银浆是光伏电池片重要辅材,上下产业链清晰。在光伏新技术革新中,光伏电池片发挥重 要作用。从整体产业链角度看,光伏银浆产业链可以划分为上游原材料、中游光伏银浆、 下游电池片厂商三个环节。①上游原材料包括银粉、玻璃氧化物、有机载体等,其中银粉 目前海外 Dowa 供应较多,截至目前银粉国产替代进展加快,国内代表企业包括博迁新材、 宁波晶鑫、连城数控等;②产业链中游为光伏银浆企业,其中包括中国的主要供应商,如 聚和材料、帝科股份和苏州晶银,以及国际企业,如贺利氏、三星 SDI 等。③产业链下游 为主要光伏电池片供应商,如通威股份、爱旭股份、晶科能源、隆基绿能、安徽华晟、东 方日升等。
2.1 光伏银粉是银浆核心原料
光伏银粉是银浆重要组成部分,占据光伏银浆成本的 74%以上。银粉质量直接影响着电 极材料的电阻,对光电效率产生影响。银粉的形貌结构、粒度及分布特征、松装和振实密 度、比表面积、烧结性能、耐蚀性等各方面因素都会对银浆的使用性能产生影响,特别是 形貌结构和粒度特征能够直接或间接决定其他性能。 玻璃氧化物、有机物载体在银浆中成本中分别占比 1.47%/0.16%,在银浆中具备传输介质 的角色。玻璃氧化物占比虽少但配比多少仍对整体性能影响较大,其中玻璃氧化物含量过 高会影响导电性能,而含量过低则会对欧姆接触产生不利影响。有机载体的成本占比为 0.16%,其含量和比例对银浆的印刷性能和质量有着重要影响。

2.2 光伏银粉制备技术随性能要求持续迭代
银粉因其形貌、粒径、分散性以及振实密度等特性都对电性能、接触性、流动性以及生产 成本产生显著影响。根据银粉外貌的差异,可以将银粉分为树枝状银粉,球形银粉以及片 状银粉。不同的银粉形状将导致银浆烧结厚膜结构的差异,从而对电池片性能产生影响。 通常来看,树枝状银粉作为光伏银浆的银粉材料使用。树状银粉表面形状越复杂的粒子体 系,表面自由能越高,更容易发生团聚,使银浆在烧结过程中容易收缩变形,从而影响银 浆的使用性能。 球形银粉通常被用于制备正面银浆,片状银粉则更适合制备背面银浆。截至目前,光伏银 浆中主要使用的超细银粉包括球形银粉和片状银粉。球形银粉制备的银浆通常具有更出色 的流动性,可满足正面银浆对银粉性能的要求。为确保充分的银粉接触面积,银浆供应商 选择将大粒径和小粒径的银粉混合使用。片状银粉制备的银浆流动性较差,因此不适用于 精细度要求高的正面电极的应用,但可以运用于电池片背面,参数要求不高的场景,有效 地降低成本,同时保持电池片较低低电阻率。
通常情况下,银粉的研磨工艺采用三辊研磨机,通过调整辊间间隙和辊筒转速来实现浆料 的轧压、分散、研磨、解除团聚、充分混合,以确保银浆的结构均匀,成分一致。不同类 型的产品需要设置不同的研磨参数,因此精细化的研磨工艺是决定银粉质量的关键因素。 制备方法角度看,球状银粉可以通过蒸发冷凝法、银盐分解法(主要包括硝酸银直接喷雾 热分解法、银化合物热分解-烧结法和银盐分解-包覆烧结法)和液相还原法制备。片状银 粉则可以通过机械球磨法和化学还原法等方法制备。
球状银粉的制备: ① 蒸发冷凝法:通过直接加热银块使其气化,再利用惰性气体的碰撞和冷凝过程制备球 形银粉。其优点包括较短的生产周期、良好的球形度以及高结晶度。主要缺点是生产 过程能耗先对较高,此外产品的粒度分布较为广泛。
② 银盐分解法: 1)硝酸银直接喷雾热分解法:本方法采用硝酸银直接喷雾热分解形成球银粉,通过对 多个关键参数进行调整来获得具有均匀粒径和良好球形度的银粉。这些参数包括热分 解温度、载气流量、硝酸银溶液浓度、流速以及雾化功率。但这一方法将使银粉的粒 径分布相对较宽,无法满足正面银浆调制中对粒径分布的较为严格的要求。
