2億元。隨著規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，設備產(chǎn)線億元。 目前圖像化環(huán)節(jié)PVD額約為4000-5000萬元/GW，曝光機設備約為5000萬元、電鍍環(huán)節(jié)電鍍機5000萬元/GW（2-3 臺），其他設備有印刷機、清洗機等。 ? 經(jīng)過以下測算，預計2026年HJT銅電鍍設備市場規(guī)模達到85.85億元，其中曝光機和鍍銅設備市場規(guī)模分別為27.47億元和 30.05億元。

　　簡介：公司主營半導體無掩模光刻設備、檢測設備、高端PCB專用激光直寫成像設備（LDI）、顯示領域OLED光刻設備， 榮獲國家高新技術企業(yè)、市創(chuàng)新企業(yè)、科技小巨人等稱號，并擁有100多項技術專利。公司產(chǎn)品已獲半導體、PCB、顯示領 域頭部客戶的認可，包括辰顯光電、健鼎科技、興森科技等并出口海外。2018年至今，公司快速成長，業(yè)績持續(xù)高增。 直寫光刻設備技術領先：公司為國內(nèi)直寫光刻設備領先企業(yè)，直寫光刻技術不斷突破，已將應用于PCB線路層曝光的直寫光 刻設備曝光精度（最小線μm，PCB阻焊層曝光精度（最小線μm，與此 同時公司直寫光刻設備產(chǎn)能效率也不斷提升，客戶的單位產(chǎn)品使用成本不斷下降。

　　公司定增項目將拓展新能源光伏領域的產(chǎn)業(yè)化應用：在新能源光伏領域，公司已經(jīng)與下游知名電池片廠商進行了技術探討。 根據(jù)公司定增預案，公司預計3.18億元，建設現(xiàn)代化的直寫光刻設備生產(chǎn)基地，深化拓展直寫光刻設備在新型顯示、 PCB阻焊層、引線框架以及新能源光伏等新應用領域的產(chǎn)業(yè)化應用，預計達產(chǎn)后將形成年產(chǎn)210（臺/套）直寫光刻設備產(chǎn) 品的生產(chǎn)規(guī)模。

　　簡介：公司是垂直連續(xù)電鍍設備龍頭，下游應用領域如鋰電復合銅箔、光伏電鍍銅持續(xù)開拓。此外，公司加大配套設備研發(fā) 生產(chǎn)，如PCB水平除膠化銅&垂直連續(xù)電鍍設備、復合銅箔PVD設備等。2018年至今，公司快速成長業(yè)績持續(xù)高增。 另外，公司近期與國電投達成銅柵線異質結電池垂直連續(xù)電鍍解決方案戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，推動銅電鍍工藝產(chǎn)業(yè)化進程。

　　光伏設備有望推向市場：公司現(xiàn)有垂直式電鍍銅設備保持投產(chǎn)使用，第二代設備洽談中，速率可達7000片以上/小時，大幅 降低成本，助力光伏銅電鍍快速產(chǎn)業(yè)化?，F(xiàn)已推出光伏第三代垂直連續(xù)硅片電鍍設備，設備速度達8000片/小時，硅片厚度 可滿足100μm-180μm，電鍍均勻性R≤10%，破片率＜1%，實現(xiàn)產(chǎn)能效率進一步提升，預計2023年出貨。 新能源設備訂單持續(xù)高增：公司現(xiàn)有水平式新能源電鍍設備，是國內(nèi)唯一量產(chǎn)公司。2022年新能源（復合銅箔）設備在手 訂單已達30億元以上。根據(jù)公司公告，水電鍍及其配套設備（PVD設備2022年已實現(xiàn)交貨）今年將開始大規(guī)模交貨。

　　簡介：公司目前在光伏電池片領域的自動化技術方面已處于行業(yè)領先地位，其銅電鍍設備主要有垂直升降式電鍍、水平電鍍 及有別于目前傳統(tǒng)的垂直升降式電鍍、垂直連續(xù)電鍍、水平電鍍?nèi)N現(xiàn)有技術方案的電鍍設備。另外，公司近期與國電投新 能源簽訂框架協(xié)議，將就銅柵線異質結電池VDI電鍍技術的解決方案展開合作 。 公司垂直升降式電鍍特征：1）獨特夾具設計；2）具有高沉積速率以及良好的均勻性；3）具有大產(chǎn)能，約5000片/小時。 公司水平電鍍特征：1）其先進的傳輸設計確保設備具有高穩(wěn)定性；2）具有高沉積速率以及良好的均勻性；3）具有大產(chǎn)能， 約5000片/小時；4）維護界面友好，減少宕機時間。

　　光伏銅電鍍設備進展順利：2022年公司加大對銅電鍍設備的研發(fā)投入，致力于該業(yè)務盡早實現(xiàn)量產(chǎn)化。此外，公司于2022 年12月完成了業(yè)界首創(chuàng)新型異質結電池銅電鍍裝備交付，本次向合作客戶交付的異質結電池銅電鍍設備是基于公司獨創(chuàng)的 量產(chǎn)型方案研發(fā)的全新模塊化設備。該技術方案有別于目前傳統(tǒng)的垂直升降式電鍍、垂直連續(xù)電鍍、水平電鍍?nèi)N現(xiàn)有技術 方案，該方案重點解決了目前生產(chǎn)中產(chǎn)能低、運營成本高等核心問題。

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