光伏企业降低白银依赖的技术升级路径深度分析报告
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光伏导电银浆是太阳能电池片的"血液",作为电池片制造的关键辅材,其性能直接决定电池片的光电转换效率与生产成本。银浆主要用于制作光伏电池的电极,通过丝网印刷工艺在电池片表面形成导电栅线,实现电流收集与传输功能。
当前全球光伏产业对白银的依赖程度已到达前所未有的高度。根据世界白银协会数据,2025年全球光伏用银量预计达到7560吨,较三年前增长一倍,占白银总需求的25%以上[1]。高盛预测显示,若2025年全球光伏装机量突破500GW,仅光伏领域将消耗白银超1.2亿盎司(约3720吨),占全年总需求的30%[2]。更为严峻的是,研究预测到2030年,太阳能电池板生产将消耗约2.73亿盎司(约8491吨)白银[3]。
自2024年初以来,现货白银价格涨幅已超过200%,这一剧烈波动直接冲击光伏产业链中游的电池片制造环节。上海有色网数据显示,以TOPCon 210RN电池片为例,当前银浆成本已超过电池片完全成本的30%,占非硅成本的50%以上[4]。中信建投证券研究报告指出,银浆成本占比已从2024年的3.4%急剧攀升至19.3%,取代硅料成为组件第一大成本项[5]。
这一成本结构的变化使得光伏企业面临前所未有的经营压力。传统晶硅电池的单W银浆耗量约为18-22mg/W,而高效HJT电池的银浆耗量更高。银价的持续上涨不仅压缩了企业的利润空间,更威胁到光伏发电的成本竞争力和全球能源转型进程。
银包铜技术是当前产业化最成熟的"去银化"解决方案,其核心原理是以铜芯替代大部分银芯,仅在铜颗粒表面镀覆薄层银膜,从而大幅降低银的用量。该技术可降低30%-50%的银耗,同时保持与纯银浆料相当的导电性能和焊接性能。
从降本效果来看,银包铜技术的经济效益显著。以PERC电池为例,传统银浆单耗约15-18mg/W,采用银包铜技术后,银耗可降至8-10mg/W;若银价按当前高位计算,每瓦电池片可节省银浆成本0.03-0.05元。帝科股份等龙头企业已实现低温银包铜浆料在N型HJT电池领域的大规模出货,并将持续开发更低银含量的高可靠性银包铜浆料[6]。
银包铜技术已在HJT电池领域实现量产应用,并正在向TOPCon电池渗透。TOPCon电池通过"二次印刷"工艺实现银包铜浆料的应用,可有效控制栅线形貌并提升印刷精度。根据行业预测,2026年银包铜技术在光伏领域的渗透率预计达到17.7%[7]。
从市场格局来看,帝科股份(300842.SZ)作为国内光伏银浆龙头企业,已在N型HJT电池领域实现银包铜浆料产品的大规模出货。公司2024年年报显示,应用于N型TOPCon电池全套导电银浆产品实现销售1815.53吨,占公司光伏导电银浆产品总销售量的89.10%,其中TOPCon银浆出货429.13吨,占比94.00%[8]。
尽管银包铜技术已相对成熟,但仍面临若干技术挑战。首先是铜的氧化问题——铜颗粒在高温烧结过程中易氧化,影响导电性能;其次是银铜界面扩散问题,可能导致长期可靠性风险;第三是电池效率的细微损失,银包铜浆料的接触电阻略高于纯银浆。
针对上述挑战,行业正通过以下途径进行改进:一是优化镀银工艺,控制银层厚度在0.1-0.3μm之间,实现银含量30%-50%的精准调控;二是开发新型分散剂和粘结剂体系,提升浆料的储存稳定性和印刷性能;三是配合电池工艺优化,如选择性发射极技术和局部背场技术,降低对浆料导电性能的依赖。
电镀铜技术是目前唯一能够实现完全替代白银的金属化方案,其技术原理是在电池片表面通过电镀工艺沉积铜栅线,完全摒弃传统的银浆印刷工艺。该技术的核心优势体现在三个方面:其一,可实现零银消耗,从根本上解决银价波动风险;其二,铜的导电率(5.96×10⁷ S/m)略高于银(6.30×10⁷ S/m),理论上可实现更低的电极电阻;其三,电镀铜栅线宽度可降至15-20μm,优于丝网印刷的25-30μm,有利于提升电池片短路电流和转换效率。
根据理论测算,电镀铜技术可使金属化成本降低60%以上,同时提升电池效率0.1%-0.3%。若应用于TOPCon电池,可将银浆单耗从18-22mg/W降至0mg/W;若应用于HJT电池,可将银浆单耗从24-30mg/W降至0mg/W[9]。
电镀铜技术的产业化进程正在加速。2025年,爱旭股份10GW电镀铜产线已实现量产,标志着该技术进入规模化应用阶段[7]。此外,通威股份、隆基绿能等头部企业也纷纷布局电镀铜技术研发和中试线建设。