2)银化合物热分解-烧结制备法:银化合物热分解-烧结制备球形银粉的方法涉及 银化合物的热分解和烧结过程。首先,用 K+、Na+、NH4+的氢氧化物、碳酸盐、草酸 盐制备银盐,其中包括 K+、Na+、NH4+。然后,这些银盐颗粒经过分散处理后送入热 分解和致密化烧结过程,最终获得球形度良好且结晶性高的银粉。但这一方法存在一 些问题,包括在烧结过程中容易形成硬团聚甚至多孔体的挑战,因此需要在分解前确 保银盐颗粒得到充分分散的稳定分散工艺条件。确保银盐颗粒具有均一粒径也至关重 要,因此需要配置回收含银废水的设备。
3) 银盐分解-包覆烧结法:银盐分解-包覆烧结法也是一种制备球形银粉的工艺。首 先,合成碳酸银前躯体,然后用包覆剂均匀包覆。包覆后的碳酸银前躯体经低温 脱结晶水、高温热分解和致密化烧结,洗涤后得到高结晶度银粉。这一制备方法 由西材院首次提出,所得到的球形银粉称为 AgRA-1 粉。AgRA-1 的优点在于球形度 和分散性良好。但在沉淀过程中需处理含银尾液,受前躯体碳酸银粒径的限制,需 要进一步研究碳酸银前躯体的粒径均匀可控的工艺条件。
③ 液相还原法:银粉厂商普遍采用此方法,通过将还原剂直接加入银盐溶液中实现。这 一工艺方法具有多个优势,包括较低的设备投资成本、短的生产周期、低成本、易于 控制的工艺条件,以及便于规模化生产。
片状银粉则可以通过机械球磨法和化学还原法等方法制备。 ① 机械球磨法:通过化学反应制备出银微晶粉,再将其与一定量的分散剂和钢球一同置 于磨机中进行研磨。在磨机中,银粉末在钢球的冲击、剪切等作用下反复发生变形、 断裂和焊合,最终形成片状银粉。 ② 化学还原法:该方法是一种不经过球磨工艺的方法。在这个过程中,还原剂,如抗坏 血酸、甲醛、维生素 B2、过氧化氢、葡萄糖、维生素 C、乙二醇等,直接作用于银盐 溶液,将银盐还原成片状银粉。根据《光伏银浆用银粉的研究》中,西材院改进抗坏 血酸还原体系,通过调控硝酸银浓度、温度,还原剂参数,和分散剂,实现了控制球 形银粉的大小和分散性。研发了 AgRB-3 和 AgRB-4 银粉,满足正面银浆需求。这两种 银粉均匀、分散性好,烧结活性强,生产过程稳定。另外,经过 400℃保温和超细氧 化物涂层,银粉结晶性得以提升。

2.3 N型趋势渐显,银包铜粉或成为HJT电池片降本重要途径
电池片 N 型趋势渐显,银包铜方案助力 HJT 降本增效。原料端看,适用于 HJT 银包铜粉 经过多种制备方式,在超细铜粉的表面形成不同厚度的银镀层,其导电性能可以根据包覆 银层的致密性、厚度和银含量进行调控。银包铜粉不仅保留银的优点,还抑制铜的氧化以 及复合物的形成,能够充分利用铜的低成本和出色导电性等优势。在超细铜粉表面形成不 同厚度的银镀层,兼具银较好的导电性,化学稳定性高,不易氧化。但由于银包铜(含银 量 50%左右)在高温下会出现银迁移造成铜裸露的情况,工作温度集中在 300℃以下,因 此银包铜技术主要运用于低温银浆领域。银包铜技术作为减少银用量的重要路线,有望降 低 30%-50%的银浆成本。
