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%。电镀铜技术不断发展,为未来科技和绿色可持续发展提供了强有力的支持。北京泛半导体电镀铜设备厂家

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。电镀铜路线电镀铜技术路线湿膜光刻比干膜光刻多一道烘烤环节,但其性能优异和成本低,为目前主流路线。
铜电镀是一种非接触式的电极金属化技术,在基体金属表面通过电解方法沉积金属铜制作铜栅线,收集光伏效应产生的 载流子。为解决电镀铜与透明导电薄膜(TCO)之间的接触与附着性问题,需先 使用 PVD 设备镀一层极薄的铜种子层(100nm),衔接前序的 TCO 和后序的电 镀铜,种子层制备后还需对其进行快速烧结处理,以进一步强化附着力。同时, 铜种子层作为后续电镀铜的势垒层,可防止铜向硅内部扩散。银浆成本高有四大降本路径,两大方向。一是减少高价低温银浆用量,例如多主 栅(MBB)、激光转印;二是减少银粉的用量,使用贱金属替代部分银粉,例 如银包铜、电镀铜。
铜电镀工艺流程:种子层沉积—图形化—电镀—后处理,光伏电镀铜工艺流程主要包括种子层沉积、图形化、电镀及后处理四大环节,目前各环节技术路线不一,多种组合工艺方案并行,需要综合性能、成本来选择合适的工艺路线。(1)种子层沉积:异质结电池表面沉积有透明导电薄膜(TCO)作为导电层、减反射层,由于铜在TCO层上的附着性较差,两者间为物理接触,附着力主要为范德华力,电极容易脱落,一般需要在电镀前在TCO层上先行使用PVD设备沉积种子层(100nm),改善电极接触与附着性问题。(2)图形化:由于在TCO上镀铜是非选择性的,需要形成图形化的掩膜以显现待镀铜区域的线路图形,划分导电与非导电部分。图形化过程中,将感光胶层覆盖于HJT电池表面,通过选择性光照,使得不需要镀铜的位置感光材料发生改性反应,而需要镀铜的位置感光材料不变;在显影步骤时,待镀铜区域内未发生改性反应的感光材料会被去除,形成图形化的掩膜,后续电镀时铜将沉积于该线路图形区域内露出的种子层上并发生导电,而其他位置不会发生铜沉积,实现选择性电镀。电镀铜设备是实现金属化的重点,各家纷纷布局主要电镀设备有龙门电镀线、水平电镀线、VCP垂直连续电镀线。
电镀铜工艺短期将主要应用HJT和XBC电池领域,后续有望逐步向TOPCon电池导入。HJT电池利用本征非晶硅层将衬底与两侧掺杂非晶硅层完全隔开,通过高效钝化提升效率。光伏电镀铜基本可以分为水平电镀铜、VCP垂直电镀铜、龙门线电镀铜,电镀铜后采用的表面处理方式业界存在多种路线。主要工艺流程控制和添加剂在线路板行业使用时间久远技术已经成熟。电镀铜+电镀锡、电镀铜+化学沉锡、电镀铜+化学沉银几种路线。铜电镀工艺发展优势明显,较银浆丝网印刷具备更低的银浆成本、更优的导电性能、更好的塑性和高宽比,有望替代高银耗的丝网印刷技术,进一步提高电池效率和降低银浆成本,助力HJT和XBC电池降本增效和规模化发展。 光伏电镀铜设计的导电方式主要有弹片重力夹具等方式。广州异质结电镀铜技术路线
光伏电镀铜设备,主要用于光伏电池硅片镀铜代替银浆丝网印刷。北京泛半导体电镀铜设备厂家
光伏电镀铜使用的为高速电镀药水,可以使用8-20ASD电流密度极大的缩短电镀时间。高速电镀添加剂在线路板使用过程中已证明铜结晶同样具有安全的可靠性,且实际使用过程中并不需要额外提升太高的添加剂浓度。高速电镀电镀液耐有机物污染能力和普通电镀液相当。高速电镀添加剂具有可CVS分析过程管理方便有利于大批量使用的管控。釜川(无锡)智能科技有限公司,以半导体生产设备、太阳能电池生产设备为主要产品,打造光伏设备一体化服务。拥有强大的科研团队,凭借技术竞争力,在清洗制绒设备、PECVD设备、PVD设备、电镀铜设备等方面都有独特优势;以高效加工制造、快速终端交付的能力,为客户提供整线工艺设备的交付服务。北京泛半导体电镀铜设备厂家