银价高企倒逼产业变革 光伏金属化革命的“铜”时代开启

海燕艾暖

白银目前主要用于光伏电池电极，由于近期白银价格持续上涨，目前银浆在组件成本中占比已经达到19.3%，成为第一大成本。
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2019年以来白银开始出现供需缺口并延续至今，考虑白银供给端刚性+新兴应用接力增长，预计白银供需长期紧平衡。
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供给端：矿产缺乏弹性，回收增长有限。白银供给主要来自采矿（占比超过80%）和回收，采矿端主要是作为铜/铅/锌/金矿副产品产出（占比72%），其中铅锡矿白银品位较高，但多因素影响下过去10年产量一直下降，独立银矿（占比28%）则面临存量矿品位下降、寻找新矿充满不确定性问题；回收端尽管依靠工业含银废料增加+回收技术提升，回收量有增长，但弹性有限。

需求端：光伏需求具备韧性，AI算力和汽车电子白银需求也有增长趋势。2024年光伏在白银需求中占比已经来到17.6%，对白银供需平衡影响已经较大，尽管短期光伏受到消纳瓶颈限制装机增速下滑，但随着储能装机增加+电网灵活性升级逐步得到改善，远期预计光伏终将重回增长轨道。
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硅料、白银同时涨价加剧组件成本压力，降低银耗成当务之急。2024年以来光伏由于供给严重过剩，全产业链均面临亏损局面，且近期硅料、白银价格上涨，光伏电池、组件盈利承压的局面还在恶化。由于硅料是组件中唯一不能被替代的材料，且前几年硅料价格暴涨期间，产业链已经将硅耗降低到极致，叠加目前白银已经成为组件中第一大成本，电池、组件企业不得不加快寻找降低银耗的方法。
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6 G* J4 R9 N# i3 m! S铜是最理想的替代银的材料，但需解决易氧化、易扩散的问题，对此PCB、MLCC、半导体行业已经有丰富的经验。针对易氧化问题，PCB行业采用的是掩盖的方式，使用有机分子膜（OSP膜）或贵金属（化镍浸金）将铜掩盖起来，MLCC行业采用的是气氛控制的方式，在氮气+氢气的氛围中完成烧结。针对易扩散问题，半导体行业采用的是制作阻挡层的方式，在晶圆（硅）的沟槽表面先沉积一层阻挡层（如钽/ 氮化钽 ），再通过电镀技术填充铜，以隔绝铜进入晶圆并扩散。

2 L+ f, b$ e0 Z! o$ A2 z! M5 Y借助PCB、MLCC、半导体思路，光伏目前主要通过银包铜、电镀铜、纯铜浆三种方式推动铜渗透率提升，目前银包铜、电镀铜进展相对较快，其中银包铜资本开支压力较小，若验证顺利，有望快速放量，纯铜浆是终极目标但还有较多问题需要解决。

$ n& z  Y- ^  L) j8 d$ v银包铜：类似于PCB行业化镍浸金思路，使用一层致密的银壳包裹铜粉实现抗氧、防扩散。

/ w9 I- q8 z* B8 v% }% I8 A6 c# N. b( G低温银包铜：银包铜最先在HJT电池上验证，主要因HJT电池本身银浆降本诉求最强，且低温工艺与电池表面致密的TCO膜恰好可以降低铜氧化、扩散风险，从结果来看，HJT导入银包铜浆料的进展十分顺利，使用30%-50%银含的银包铜浆料可以使HJT电池金属化成本降低约0.15元/W；

9 r, e0 S0 h) M; a1 a# \& X: [7 y高温银包铜+银种子层：TOPCon电池由于采用高温空气烧结，铜氧化扩散风险较大，但帝科提出“二次印刷+二次烧结”的思路使TOPCon使用银包铜浆成为可能。该方案先通过高温工艺在电池表面印一层极薄的银种子层，再通过低温工艺（约300℃）在银栅线上叠印一层常规的银包铜栅线（类似HJT电池），由此规避高温对银包铜粉结构的破坏，且新增的一道烧结工序可使用闲置烧结炉完成，新增资本开支较小。目前该方案已经有TOPCon龙头进行GW级产线改造，进展相对较快，根据最新银价，单在TOPCon电池背面使用可以降低金属化成本约4.5分/W。

电镀铜：类似于精度要求降低的半导体工艺，先在硅片上放置掩膜，通过曝光显影或激光刻蚀去除栅线位置掩膜，再通过PVD沉积种子层，在电解槽中通过电镀在种子层上方生长出铜，最后在铜表面镀一层锡/银作为抗氧化保护层。目前BC电池龙头爱旭量产进展较快，济南基地已经完全使用，但最大的挑战是资本开支过高（1-2亿元/GW）
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' i5 K$ B! z+ D' s铜浆：目前尚处于技术研发阶段，针对高温烧结时氛围处理方式分为局部还原氛围（可以沿用现有的空气烧结工艺）和完全还原氛围（需要买新的烧结炉）两种路线。
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局部还原氛围：聚和与以色列Copprint公司联合研发了一款抗氧化纳米铜粉，可以在300℃烧结，且烧结过程中粉体表面的抗氧化层会分解并释放出还原气体以隔绝空气，以此实现空气烧结。该方案目前已经向头部电池、组件企业送样测试，还在配合开发中。
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5 U0 P' ]: V1 I- V$ a- A! Z完全还原氛围：效仿MLCC烧结工艺，在氮气+氢气的还原氛围中完成烧结，但会带来较大资本开支，包括还原氛围烧结炉（是光伏现有烧结炉成本的3-4倍）以及耗材（密封使用的马弗管、氮气、氢气），但随着白银价格上涨，光伏企业对新增资本开支的容忍度也在提升。目前该路线主要是金属粉体龙头博迁配合光伏龙头企业联合开发。
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银包铜、铜浆渗透率快速提升将为浆料、金属粉体企业带来较大的利润弹性。假设2026-2027年银包铜、铜浆渗透率分别来到17.7%、43%，电池产量分别为600、700GW，对应银包铜浆、铜浆需求量分别为813、2188吨。

易天一人

美元下跌，黄金上涨，银也水涨船高，需要产业的成本加大，自然会找更好的替代品