銀作為貴金屬，也是應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的稀缺金屬，地球上儲量十分有限，目前除了消費領(lǐng)域外，主要應(yīng)用在汽車和光伏等工業(yè)領(lǐng)域，近年來，隨著新能源汽車和光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球用銀量需求迅速增加，新能源電動車單車銀耗有增無減，光伏用銀需求暴增。最近全球白銀期貨現(xiàn)貨價格再攀新高。有專業(yè)人士認為，如果全球年光伏裝機量達到1000GW時，白銀將發(fā)生供應(yīng)危機，銀耗占光伏成本比重繼續(xù)上升，會嚴重制約行業(yè)正常發(fā)展，目前相關(guān)廠商全力尋找解決替代方案，以銅電鍍、銀包銅工藝正在研發(fā)之中。不過愛旭股份用涂布工藝開創(chuàng)無銀化技術(shù)，并在其ABC電池完美應(yīng)用。有人說，此地無銀勝有銀。
1、光伏銀漿——光伏發(fā)電關(guān)鍵材料
太陽能電池主要由硅片、鈍化膜和金屬電極組成，其中：光伏銀漿是制備太陽能電池金屬電極的關(guān)鍵材料。太陽能電池片生產(chǎn)商通過絲網(wǎng)印刷工藝將光伏銀漿分別印刷在硅片的兩面，烘干后經(jīng)過燒結(jié)，形成太陽能電池的兩端電極。
光伏電池銀漿是光伏電池片制備的核心輔材之一。主要用于制作光伏電池電極，銀漿分為高溫銀漿和低溫銀漿兩種，在不同光伏電池用不同的銀漿能直接影響光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率與光伏組件的輸出功率。以目前主流的單晶單面PERC電池片為例，電池片成本構(gòu)成中，硅片占比約為75%，銀漿是成本占比第二高的材料，約占電池片總成本的8.5%，占電池片非硅成本的33% 。
現(xiàn)在光伏電池技術(shù)正從P型向N型全面邁進，PERC電池和TOPCon電池使用高溫銀漿，異質(zhì)結(jié)電池使用低溫銀漿。但是，對于白銀的需求，不降反增。這是因為，無論是TOPCon，還是HJT，無論是對于銀漿的消耗，還是銀加工費用，比PERC更高。在銀耗方面，PERC 銀漿耗量 6-8mg/w，TOPCon銀漿耗量10-13mg/w，而 HJT 銀漿耗量20-22mg/w。不過2022 年，PERC電池片主柵數(shù)量從9BB改為11BB 及16BB，正銀消耗量降低至約65mg/片，背銀消耗量約26mg/片；N型TOPCon 電池雙面銀漿（鋁）（95%銀）平均消耗量約105mg/片以上；異質(zhì)結(jié)電池雙面低溫銀漿消耗量約130mg/片以上。
在加工費方面，當前Perc正銀加工費約500元/KG，TOPCon加工費高出Perc正銀300+元/KG，而 HJT加工費高出Perc正銀1000+元/KG。
2、銀，庫存告急——光伏用銀需求旺盛，供給受限催生潛在供需緊張
白銀的生產(chǎn)，絕大部分都是從銅、鉛鋅等金屬冶煉的過程中，伴生而來的，大家也可以看到，世界上礦產(chǎn)銀的來源70%以上是靠銅、鉛鋅、黃金伴生而來的。2021年礦產(chǎn)銀的主要生產(chǎn)國有墨西哥、秘魯、中國等。中國礦產(chǎn)銀86%是由銅鉛伴生的方式得來。
因而，銀作為伴生礦的產(chǎn)物，在全球礦產(chǎn)需求低迷的當下，由其他礦產(chǎn)挖掘開發(fā)帶來的供給增量是極難明顯增長的。根據(jù)《世界白銀報告2023》的資料數(shù)據(jù)，從2014年至今約10年的周期內(nèi)，銀作為礦產(chǎn)產(chǎn)出的整體供給在收縮，即便算上略有增長的銀制品回收再利用，每年的實際供給量也只能艱難維持在1000百萬盎司的水平。