制备银包铜粉的主要方法包括混合球磨法、熔融雾化法和化学镀法。混合球磨法虽然广泛 使用,但存在一定的银资源浪费。熔融雾化法虽然能够获得性能优异的产品,但其工艺复 杂且成本较高,因此在市场上采用较少。因此,化学镀法成为主要的银包铜粉制备方法。 银包铜粉化学镀法通常分为直接置换法、还原化学镀法和置换还原化学镀法。直接置换法 是指铜与银离子之间直接发生置换反应,其反应速度较快,但不够稳定,因此生成的银层 较为疏松,难以满足抗氧化性的要求。还原化学镀法是通过银配位离子与还原剂之间的反 应,沉积出银颗粒,包覆在铜的表面。这一方法通常会生成呈岛状的银包覆层,具有均匀 的厚度和较低的针孔率。然而,该方法的镀液稳定性较差,反应速度和镀层厚度较难精确 控制。 置换还原化学镀法综合前两种方法的优点。此方法通过将银配位离子溶液、还原剂以及分 散剂与铜粉反应,减慢铜与银离子之间的直接置换反应,从而实现稳定的镀银反应。从而 能够较快地沉积银层,且容易控制反应过程,确保镀层具有均匀的厚度和良好的质量。因 此,置换还原化学镀法有望成为制备银包铜粉的主流工艺。
2.4 光伏银粉国产替代进行时,价格维持高位
国外银粉供应商垄断优势明显,国内产品进步明显。全球银粉市场格局相对集中,主要包 括日本 DOWA、美国 AMES 等,其中日本 DOWA 是全球最大的光伏银浆用银粉供应商,占据全 球 50%以上的市场份额。国内厂商主要包括苏州思美特、宁波晶鑫、山东建邦、博迁新材、 等。与国产银粉相比,进口银粉在技术参数上具有一定优势,可以提供更好的印刷、欧姆 接触和烧结性能,因此银浆企业使用海外银粉制备浆料开发难度更低。使用国产银粉需要 银浆企业优异的玻璃粉组合物和有机载体配合,以提高正面银浆的印刷能力、欧姆接触性 能和烧结性能,这对银浆企业的技术要求较高。截至 2023 年,国内银粉制备技术进步较 快,银粉领域国产替代趋势势不可挡,已经能够满足正面银浆厂商的部分需求,在 N 型电 池片运用领域仍有所突破。
银粉价格波动上行,银浆价格或将有所提升。银粉的成本在很大程度上受银价波动和银粉 市场供求的影响。2020 年下半年,受银粉价格波动的影响,价格曾一度上涨到 2020 年 8 月的 7000 元/kg,但到 2022 年 9 月底,价格回落到 4500-5000 元/kg 之间。截至 2023 年 10 月,正银及银粉价格价格大致在 5500-6000 元/kg 之间,价格维持高位。
3.1 光伏银浆是电池片核心辅材
光伏银浆是电池片成本的第二大组成部分,占电池片非硅成本比例约 33%。光伏银浆作为 电池电极的核心材料,主要用于硅片金属化(栅线添加),即通过丝网印刷技术,将设计 完成后的图形转移到硅片上,然后通过丝网印刷机和印刷电极模板将银浆印刷在硅片的正 反面,再通过低温烘烤,高温烧结形成欧姆接触电极,从而收集和传导光伏电池的表面电 流。光伏发电是电池片在被太阳光照射时,硅片内部电荷分布发生变化,从而将光能转化 为电能的过程。在此过程中,银浆作为电极材料印刷在硅片的两面构成电池片,起着重要 的导电作用,因此光伏银浆品质会直接影响光伏电池的光伏转换效率。

按位置和作用分类,光伏银浆可分为受光面的正面银浆和背光面的背面银浆。 正面银浆常用于 P 型电池的受光面,N 型电池的双面。较于背面银浆,正面银浆受光时间 长,对发电性能要求更高,因此在含银量、银浆细度等方面的技术要求更高,导致正面银 浆单价有一定溢价。 背银常用于 P 型电池的背光面。受光照时间短,对导电性能要求较低,主要起到粘连作用。
