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光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預(yù)2022年國產(chǎn)銀漿占比有望達(dá)65%

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2022-12-09 15:08:37
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光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預(yù)2022年國產(chǎn)銀漿占比有望達(dá)65%光伏銀漿是電子導(dǎo)電漿料的一種,導(dǎo)電相為銀粉,粘結(jié)相和液體載體由玻璃粉和有機(jī)原料組成,印刷在光伏硅片兩面以起到導(dǎo)電

光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預(yù)2022年國產(chǎn)銀漿占比有望達(dá)65%

光伏銀漿是電子導(dǎo)電漿料的一種,導(dǎo)電相為銀粉,粘結(jié)相和液體載體由玻璃粉和有機(jī)原料組成,印刷在光伏硅片兩面以起到導(dǎo)電的作用,是生產(chǎn)光伏電池金屬電極的核心材料,占光伏電池成本約10%,僅次于硅片。光伏銀漿性能直接影響電池片串聯(lián)電阻,進(jìn)而對電池片轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生影響。

光伏銀漿按銀漿位置可分為正面銀漿和背面銀漿。正銀主要作用是匯集和導(dǎo)出光生載流子,多用于P型電池受光面和N型電池兩面,是當(dāng)前市場的主要產(chǎn)品,背銀主要是起粘連作用,多用于 P型電池背光面,因此正銀對生產(chǎn)工藝和導(dǎo)電性要求更高。

光伏銀漿按燒結(jié)溫度可分為高溫銀漿和低溫銀漿。高溫銀漿一般用于BSF、PERC 電池,是當(dāng)前市場的主要產(chǎn)品,根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),目前高溫銀漿占銀漿供應(yīng)總量的98%以上;低溫銀漿一般用于異質(zhì)結(jié)電池,未來隨著異質(zhì)結(jié)電池市場份額提升,低溫銀漿需求將迎來快速增長。

光伏銀漿主要由高純銀粉、玻璃粉、有機(jī)原料組成,經(jīng)過攪拌、軋漿等工藝生產(chǎn)而成。正面銀漿是配方型產(chǎn)品,精確配料影響后續(xù)各個(gè)環(huán)節(jié),其中又以銀粉為重中之重。從成本結(jié)構(gòu)上看,銀粉成本占比超 98%;從性能上,銀粉性能優(yōu)劣直接影響到電極材料的電阻,從而影響光電轉(zhuǎn)化效率。玻璃體作為黏結(jié)相,在高溫下溶解銀粉并對其重排,玻璃粉品質(zhì)對銀粉燒結(jié)機(jī)銀-硅歐姆接觸有決定性作用。

有機(jī)體作為承載銀粉和玻璃體的關(guān)鍵部分,有機(jī)體中的有機(jī)溶劑使銀粉和玻璃粉均勻混合,既不產(chǎn)生沉淀也不使銀漿過度黏稠,有機(jī)體品質(zhì)主要影響印刷性能和產(chǎn)品質(zhì)量。銀粉根據(jù)形態(tài)可分為片狀、樹枝狀、球狀銀粉,不同形態(tài)的銀粉混合比例是影響銀漿性能的重要因素。

不規(guī)則的銀粉會導(dǎo)致表面能過大、顆粒粗糙,容易形成團(tuán)聚,難以均勻分散到介質(zhì)中,使得燒結(jié)后銀膜孔隙率高、電阻加大。球形銀粉比表面積小,分散性較好,印刷具有流暢性,導(dǎo)電膜具有致密性,因此球形銀粉是銀漿生產(chǎn)中使用較多的原料,但球形銀粉容易形成點(diǎn)接觸,燒結(jié)后球體收縮、空隙增大而影響導(dǎo)電性,因此未來研究方向?yàn)椴煌螤畹你y粉混合以加強(qiáng)銀漿性能。

目前我國銀粉依賴進(jìn)口,日本 DOWA 是國內(nèi)主要供應(yīng)商,銀粉低自主化是制約我國銀漿產(chǎn)業(yè)的重要因素。2021 年,我國全年進(jìn)口銀粉 3240 噸,其中有 91.48%來自日本;聚和股份 2021 年銀粉供應(yīng)來源中,84.6%的銀粉來自日本 DOWA。

研磨工序是銀漿生產(chǎn)的核心工序,直接決定產(chǎn)品質(zhì)量。研磨一般使用三輥研磨機(jī),調(diào)整輥筒之間的間隙、輥筒轉(zhuǎn)速,使?jié){料軋壓、分散、解除團(tuán)聚、充分混合,以使得漿料組織均勻,成分一致。不同類型的產(chǎn)品需要設(shè)置的研磨參數(shù)不盡相同,研磨工序的精細(xì)化是決定銀粉質(zhì)量的關(guān)鍵。