談及銀的傳統(tǒng)下游場景，主要為珠寶首飾、電子電氣等工業(yè)零部件、焊接焊料、實物投資等用途，2020年前整體行業(yè)處于供大于求的格局。
與其他用途需求停滯或下滑截然不同的是，白銀在光伏場景的應(yīng)用在近年來明顯增長，且在2022年實現(xiàn)了約28%的需求增速——從2014年彼時不足5%的年度供給占比到2023年接近20%，光伏行業(yè)/光伏銀漿對于銀的需求逐漸在全球銀供給-需求的格局上占據(jù)了越來越重要的地位。
從工業(yè)用途來看，光伏銀耗占整體工業(yè)銀耗的比重也從2014年的略超10%上升至2023年預(yù)計接近30%的水平。
也正是因為光伏等場景帶來的增量需求，使得這兩年全球銀的消耗明顯高于銀礦的產(chǎn)出，銀供給大于需求的過剩態(tài)勢在近兩年發(fā)生了明顯扭轉(zhuǎn)。
隨之而來的，就是全球銀的庫存正在發(fā)生快速的減少。根據(jù)metal Focus對全球各主要貴金屬交易所交割庫存的清點，僅2022年全球主要交易所的銀庫存就減少了23%。
可以預(yù)見的是，光伏行業(yè)在2030年前必然會發(fā)展為年度裝機超過1TW（1000GW）的市場而正式進入了TW時代，而在行業(yè)快速增長的過程中，光伏對于銀需求的邊際增長講很有可能進一步導(dǎo)致銀行業(yè)的供給失衡態(tài)勢，銀價因此將很有可能迎來顯著、持續(xù)的上漲行情。
即便考慮未來各種N型電池路線逐漸引入降銀的成本優(yōu)化手段，但隨著整體產(chǎn)出的大幅提升（從過去年度100~200GW的裝機到未來的1000+GW裝機），光伏銀漿的銀耗量都將占據(jù)工業(yè)用銀需求的顯著比例，甚至可能接近其他工業(yè)用途的銀耗量總和！
世界銀行也做出預(yù)測，到2050年，能源技術(shù)中的白銀消費量可能會急劇增長，達到目前白銀總需求量的50％以上。光伏和新能源汽車的發(fā)展，有望成為推動白銀工業(yè)需求增長的主要動力。
另外，根據(jù)世界白銀協(xié)會統(tǒng)計，2023 年全球白銀供給量在 2.5 萬噸至 2.6 萬噸，缺口大約在 4000 噸左右，庫存也處于歷史低位。業(yè)內(nèi)人士認為，2023 年白銀價格或?qū)⒄鹗幧闲小?br />
3、繁榮下的隱憂——銀漿國產(chǎn)化不改銀粉依賴進口事實
光伏正面銀漿主要由高純度的銀粉、玻璃粉、有機原料等成分組成，其組成物質(zhì)的含量、形狀、微納米結(jié)構(gòu)等參數(shù)均可能對銀漿的性能產(chǎn)生影響，因此正面銀漿的研發(fā)和制備對組成物質(zhì)的要求十分嚴格。
得益于國產(chǎn)正面銀漿的技術(shù)含量、產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性持續(xù)提升，近年來正面銀漿逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代，2022年國產(chǎn)正面銀漿市場占比接近80%。但與此同時，我們也需要正視繁榮背后的隱憂——即銀漿原材料銀粉仍嚴重依賴于進口。
銀粉質(zhì)量的優(yōu)劣性直接影響到電極材料的體電阻、接觸電阻等，因此，銀漿配方中銀粉的選樣至關(guān)重要；玻璃粉作為銀漿中的傳輸媒介，其含量和成分比例對銀漿性能有著重要影響，含量過高會導(dǎo)致銀漿導(dǎo)電性能變差，但當含量過低時銀漿則無法滲透入鈍化層與硅襯底形成歐姆接觸，需通過反復(fù)試驗尋求最優(yōu)配方。有機原料作為承載銀粉和玻璃氧化物的關(guān)鍵組成，其含量和配比對銀漿的印刷性能、印刷質(zhì)量具有較大影響。
2021年，中國全年進口銀粉3240噸，其中日本、美國、韓國分別占比91.48%、6.81％、0.86％，超過50%的進口量用于生產(chǎn)光伏銀漿。
