西安光伏电池电镀铜技术

铜电镀与传统丝网印刷的差异主要在TCO膜制备工序之后，前两道的工艺制绒与PVD溅射未变：传统异质结产线在TCO膜制备之后采用银浆印刷和烧结，而铜电镀则把银浆丝网印刷替换成制备铜栅线的图形化和金属化两大工序。图形化工艺：PVD（气相沉积法）设备在硅片TCO表面溅射一层100nm的铜种子层，使用石蜡或油墨印刷机（掩膜一体机）的湿膜法制作掩膜/喷涂感光胶，印刷、烘干后经过曝光机曝光处理后，将感光胶或光刻胶上的图形显影。金属化工艺：特定图形的铜沉积（电镀铜），然后使用不同的抗氧化方法进行处理（电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层），除去之前的掩膜/感光胶，刻蚀去除多余铜种子层，避免电镀铜在种子层腐蚀过程中引入缺陷，露出原本的TCO，其后再进行表面处理，至此形成完整的铜电镀工序。整个过程使用的主要设备是电镀设备。光伏电镀铜设备可兼容异质结、Topcon。西安光伏电池电镀铜技术

光伏电池是光伏系统实现光电转换的重要的器件，其制备流程主要分为清洗制绒、扩散制结、正背面镀膜、金属化印刷固化等几大工艺环节。其中，金属化环节主要用于制作光伏电池电极栅线，通过在电池两侧印刷银浆固化金属电极，使得电极与电池片紧密结合，形成高效的欧姆接触以实现电流输出。金属化环节主要有银浆丝网印刷、银包铜丝印、激光转印、电镀铜、喷墨打印等几类工艺，传统的丝网印刷成熟简单是目前主流量产技术路线，其他工艺尚未实现大规模产业化。安徽釜川电镀铜产线电镀铜工序包括电镀环节。

光伏电镀铜设备工艺铜栅线更细，线宽线距尺寸小，发电效率更高。栅线细、线宽线距小意味着栅线密度更大，更多的栅线可以更好地将光照产生的内部载流子通过电流形式导出电池片，从而提高发电效率，铜电镀技术电池转化效率比丝网印刷高0.3%~0.5%。①低温银浆较为粘稠，印刷宽度更宽。高温银浆印刷线宽可达到20μm，但是低温银浆印刷的线宽大约为40μm。②铜电镀铜离子沉积只有电子交换，栅线宽度更小。铜电镀的线宽大约为20μm，采用类半导体的光刻技术可低于20μm。

异质结电镀铜的主要工序：前面的两道工艺制绒和 PVD 溅射。增加的工艺是用曝光机替代丝网印刷机和烤箱。具体分为图形化和金属化两个环节：（1）图形化：先使用 PVD 设备做一层铜的种子层，然后使用油墨印刷机（掩膜一体机）的湿膜法制作掩膜。在经过掩膜一体机的印刷、烘干、曝光处理后，在感光胶或光刻胶上的图形可以通过显影的方法显现 出来，即图形化工艺。（2）金属化：首先完成铜的沉积 （电镀铜），然后使用不同的抗氧化方法进行处理（电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层）。然后去掉之前的掩膜、铜种子层，露 出原本的 ITO。然后做表面处理，比如文字、标签或者组装玻璃，这是一整道工序，即完成铜电镀的所有过程。电镀铜工艺流程，图形化和金属化为重点心。

电镀铜优势在于可助力电池提效0.3-0.5%+，进而提高组件功率。相较于银包铜+0BB/NBB工艺，我们预计银包铜+0BB/NBB工艺或是短期内HJT电池量产化的主要降本路径，随着未来银含量30%银包铜浆料的导入，浆料成本有望降至约3分/W，HJT电池金属化成本或降至5分/W左右。电镀铜工艺有望于2023-2024年加快中试，并于2024年逐步导入量产。随着工艺经济性持续优化，电镀铜HJT电池的金属化成本有望降至5-6分/W左右，叠加考虑0BB/NBB对应组件封装/检测成本提升，而电镀铜可提升效率约0.5%+，电镀铜优势逐渐强化，有望成为光伏电池无银化的解决方案。电镀铜具有高硬度和高韧性，可以增强金属的硬度和耐磨性。合肥异质结电镀铜丝网印刷

电镀铜可以用于各种形状和大小的金属表面，包括复杂的三维表面，具有广泛的应用范围。西安光伏电池电镀铜技术

电镀铜光伏电池渗透率：根据CPIA数据，至2030年光伏电池片正面金属电池技术市场仍以银电极为主导，约占87.5%，非银电极技术包括银包铜等，约为12.5%，该比例口径为所有类型的电池片，而N型电池片在运用银包铜、激光转印等降本路线上较为积极，我们假设在N型电池中，2030年银电极占比下调为65%。目前银包铜技术相较电镀铜更为成熟，但未来一旦铜电镀技术成熟后，大幅降本增效的铜电镀产业化进程会更加快速，因此假设2022-2030年铜电镀工艺在非银电极中占比为自15%提升至70%，对应2022-2030年铜电镀光伏电池渗透率自0.45%提升至24.5%。西安光伏电池电镀铜技术