N型電池對銀漿特性提出了新的要求,一般的P型電池銀漿在N型電池上不適用。Topcon電池中,正面細(xì)柵需要使用銀鋁漿,需要 95%銀粉和 5%鋁粉混合,由于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降低金屬誘導(dǎo)復(fù)合速率的漿料,難度較大。

HJT電池由于非晶硅薄膜含氫量高,因此非晶硅層對溫度非常敏感,生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要低溫銀漿,其燒結(jié)溫度在250度以下。盡管 N 型電池對銀漿性能要求更高,各大企業(yè)仍在積極研發(fā)適配N型電池的光伏銀漿。從總體上看,當(dāng)前市場絕大部分仍然是 P 型電池銀漿,但 N 型電池銀漿市場正在快速擴(kuò)張,市占率逐漸提升。

N型電池占比提升,光伏銀漿需求穩(wěn)步向上

俄烏沖突引發(fā)歐洲能源危機(jī),各國能源獨(dú)立訴求增強(qiáng),5月歐盟 REPowerEU 計(jì)劃落地,將2030年可再生能源目標(biāo)從40%上調(diào)至45%,德國4月通過一攬子法案,上調(diào)2030年光伏新增裝機(jī)容量至156GW,根據(jù)Solar Power Europe加速情境下的估計(jì),2030年歐盟光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1050GW,較俄烏沖突前的預(yù)期 672GW大幅提升。

美國方面,聯(lián)邦政府和能源部今年新增可再生能源財(cái)政補(bǔ)貼 3741.2億美元,其中包括《通脹削減法案》中將在未來10年投入3690億美元用于可再生能源補(bǔ)貼,加快可再生能源裝機(jī)。

根據(jù)發(fā)改委和能源局規(guī)劃,第一批風(fēng)光大基地建設(shè)項(xiàng)目共50個(gè),建設(shè)總規(guī)模97.05GW,目前已全面開工;第二批風(fēng)光大基地方案指出,到2030年將規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光基地總裝機(jī)約 455GW,其中沙漠基地規(guī)劃裝機(jī)284GW,采煤沉陷區(qū)規(guī)劃 37GW,其他地區(qū)規(guī)劃134GW;第三批風(fēng)光大基地已進(jìn)入項(xiàng)目申報(bào)階段。經(jīng)濟(jì)性推動分布式光伏裝機(jī)持續(xù)增長,2022年上半年新增分布式光伏裝機(jī)20.04GW,同比高增117.48%。

2022年下半年,國內(nèi)新建硅料產(chǎn)能逐步投放,至2022年底國內(nèi)硅料產(chǎn)能將突破100萬噸,預(yù)計(jì)2023年將新增超150萬噸硅料產(chǎn)能,前期制約下游需求釋放的硅料供給瓶頸即將消除,未來光伏裝機(jī)需求或?qū)⒊掷m(xù)超預(yù)期。

海外在能源危機(jī)刺激下加速能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,光伏裝機(jī)或持續(xù)超預(yù)期,國內(nèi)風(fēng)光大基地規(guī)劃支撐集中式光伏長期增長,經(jīng)濟(jì)性推動分布式光伏滲透加速,全球主要機(jī)構(gòu)和協(xié)會集體上調(diào) 2022年全球光伏裝機(jī)預(yù)測,CPIA(195-240GW 上調(diào)至205-250GW)、IHSMarkit(221GW
上調(diào)至232GW)、BloombergNEF(228GW 上調(diào)至 245GW),根據(jù) CPIA樂觀預(yù)計(jì),2022年全球光伏新增裝機(jī)有望達(dá)250GW。

根據(jù) CPIA數(shù)據(jù),2021年單晶 PERC 電池平均量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率突破23%,已經(jīng)十分逼近其效率極限24.5%,同時(shí)成本下降速度趨緩,新型電池技術(shù)正快速發(fā)展,CPIA預(yù)計(jì)2025年 TOPCon、HJT和IBC電池轉(zhuǎn)換效率突破25%,實(shí)際效率提升或更快,進(jìn)一步拉大與PERC 電池的差距,未來N型電池有望接替P型電池成為下一代主流技術(shù)。

2019年,我國P型電池正面銀漿單片耗用量114.7mg,背面銀漿單片耗用41.3mg,到2021 年,P型電池正面銀漿單片耗用量 71.7mg,下降了 37.49%,背面銀漿單片耗用量 24.7mg,下降了40.19%。N型電池總體銀漿單片耗用量高于P型電池,當(dāng)前從P型發(fā)展到N型的電池片替代路徑上增加了銀漿的需求量。