說到銀粉，有一家叫做Dowa（同和控股日本有色金屬廠商）的公司不得不提。它是全球銀粉的主要供應(yīng)商，占全球光伏銀漿用銀粉50%以上的市場份額。其銀粉粒徑小、分散性和有機物包覆效果很好，而且質(zhì)量穩(wěn)定。此外，美國AMES公司也在銀粉市場占有一定市場份額。
因而國內(nèi)主要銀漿廠商如聚合材料、帝科股份90%以上原材料采購自DOWA，也就不足為奇了。
國內(nèi)雖然也有銀粉廠家，如蘇州思美特、寧波晶鑫、蘇州銀瑞等，但國產(chǎn)銀粉質(zhì)量仍與進口銀粉存在一定差距，主要差距在于分散性和有機物包覆性。
在銀漿作為主流導(dǎo)電印刷材料的當下，要真正實現(xiàn)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控，銀粉仍是繞不開的一道坎，其國產(chǎn)化之路任重而道遠。如果國外未來限制對我國出口，對中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展是災(zāi)難。
4、破局之道——無銀化以終為始，愛旭厚積薄發(fā)再次引領(lǐng)行業(yè)迭代
正因為銀漿占電池片環(huán)節(jié)非硅成本的比重越來越高，加之銀粉&銀漿環(huán)節(jié)日趨緊張的供需格局，各大光伏廠商都各自努力通過技術(shù)革新盡可能減少銀漿耗量。
目前，各廠商主要通過多主柵技術(shù)以及減小柵線寬度來減少正銀消耗量通過可以改進印刷工藝，結(jié)合鋼板印刷等方法將細柵細化:可以采用SMBB技術(shù)(增加主柵數(shù)、降低主柵寬度)，既能提高電流傳輸效率也能直接降低銀耗，還能增強電池應(yīng)變能力:可以采用無主柵(OBB) 技術(shù)，即主柵不用銀漿而直接使用導(dǎo)電線、焊帶，大幅降低銀漿耗量。
銀漿成本取決于主柵數(shù)量*每根主柵銀耗，主柵變細能夠減小表面對太陽光的阻擋、降低銀漿用量，但也應(yīng)清晰地認識到變細會增大電阻，為了保證導(dǎo)電性能需要增加一定數(shù)量的主柵保證電流通過的橫截面積，故主柵設(shè)計的核心在于寬度與數(shù)量之間取得平衡。柵線變細減少銀耗&電阻增大之間的矛盾，注定了柵線優(yōu)化更多只是過渡性技術(shù)，存在效率上限低的問題。
而站在終局的視角，未來漿料降本更應(yīng)通過金屬化技術(shù)升級迭代和漿料降本兩方面進行。一方面，通過新型金屬化技術(shù)升級迭代降低銀耗：1）非銀銅電鍍技術(shù)；2）激光轉(zhuǎn)印或鋼板印刷等新型印刷技術(shù)；3）噴墨打印技術(shù)。另一方面，可以通過優(yōu)化漿料降低價值量，實現(xiàn)有效降本，主要包括銀包銅漿料和低溫銀漿國產(chǎn)化。
其中，非銀銅電鍍技術(shù)等無銀化技術(shù)在所有技術(shù)中可以做到無銀漿消耗，降本潛力最大，更應(yīng)是電池廠商的終極方案。
無銀化技術(shù)相比傳統(tǒng)純銀漿料的絲網(wǎng)印刷主要有兩點優(yōu)勢——更高的電池效率（更好的導(dǎo)電性）及更低（可控）的生產(chǎn)成本，而降本&提效是光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代的恒久主題。
一方面，與90%純度的銀漿柵線（銀粉構(gòu)成占比約90%左右，其余為有機物）相比，若使用純度更高的金屬作為導(dǎo)電柵線印刷材料，其更高的純度會帶來更低的電阻，從來導(dǎo)電性更強。以銅柵線為例，銅的體電阻率約1.75μΩ.cm，雖然略高于純銀（銀的體電阻率約1.65μΩ.cm），但銀漿在燒結(jié)之后的體電阻率會達到3~10μΩ.cm，因此反而使用銅柵線的導(dǎo)電性會明顯優(yōu)于銀漿路線。