然而,电镀铜技术当前仍面临显著的降本挑战。设备投资成本高昂是首要障碍——电镀铜设备成本高达1-2亿元/GW,远高于传统丝网印刷设备的2000-3000万元/GW。设备成本高企的主要原因是电镀线需要配套建设污水处理系统、废液回收系统以及高精度的自动化控制系统。
良率问题是另一关键瓶颈。当前电镀铜产线的良率普遍在85%-90%之间,距离规模化生产的良率要求(92%以上)仍有差距[7]。良率损失主要来源于:种子层均匀性问题导致的镀层厚度不一致、边缘效应引起的栅线断栅、以及电镀液污染导致的针孔缺陷等。
电镀铜技术的规模化推广需要产业链上下游的协同突破。在设备领域,国内企业如东威科技、捷佳伟创等已成功开发出具有自主知识产权的电镀铜设备,推动设备国产化率持续提升。在材料领域,种子层浆料、光刻胶、电镀液等辅材的国产化正在加速,预计2026-2027年将实现全面国产替代。
从成本下降趋势来看,随着设备国产化率提升和规模效应显现,电镀铜产线的投资成本有望在2027年降至0.8-1.2亿元/GW,良率有望提升至93%以上,这将推动电镀铜技术进入大规模量产阶段[5]。
钙钛矿叠层技术被认为是下一代光伏电池的核心方向,其通过将钙钛矿电池与晶硅电池串联,可有效突破单结电池的肖克利-奎伊瑟极限(S-Q极限)。天合光能宣布,其研发团队成功将210mm大面积钙钛矿/晶体硅双端叠层太阳电池的最高效率提升至31.1%,再次打破世界纪录[10]。
钙钛矿叠层电池的技术优势不仅体现在效率提升,更在于其对白银依赖的根本性降低。钙钛矿电池的电极可采用透明导电氧化物(如ITO、AZO)或金属栅线替代,银用量可降至晶硅电池的10%-20%。国家能源局发布的《新型光伏技术创新与产业化实施方案》提出,2025年前实现钙钛矿/晶硅叠层电池量产效率突破35%,度电成本降至0.15元[11]。
2025年2月,极电光能在无锡锡山建设的全球首条GW级钙钛矿光伏组件生产线正式投产,标志着钙钛矿技术正式迈入GW级规模化量产阶段。该项目达产后预计每年产出约180万片钙钛矿光伏组件[12]。此外,协鑫科技宣布全球首条1GW钙钛矿叠层电池产线投产,组件成本较传统PERC电池降低40%[11]。
在钙钛矿单结电池领域,白马湖实验室与苏州大学联合团队研发的钙钛矿太阳能电池经国家光伏产业计量测试中心认证,稳态光电转换效率达到26.81%,刷新世界纪录[12]。纤纳光电开发的卷对卷印刷设备已将生产成本降至0.8元/W,为钙钛矿电池的大规模应用奠定成本基础。
从长期来看,无银电极材料的研发是实现光伏"去银化"的终极目标。当前主要的研发方向包括以下几类:
"铜代银"技术革命正在重构光伏产业链的利润分配格局。中信建投证券测算显示,若2026-2027年银包铜与纯铜浆的渗透率分别达到17.7%与43%,可为浆料行业带来约3.2亿元及7.3亿元的增量利润空间[5]。而头部浆料企业2025年前三季度归母净利润仅在0.29亿至2.39亿元区间,增长潜力显著。
帝科股份在投资者关系活动中透露,公司已经与龙头客户进行长期合作开发,针对TOPCon等高温电池推出了高铜浆料设计与应用方案,预计2025年下半年有望推动大规模量产,同时积极推动相关解决方案在TBC电池领域的应用[6]。
能够率先实现金属化环节降本的下游电池与组件企业将在行业成本重塑与洗牌过程中建立竞争优势。HJT电池领域的华晟新能源、迈为股份,以及BC电池领域的隆基绿能、爱旭股份等企业,正通过技术升级和产业链整合,积极应对银价上涨挑战。
兴业证券研究报告指出,BC和HJT电池均已具备优秀的量产性能,2025年有望看到更大规模扩产。HJT电池当前平均功率已突破735W(210-66版型),整线A级率超过97%,碎片率低于0.5%,产线稼动能力已接近100%[13]。
电镀铜技术的推广为设备企业和材料供应商带来新的增长机遇。设备领域方面,东威科技、捷佳伟创等企业已成功开发出具有自主知识产权的电镀铜设备;材料领域方面,光刻胶、种子层浆料、电镀液等辅材的国产化正在加速。
钙钛矿叠层技术的突破则为光伏设备企业开辟了新的市场空间。京山轻机、迈为股份等企业已布局钙钛矿电池设备的研发和制造,协鑫科技、纤纳光电等则专注于钙钛矿电池的规模化生产。
基于当前市场数据,不同技术路线的成本效益对比如下:
| 技术路线 | 银耗(mg/W) | 相对成本 | 产业化成熟度 | 预计大规模量产时间 |
|---|---|---|---|---|
| 传统银浆(TOPCon) | 18-22 | 基准 | 成熟 | 已量产 |
| 银包铜浆料(TOPCon) | 8-12 | 成本降低40%-50% | 量产初期 | 2025-2026年 |
| 电镀铜(TOPCon) | 0 | 成本降低60%以上 | 中试阶段 | 2026-2028年 |
