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光伏银浆专题报告:HIT技术变革 百亿光伏银浆市场蓄势待发

2020-07-30 08:43来源:未来智库关键词:光伏银浆光伏材料光伏市场收藏点赞

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银粉处理技术是 DOWA 占据银粉及低温银浆较大市场的关键。目前 DOWA 是全球最大的太阳能导电浆料银粉供应商,其产品粒径范围小、表面有机包覆较好、分散性良好、质量稳定,是正面银浆厂商首选的银粉供应商,占全球一半以上的银粉市场份额。其旗下合资公司京都 ELEX 更是占领 90%以上低温银浆市场。其核心原因在于银粉处理技术,目前常见的银粉处理技术主要是通过物理法处理(气象蒸馏法、研磨法、雾化法等)以及化学法(酸洗+烘干)。

银粉粒度要求:银粉颗粒的粒径越小,导电银浆的电阻率越小,其固化所需的温度越低,若银粉颗粒的粒径过大,银粉粒子间的接触率越低,粒子之间的空隙有可能会被树脂粘结相所填充,无法形成稳定连续的导电通路,造成固化后的导电银浆导电性变差,电阻上升,并且由于粒径过大不能正常通过丝网,严重影响银浆的印刷性及涂覆性。一般粒度能控制在 3~5μm 较好,这样的粒度仅相当于 250 目普通丝网网径的1/10~1/5,能使导电微粒顺利通过网孔,密集地沉积在承印物上,构成饱满的导电图形。

银粉含量要求:通常银的含量高,对提高它的导电性是有益的,但当它的含量超过临界体积浓度时,其导电性并不能提高。一般含银量在 80~90%(重量比)时,导电量已达最高值,当含量继续增加,电性不再提高,电阻值呈上升趋势;当含量低于 60%时,电阻的变化不稳定。在具体应用中,银浆中银微粒含量既要考虑到稳定的阻值,还要受固化特性、粘接强度、经济性等因素制约,如银微粒含量过高,被连结树脂所裹覆的几率低,固化成膜后银导体的粘接力下降,有银粒脱落的危险。故此,银浆中的银的含量一般在 60~70%是适宜的

低温银浆崛起,或将加速落后产能淘汰。由于 HIT 电池只能采用低温银浆,低温银浆市场需求随着 HIT 电池渗透率的提升逐步释放,导致部分银浆企业试图拓宽该业务,就目前行业龙头企业的表现来看,主要通过两种方式:①高温银浆产线技改升级;②淘汰中低端产能,新建低温银浆产线。由于 HIT电池渗透率的提升势必挤压 PERC 电池的市场空间,将导致现有高温银浆产线进一步过剩。因此,技改升级也可属于优化落后产能结构。

3.3、低温银浆或借力 HIT 变革高速成长,打开银浆市场空间

低温银浆受益于 HIT 变革。HIT 变革将给产业链的设备端以及辅材带来更多机遇。从辅材来看,根据《中国光伏产业发展路线图(2019 版)》的数据,2019 年国内 P 型电池浆料的耗用量为 114.7mg/片(M2 规格电池),其正银约83mg/片,背面银浆的耗用量约为正面银浆的 38%,约 32mg/片(M2 硅片)。基于正面银浆 4150 元/kg,背面银浆 2750 元/kg 进行测算,每片电池需要需要银浆的价值量为 0.43 元/片。假设电池每片功率为 5.4W/片,对应每 W 成本 0.08 元。而目前国内电池的非硅中枢成本普遍介于 0.25-0.3 元/W 左右,因此成本占非硅材料比重达到 30%左右,属于电池生产环节中相对重要的辅材。而与 Perc 电池不同,HIT 电池采用的是低温工艺(低于 250°C),其银浆的选取同样采用低温银浆。

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HIT 双面电池,单片耗银量达 300mg,是 PERC 电池耗银量的 2.62 倍。HIT 是天然的双面电池,由于目前 HIT 未得到量产,其正银和背银均采用 150mg 的低温银浆制成,双面低温银浆的消耗量将达到 300mg/片,是单晶 PERC 电池的 2.62 倍。