此外，以銅或者其他非銀的金屬通過非燒結(jié)的方式形成的柵線電極內(nèi)部更加致密而均勻，線電阻相對更低，也利于帶來光伏電池更高的效率空間。
另一方面，使用非銀的漿料可以明顯減少電池制造環(huán)節(jié)的非硅成本。以目前主流的單晶單面PERC電池片為例，電池片成本構(gòu)成中，除硅片成本外，銀漿是成本占比第二高的材料，占電池片非硅成本的33% 。而使用非銀的漿料，其成本與銀漿相比幾乎可以忽略不計，這將大大提升企業(yè)的成本控制水平。
但不可否認的是，無銀化是產(chǎn)業(yè)內(nèi)美好的愿景并具備降本+提效的想象空間，但伴隨而來的是設(shè)備、工藝、材料等多維度的難度升級，也使得無銀化工藝成為產(chǎn)業(yè)內(nèi)難以跨越的技術(shù)高地。國內(nèi)一些廠家都在研發(fā)攻克技術(shù)難關(guān)，經(jīng)過調(diào)查，目前還是股票市場炒作而已。
根據(jù)異質(zhì)結(jié)銅互聯(lián)技術(shù)提供商蘇州太陽井的最新技術(shù)推介報告，僅銅互聯(lián)環(huán)節(jié)主要設(shè)備投資就在1億元/GW以上，因而在昂貴的初始投資+技術(shù)尚未成熟情形下，對于分毫必爭的光伏產(chǎn)業(yè)，注定了產(chǎn)業(yè)鏈大批量導(dǎo)入相關(guān)技術(shù)尚需時日。
而在光伏技術(shù)演進史上，愛旭所引領(lǐng)的創(chuàng)新無疑是濃墨重彩的標記之一。從“管式PERC”到“雙面雙測雙分檔”，再到率先響應(yīng)大尺寸硅片迭代量產(chǎn)210mm電池，精準踩在技術(shù)變革節(jié)點的愛旭，充分展現(xiàn)了技術(shù)之王的前瞻與霸氣。
而在無銀化這一步上，愛旭掌握并采用了全球首創(chuàng)的銀漿替代技術(shù)，通過自有專利+自有設(shè)備的布局實現(xiàn)了ABC電池的全無銀金屬化量產(chǎn)制造，該公司在廣東珠海6.5GW的ABC產(chǎn)能中完全應(yīng)用無銀化技術(shù),效果十分理想，保證了電池過程0%的銀含量，再一次引領(lǐng)了行業(yè)的迭代級創(chuàng)新。
2023年4月，愛旭數(shù)字能源的ABC組件榮獲有工業(yè)設(shè)計界“奧斯卡”之稱的德國紅點獎Reddot winner 2023，代表著除產(chǎn)品的創(chuàng)新表現(xiàn)外,功能性、耐用程度、直觀易用、質(zhì)量、環(huán)保、產(chǎn)品周邊系統(tǒng)的整合等多方面指標都經(jīng)過了嚴苛的評審檢驗。
不僅限于此， 愛旭組件更是在6月德國慕尼黑展會斬獲Intersolar AWARD 2023創(chuàng)新太陽能技術(shù)大獎——這是業(yè)界最具含金量的獎項之一，堪稱光伏業(yè)“奧斯卡”，也是歐洲最權(quán)威的太陽能光伏獎項。該獎項旨在遴選光伏行業(yè)年度最具創(chuàng)新性和顛覆性的產(chǎn)品和技術(shù)。
評審專家組還對ABC組件的無銀化技術(shù)予以高度評價：“這項開創(chuàng)性的技術(shù)顯著減少了銀的消耗，提供了更利于環(huán)保的可持續(xù)方案”。
無銀化作為解決光伏銀耗瓶頸的終極方案，愛旭已經(jīng)率先給出了答案，勢必又會引領(lǐng)一次行業(yè)創(chuàng)新，共同助力建設(shè)一個更低碳、更環(huán)保的未來社會。
原標題：ABC電池的全無銀金屬化量產(chǎn)制造
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