电镀铜：N型电池降本增效的技术“杀手锏”

近年来，随着光伏需求不断扩张，光伏装机量迅速提升导致银浆耗量增加，进而带动银价“水涨船高”，原有的银包铜技术存在成本增加可能。N型电池作为新技术路线产能进一步释放，要想实现大规模扩产，降本增效是其产业化的关键，而银浆成本在 HJT 总成本中占比最高约为 11%，降银成为“降本”中的重要一环。

“去银化”一直是光伏行业长远发展的必经之路。

目前来看，银浆降本主要采用两种手段：一是通过优化栅线图形从而节约银浆耗量，例如无主栅技术；二是降低浆料银含量，寻找贵金属的替代品，例如银包铜技术就是通过将银覆盖在铜粉颗粒的表面来减少银用量。若想实现终极“去银”，彻底解决HJT 用银问题，电镀铜无疑是现今所有降银手段中的“王炸”。

这主要是因为电镀铜由于栅线更细，降低了遮光面积，进一步提升了转换效率并降低单位成本。现今，较银包铜路线而言，电镀铜技术的竞争优势日益显露，产业化进程加速，已然成为抑制银浆价格上涨的重要手段。

电镀铜工艺流程

光伏电镀铜技术是一种借鉴印刷电路板PCB生产中的成熟度图形化电镀铜线路工艺，在化学沉铜层上通过电解方法沉积金属铜的电极制备工艺。

主要工序包括种子层沉积、图形化、电镀及后处理四大环节，各环节内部涌现不同的技术路线导致电镀铜工艺方案众多。

（1）种子层沉积：由于铜在透明导电层（TCO）上的附着性较差，容易造成电极脱落，因此一般需要在镀铜前在TCO上引入种子层，改善电极的附着性能，设备主要采用 PVD，主要技术分歧在于是否制备种子层、制备整面/局部种子层和种子层金属选用；

（2）图形化：使用感光材料将HJT电池覆盖住，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，不变的改性材料在显影的步骤会被去除，在电镀时发生导电，而其他位置不会发生铜沉积，主要技术分歧在于曝光显影环节选用掩膜类光刻/LDI 激光直写/激光 开槽；

（3）电镀：浸泡在电镀设备的硫酸铜溶液中，通电进行电解，铜离子（Cu2+）被还原，在需要镀铜的电池表面沉积成铜，形成铜电极，主要技术分歧在于水平镀/垂直镀/光诱导电镀；

（4）后处理：洗去剩余的感光油墨，刻蚀掉剩余的种子层，电镀锡抗铜氧化。

目前电镀铜工艺将降本重点放在图形化与电镀两个环节，电镀铜设备价值量为 2 亿元/GW，随着各环节技术进一步成熟及电镀铜规模化量产，设备投资额后续有望下降到 1 亿元/GW 左右。

电镀铜的优势

电镀铜技术既能够通过更低的电阻、更高的栅线来提高转换效率，也能够完全替代高价银实现降本，这些都迎合着未来电池金属化工艺的发展方向。

值得一提的是，电镀铜技术可谓 HJT 专属，为异质结电池“量身打造”。

纵观几种主流电池技术：P型电池单面用银，银浆耗量较少，电镀铜带来的降本空间极为有限，因此无需使用电镀铜技术；XBC电池本身工艺复杂需要多次掩膜和刻蚀，且不需要考虑遮光损失，电镀铜技术只会进一步增加其复杂程度；TOPCon电池高温工艺下铜容易氧化失效，同时TOPCon 电极直接与硅片接触，缺少薄膜阻挡，铜易扩散到硅中，可靠性降低，TOPCon 自身设备和工艺成本低廉，降本意义不大。

反观HJT电池则大大不同，与电镀铜技术的适配性更高。

首先，HJT电池的低温工艺就与电镀铜工艺“不谋而合”；其次，HJT电池电极与薄膜相互接触，能够避免铜污染硅片内部；此外，HJT双面用银且低温银浆耗量更大、价格更高，导致HJT 银浆降本需求最为迫切。据测算，电镀铜技术降低 HJT 非硅成本的效果最为明显，非硅成本降低幅度高达21%。实现去银化后，未来HJT电池有望将金属化成本降至0.06-0.09元/W。

现阶段量产难点

早期电镀铜技术以研发线和中试线为主，并没有大规模量产。2022年以来，耗材借鉴PCB领域的湿膜、设备借鉴半导体领域的激光方案后技艺有所突破，产业化进程加速，快速导入验证中。 

2018 年 国电投建立了电镀铜中试线，2021 年初效率达到 24.5%；金石能源 2021 年推出了电镀 铜 HBC 组件，组件效率达到 23.3%，中试线效率最高超 26%；2021 年 11 月海源复材发布公告，与捷得宝合作建设 5GW 电镀铜 HJT 产能，首条线规划投产 600MW。

尽管电镀铜技术已取得不小进展，但现阶段仍处于产业化初期，存在设备产能、环保、良率等问题。相关研究机构表示，电镀环节中的水平镀技术通过滚轮水平进入电镀机，上下两层导电的毛刷与硅片图形化留下的沟槽接触，进而实现长铜，此种工艺可以提升电镀环节生产节拍和生产良率，有望满足光伏电镀铜大产能低成本量产条件，目前已有厂商转向水平镀与垂直镀结合的电镀技术。

市场空间测算

随着设备、耗材等产业链配套逐渐成熟，下游电池厂的积极研发验证，东吴证券预计2023 年电镀铜行业将进行较大规模中试，2023 年年中将出现 100-300MW 产线，2024年或将出现 GW 级产线导入量产。到2025年，按照HJT电池45%的市场渗透率估算，电镀铜设备市场空间可达 30亿元。

面对巨大的市场潜力，布局新技术的多家设备厂商或将率先受益。

迈为股份作为异质结设备领军者，近年来积极布局电镀铜工艺。据悉，公司已与湿法工艺积累深厚的启威星合作开发水平电镀设备，布局了水平电镀设备及生产线、电镀夹具、药液浓度控制等多方面专利。

光伏自动化设备龙头的罗博特科也实力不俗，自 2011 年成立以来公司深耕光伏自动化设备并得到下游客户的广泛认可。前瞻性布局HJT领域，成功切入铜电镀业务领域，布局 4 种电镀技术方案。独创了全新的量产型铜电镀方案，从源头上解决了目前生产中产能低、运营成本高等痛点。2023 年 1 月与国家电投在铜栅线异质结电池 VDI 电镀解决方案达成战略合作，公开的发明专利宣布实现双面电镀、单线产能 14000 整片/小时、破片率＜0.02%。