Topcon電池正面銀漿單片耗用量74mg,背面銀漿70mg;HJT電池雙面銀漿單片耗用量 190mg。盡管從技術(shù)發(fā)展路線上銀漿單耗在降低,但未來市場總體需求高增和N型電池占比提升,光伏銀漿需求有望穩(wěn)步向上。

國產(chǎn)替代加速演繹,行業(yè)集中度有望提升

國際銀漿市場主要供給者為德國賀利氏、美國杜邦、韓國三星、中國臺灣碩禾等企業(yè)。國外銀漿產(chǎn)業(yè)起步早,20 世紀(jì) 70-80 年代已經(jīng)發(fā)展較為成熟,開發(fā)了較多銀漿產(chǎn)品條線,在我國光伏銀漿尚未起步的時(shí)間段大力開發(fā)我國市場。

我國銀漿產(chǎn)業(yè)正在快速國產(chǎn)化,國內(nèi)企業(yè)在競爭中逐漸顯露出優(yōu)勢。我國銀漿產(chǎn)業(yè)起步較晚,早期以進(jìn)口為主,近年在國家對光伏產(chǎn)業(yè)的大力支持下,國產(chǎn)銀漿逐漸開始發(fā)展并于外國企業(yè)競爭,銀漿國產(chǎn)率呈逐步提升的趨勢,市場上涌現(xiàn)了帝科股份、蘇州固锝、聚和材料、匡宇科技等一系列科創(chuàng)型企業(yè)。

目前,光伏背面銀漿已經(jīng)可以全部國產(chǎn)化生產(chǎn),正面銀漿國產(chǎn)化程度正在提升;高溫銀漿技術(shù)壁壘已經(jīng)被突破,但低溫銀漿仍然困難較大。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),2017 年,我國國產(chǎn)銀漿占比約30%,到2019年已經(jīng)達(dá)到 40%,預(yù)計(jì)2022年國產(chǎn)銀漿占比有望達(dá)到 65%。

但HJT電池使用的低溫銀漿對進(jìn)口依賴度仍然較大,主柵銀漿國產(chǎn)化比例只有 10%,細(xì)柵銀漿全部依賴進(jìn)口。低溫銀漿需要同時(shí)滿足印刷和固化工藝要求,需要額外的固化劑作為原料,并且混合工序的工藝控制比高溫銀漿更加嚴(yán)苛。

全球范圍內(nèi)低溫銀漿主要供給方為日本京都電子,我國主要廠商為蘇州固锝,低溫銀漿國產(chǎn)比例僅有 20%。據(jù)頭豹研究院估計(jì),實(shí)現(xiàn)低溫銀漿國產(chǎn)化預(yù)計(jì)可降低每噸價(jià)格約 2000 元。由于 HJT 電池市場占比僅有 3%,市場規(guī)模小,國內(nèi)廠商投入不足、重視不夠,我國國產(chǎn)化低溫銀漿仍需要繼續(xù)探索。

銀漿行業(yè)集中度正在逐步提升中,市場更多向頭部銀漿企業(yè)集中。在光伏銀漿領(lǐng)域,蘇州固锝、帝科股份、聚和材料三家合計(jì)市占率從2019年的24.39%提升到 2021年47.90%,增長了23.5pct。其中正面銀漿中,2021年聚和材料正面銀漿實(shí)現(xiàn)市占率37.09%,較往年提升13.66pct。

國內(nèi)企業(yè)市占率的提升也帶來了銀漿的國產(chǎn)化進(jìn)程加速,目前聚和材料已經(jīng)成為銀漿行業(yè)市占率最高的企業(yè),德國賀利氏居第二位,第三為帝科股份。

下游光伏需求高增,銀漿供需持續(xù)偏緊,國內(nèi)頭部廠商加快產(chǎn)能擴(kuò)張步伐,光伏發(fā)展帶來銀漿市場趨緊的背景下,行業(yè)龍頭企業(yè)加緊布局銀漿產(chǎn)線,帝科股份、蘇州固锝、聚和材料相繼宣布未來擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

預(yù)計(jì)到 2024 年末擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃全部落地,國內(nèi)將新增銀漿產(chǎn)能 2000 噸,以滿足光伏產(chǎn)業(yè)的高速增長需求。22H1,部分銀漿生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)業(yè)績反彈的趨勢,即使光伏電池片降本壓力仍在,但業(yè)績韌性凸顯,高需求帶動下銀漿市場仍然有望保持積極態(tài)勢。

原文標(biāo)題:光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預(yù)2022年國產(chǎn)銀漿占比有望達(dá)65%