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除 HIT 采用低温银浆使银浆市场扩容外,HIT 电池产能投资规模逐渐加大,投资成本降低后,渗透率或快速提升。制约 HIT 渗透率提升的一个核心因素就是 HIT 整线投资成本问题,2019 年光伏厂商平均的投资成本在 9 亿/GW,而今年部分光伏厂商已压缩至 5 亿/GW-7 亿/GW 的水平,以 10 年折旧期进行评估,HIT 电池折旧相较于 Perc 电池劣势会降低至 2 分/W 以下的水平。HIT电池产线投资成本已达到量产临界线,在降本提效的优势带动下,预计未来五年 HIT 电池的市场渗透率将逐步攀升,从而带动低温银浆市场规模的扩张。

布局光伏企业布局 HIT 电池,HIT 渗透率或超预期提升。2019-2020 年,多家光伏企业纷纷加快了 HIT 电池的扩产步伐,加大资金投资力度,加深行业合作伙伴关系,HIT 电池规划产能不断增加。根据 OFweeK 太阳能光伏产业研究院的统计,2020 年将有 4-7GW 以上的 HIT 电池新增产能投放,部分标杆企业与项目可能今年投运,异质结电池的产业化进程不断加快,渗透率有望超预期提升。

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受平价上网影响,银浆和设备端成光伏电池降成本的关键。从必要性的角度来看,每片的低温银浆使用量有望在 HIT 量产后逐渐减少。由于平价上网的限制,导致光伏电站传输电网时,其价格需与水电、火电持平,这就导致光伏电站会通过提升光电转换效率和降低设备、耗材成本来降低综合成本,实现平价内盈利。对于 HIT 电池而言,设备端在量产后是可以得到降低的,辅材端也可以通过降低低温银浆使用量来降低成本,尽管目前实验室和光伏厂商多采用正银、背银均 150mg 的低温银浆,但部分厂商已经开始验证 140mg单面的使用效果。从 PERC 电池的经验来看,每年每片正银的消耗量呈现 8.2%的下滑,而光电转换效率依然保持上升态势。HIT 电池同样具有单片单面低温银浆使用量下滑的可能。

从可行性角度来看,技术降低 HIT 单片低温银浆消耗主要有三点支撑:

①通过主栅的优化和细栅的细线化,可降低银浆单片消耗。具体来说,主栅主要是为了收集载流子,目前不同类型光伏电池中主栅主要以 5 主栅为主,占比约 80.8%,其次是多主栅技术(MBB),目前占比约 15.8%,,少量电池仍采用 4 主栅技术。随着光伏电池对有效载流子收集诉求的提升,正逐步追求多主栅技术,而随着主栅根数的增加,其整体耗银量呈现下降趋势,目前 4主栅耗银量为 96mg/片,5 主栅为 91mg/片,多主栅为 72mg/片。随着主栅的优化,单位耗银量有望逐步减少;

②通过丝网主副栅分步印刷技术,可降低银浆使用量。具体来说,就分布印刷技术来看,在印刷主栅时,不需要穿透减反膜,这样可以避免造成多余复合印刷,从而提升电池的开路电压。同时由于和副栅是分开印刷,就不需要考虑副栅高度,在网版可做更多简化,减少浆料的使用量。

③利用铜电极技术和电镀技术,实现铜替代银浆,可大幅降低低温银浆的消耗。但该工艺繁琐使用率相对较低,未来随着 HIT 电池发展以及正面电极金属技术(电镀技术)的简化与升级,有望实现铜替代。

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在 HIT 渗透率逐步提升,单片低温银浆销量减少的情况下,低温银浆市场将达到百亿级别。结合现有 HIT 投产进度,我们认为 HIT 电池 2025 年渗透率有望达到 35%,叠加国家推行新能源发电,光伏受到政策端扶持,行业整体规模逐步放大,2025 有望较 2019 年增长 145%,单片银浆消耗量从 300mg 降至145mg。因此,2025 年低温银浆需求量有望达到 2151 吨,考虑量产后价格低温银浆价格,有望同高温银浆价格走势一样,在行业技术暂不出现较大改变的情况下,回归相对平衡价格 463 万元/吨,2025 年低温银浆市场规模或达到 99.6 亿元。

4、空间测算:预计 2025 年乐观估计光伏银浆市场将超 210亿,低温银浆市场达百亿级别

综合内外产业扶持政策+HIT 变革,我们认为预计 2025 年光伏银浆市场将达到 210 亿元的市场空间,较 2019 年增长 113%,低温银浆市场将达到 99.6 亿的市场空间,较 2019 年增长 15 倍,有望成为未来 5 年行业的新焦点。而目前低温银浆仍是供给端相对薄弱,先进入者有望效仿 KEM对前期客户进行订单捆绑和签署长协等方式抢占市场空间,存在较大的成长预期。


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