| 传统银浆(HJT) | 24-30 | 基准+30% | 成熟 | 已量产 |
| 银包铜浆料(HJT) | 10-14 | 成本降低50%-60% | 量产 | 2025年 |
| 电镀铜(HJT) | 0 | 成本降低70%以上 | 研发阶段 | 2027-2029年 |
对于光伏企业而言,实施"去银化"技术升级需要综合考虑投资成本、技术风险和收益周期。
光伏产业的"银危机"正加速推动技术替代进程。从短期到长期,不同技术路线呈现出梯次推进的格局:
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短期(1-2年):银包铜技术是产业化最成熟的降本方案,已在HJT电池领域实现量产,2026年渗透率预计达17.7%[7]。
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中期(3-5年):电镀铜技术可实现完全"去银化",爱旭等龙头企业已实现量产,但设备成本和良率问题仍需突破[7]。
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长期(5年以上):钙钛矿叠层电池和无银电极材料将推动光伏产业进入"无银化"时代,钙钛矿/晶硅叠层电池效率已突破31%[10]。
基于上述分析,建议关注以下投资方向:
投资者需关注以下风险因素:一是银价波动风险,若银价大幅下跌,技术替代的经济性将减弱;二是技术风险,电镀铜和钙钛矿技术的产业化进度可能低于预期;三是政策风险,光伏行业政策调整可能影响需求预期;四是产能过剩风险,技术升级可能导致行业产能进一步扩张,加剧市场竞争。
[1] 新浪新闻 - “光伏产业需求激增,白银供应缺口是否会成为绿色能源转型的瓶颈?” (https://news.sina.cn/bignews/insight/2026-01-26/detail-inhiqxex9335233.d.html)
[2] 搜狐网 - “2025年白银有望突破39美元?” (https://www.sohu.com/a/871992782_828770)
[3] 腾讯网 - “工业需求激增,光伏、AI与电车催生供需缺口” (https://news.qq.com/rain/a/20260126A05S8A00)
[4] 今日头条 - “银价飙升推高光伏制造成本 企业加速降银技术突破” (https://www.toutiao.com/article/7582417460016448027/)
[5] 腾讯网 - “银价暴涨倒逼技术替代,光伏电极迎来’铜时代’” (https://new.qq.com/rain/a/20260122A05DXL00)
[6] 新浪财经 - “帝科股份:以科技创新推动发展 高铜浆料有望大规模量产” (https://finance.sina.com.cn/stock/relnews/cn/2025-03-22/doc-ineqpvca2655344.shtml)
[7] 新浪新闻 - “光伏产业需求激增,白银供应缺口是否会成为绿色能源转型的瓶颈?” (https://news.sina.cn/bignews/insight/2026-01-26/detail-inhiqxex9335233.d.html)
[8] 新浪财经 - “帝科股份(300842)公司简评报告:业绩稳步发展 高铜浆料有望量产” (http://stock.finance.sina.com.cn/stock/go.php/vReport_Show/kind/lastest/rptid/795185543061/index.phtml)
[9] 搜狐网 - “HJT技术2025年效率有望直逼28.5%” (https://www.sohu.com/a/863745033_122207916)
[10] 搜狐网 - “天合光能钙钛矿叠层技术再破纪录,电池效率突破31%” (https://www.sohu.com/a/882424942_122066678)
[11] 今日头条 - “钙钛矿光伏电池量产加速 中国突破叠层技术引爆万亿绿色能源革命” (https://www.toutiao.com/article/7474567858132156982/)
[12] 今日头条 - “2025钙钛矿光伏组件的最新进展” (https://www.toutiao.com/article/7473310081208123938/)
[13] 新浪财经 - "兴业证券:BC和HJT电池2025年
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