光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預2022年國產銀漿占比有望達65%

光伏銀漿是電子導電漿料的一種,導電相為銀粉,粘結相和液體載體由玻璃粉和有機原料組成,印刷在光伏硅片兩面以起到導電的作用,是生產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電阻,進而對電池片轉換效率產生影響。

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,是當前市場的主要產品,背銀主要是起粘連作用,多用于 P型電池背光面,因此正銀對生產工藝和導電性要求更高。

光伏銀漿按燒結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,是當前市場的主要產品,根據CPIA數據,目前高溫銀漿占銀漿供應總量的98%以上;低溫銀漿一般用于異質結電池,未來隨著異質結電池市場份額提升,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、有機原料組成,經過攪拌、軋漿等工藝生產而成。正面銀漿是配方型產品,精確配料影響后續各個環節,其中又以銀粉為重中之重。從成本結構上看,銀粉成本占比超 98%;從性能上,銀粉性能優劣直接影響到電極材料的電阻,從而影響光電轉化效率。玻璃體作為黏結相,在高溫下溶解銀粉并對其重排,玻璃粉品質對銀粉燒結機銀-硅歐姆接觸有決定性作用。

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

不規則的銀粉會導致表面能過大、顆粒粗糙,容易形成團聚,難以均勻分散到介質中,使得燒結后銀膜孔隙率高、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,導電膜具有致密性,因此球形銀粉是銀漿生產中使用較多的原料,但球形銀粉容易形成點接觸,燒結后球體收縮、空隙增大而影響導電性,因此未來研究方向為不同形狀的銀粉混合以加強銀漿性能。

目前我國銀粉依賴進口,日本 DOWA 是國內主要供應商,銀粉低自主化是制約我國銀漿產業的重要因素。2021 年,我國全年進口銀粉 3240 噸,其中有 91.48%來自日本;聚和股份 2021 年銀粉供應來源中,84.6%的銀粉來自日本 DOWA。

研磨工序是銀漿生產的核心工序,直接決定產品質量。研磨一般使用三輥研磨機,調整輥筒之間的間隙、輥筒轉速,使漿料軋壓、分散、解除團聚、充分混合,以使得漿料組織均勻,成分一致。不同類型的產品需要設置的研磨參數不盡相同,研磨工序的精細化是決定銀粉質量的關鍵。

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,需開發用于多晶硅層接觸并最大程度降低金屬誘導復合速率的漿料,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,生產環節需要低溫銀漿,其燒結溫度在250度以下。盡管 N 型電池對銀漿性能要求更高,各大企業仍在積極研發適配N型電池的光伏銀漿。從總體上看,當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張,市占率逐漸提升。

N型電池占比提升,光伏銀漿需求穩步向上

俄烏沖突引發歐洲能源危機,各國能源獨立訴求增強,5月歐盟 REPowerEU 計劃落地,將2030年可再生能源目標從40%上調至45%,德國4月通過一攬子法案,上調2030年光伏新增裝機容量至156GW,根據Solar Power Europe加速情境下的估計,2030年歐盟光伏累計裝機規模將達到1050GW,較俄烏沖突前的預期 672GW大幅提升。

美國方面,聯邦政府和能源部今年新增可再生能源財政補貼 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貼,加快可再生能源裝機。

根據發改委和能源局規劃,第一批風光大基地建設項目共50個,建設總規模97.05GW,目前已全面開工;第二批風光大基地方案指出,到2030年將規劃建設風光基地總裝機約 455GW,其中沙漠基地規劃裝機284GW,采煤沉陷區規劃 37GW,其他地區規劃134GW;第三批風光大基地已進入項目申報階段。經濟性推動分布式光伏裝機持續增長,2022年上半年新增分布式光伏裝機20.04GW,同比高增117.48%。

2022年下半年,國內新建硅料產能逐步投放,至2022年底國內硅料產能將突破100萬噸,預計2023年將新增超150萬噸硅料產能,前期制約下游需求釋放的硅料供給瓶頸即將消除,未來光伏裝機需求或將持續超預期。

海外在能源危機刺激下加速能源結構轉型,光伏裝機或持續超預期,國內風光大基地規劃支撐集中式光伏長期增長,經濟性推動分布式光伏滲透加速,全球主要機構和協會集體上調 2022年全球光伏裝機預測,CPIA(195-240GW 上調至205-250GW)、IHSMarkit(221GW上調至232GW)、BloombergNEF(228GW 上調至 245GW),根據 CPIA樂觀預計,2022年全球光伏新增裝機有望達250GW。

根據 CPIA數據,2021年單晶 PERC 電池平均量產轉換效率突破23%,已經十分逼近其效率極限24.5%,同時成本下降速度趨緩,新型電池技術正快速發展,CPIA預計2025年 TOPCon、HJT和IBC電池轉換效率突破25%,實際效率提升或更快,進一步拉大與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。

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,當前從P型發展到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。盡管從技術發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步向上。

國產替代加速演繹,行業集中度有望提升

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。國外銀漿產業起步早,20 世紀 70-80 年代已經發展較為成熟,開發了較多銀漿產品條線,在我國光伏銀漿尚未起步的時間段大力開發我國市場。

我國銀漿產業正在快速國產化,國內企業在競爭中逐漸顯露出優勢。我國銀漿產業起步較晚,早期以進口為主,近年在國家對光伏產業的大力支持下,國產銀漿逐漸開始發展并于外國企業競爭,銀漿國產率呈逐步提升的趨勢,市場上涌現了帝科股份、蘇州固锝、聚和材料、匡宇科技等一系列科創型企業。

目前,光伏背面銀漿已經可以全部國產化生產,正面銀漿國產化程度正在提升;高溫銀漿技術壁壘已經被突破,但低溫銀漿仍然困難較大。根據 CPIA 數據,2017 年,我國國產銀漿占比約30%,到2019年已經達到 40%,預計2022年國產銀漿占比有望達到 65%。

但HJT電池使用的低溫銀漿對進口依賴度仍然較大,主柵銀漿國產化比例只有 10%,細柵銀漿全部依賴進口。低溫銀漿需要同時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苛。

全球范圍內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,低溫銀漿國產比例僅有 20%。據頭豹研究院估計,實現低溫銀漿國產化預計可降低每噸價格約 2000 元。由于 HJT 電池市場占比僅有 3%,市場規模小,國內廠商投入不足、重視不夠,我國國產化低溫銀漿仍需要繼續探索。

銀漿行業集中度正在逐步提升中,市場更多向頭部銀漿企業集中。在光伏銀漿領域,蘇州固锝、帝科股份、聚和材料三家合計市占率從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現市占率37.09%,較往年提升13.66pct。

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

下游光伏需求高增,銀漿供需持續偏緊,國內頭部廠商加快產能擴張步伐,光伏發展帶來銀漿市場趨緊的背景下,行業龍頭企業加緊布局銀漿產線,帝科股份、蘇州固锝、聚和材料相繼宣布未來擴產計劃。

預計到 2024 年末擴產計劃全部落地,國內將新增銀漿產能 2000 噸,以滿足光伏產業的高速增長需求。22H1,部分銀漿生產企業已經出現業績反彈的趨勢,即使光伏電池片降本壓力仍在,但業績韌性凸顯,高需求帶動下銀漿市場仍然有望保持積極態勢。

原文標題?:?光伏銀漿為光伏電池金屬電極核心,預2022年國產銀漿占比有望達65%