按技术路线及工艺流程分类,光伏银浆可分为高温银浆和低温银浆。 高温银浆在 500℃以上的环境通过烧结工艺将银粉、玻璃氧化物、其他溶剂混合而成, P 型电池及 N 型 TOPCon 电池适用高温银浆。而低温银浆则在 200-250℃的相对低温环境下将 银粉、树脂、其他溶剂等原材料混合而成。 HJT 电池片需要低温银浆适配。HJT 电池是在晶硅基片使用薄膜技术制作 PN 节、减反射层 和导电层的新型电池工艺技术,非晶硅薄膜具有含氢量较高等属性,其生产环节温度要求 不超过 250℃, HJT 电池生产所需的特殊温度催生了低温银浆,同时加大了银浆用料。
低温银浆技术仍需突破,国产替代空间大。整体来看 N 型电池浆料的国产化程度仍较低, 约为 20%左右。由于其金属化电极工艺使用低温银浆,技术门槛较高,能够提供成熟产品 的厂商主要是来自日本的 KE。日本 KE 专注 HJT 电池使用的低温银浆开发,目前其 Finger 细栅产品的体电阻率已低于 6*(10~6)Ωcm,并将在 1 年内通过引入低温烧结银粉技术,将 电极体电阻率降至(4~5)*(10~6)Ωcm;细栅产品可印刷 35-40μm 宽的 Finger 设计网版, 该产品焊接拉力大于 1N/mm。此外贺利氏、LG、Namics、杜邦也有比较成熟的产品。国内 厂商中天盛、晶银、聚和、帝科都有一些较为稳定的产品。随着帝科股份顺利收购江苏索 特(原杜邦旗下 Solamet 光伏金属化浆料业务的全部资产),预计国内银浆企业在 N 型电 池领域的技术突破有望加速。 目前 HJT 电池使用的低温银浆对进口依赖度仍然较大,主栅银浆国产化比例只有 10%,细 栅银浆依赖进口较多。低温银浆需要同时满足印刷和固化工艺要求,需要额外的固化剂作 为原料,并且混合工序的工艺控制比高温银浆更加严苛。全球范围内低温银浆主要供给方 为日本京都电子,我国主要厂商为苏州固锝,低温银浆国产较低。
3.2 银浆市场以高温银浆为主,正面银浆国产占比提升明显
龙头厂商产能扩张加速,行业集中度有望进一步提升。国内正面银浆行业形成了以聚和股 份、帝科股份、苏州晶银(苏州固得子公司)为代表的三大国内浆料龙头企业鼎立局面,根 据 CPIA 数据,2021 年,全球市场正面银浆总消耗量为 3478 吨,以此测算,行业 CR3 合计 占比约为 47.90%,其中聚和股份正银销量 944.32 吨,占 27.15%;帝科股份正银销量 492.27 吨,占 14.15%;苏州晶银正银销量 229.33 吨,占比 6.59%。

从扩产进度看,聚和股份拟 IPO 募集资金 10.27 亿元,其中 2.73 亿元用于建设年产 3000 吨导电银装建设项目(一期),建设完成后,公司将拥有年产 1700 吨光伏银浆的生产能力, 其中正面银浆 1200 吨、背面银浆 500 吨。帝科股份于 2020 年 IPO 募集资金 3.99 亿元建 设年产 500 吨正面银装项目:2021 年 7 月,帝科股份拟以 12.47 亿元收购江苏索特 100%股 权拟获取杜邦旗下 Solamet 事业部的浆料业务。苏州晶银由苏州固锝增资 2.12 亿元,拟 用于建设年产太阳能电子浆料 500 吨项目。 银浆国产化进程加速,聚和材料取代贺利氏银浆龙头地位。根据中国光伏行业协会数据, 国产正面银浆市场占有率由 2015 年的 5%提升至 2022 年的 85%左右,2023 年有望提升 至 95%左右。2022 年聚和材料正面银浆销量达 1374 吨,位居全球第一,提供全国 47.6% 的正银消耗,继续保持全球光伏正面银浆出货量第一地位。
在市场总需求中,正面银浆占比超过 70%,高温银浆占比超过 98%。 根据华经情报数据,截至 2021 年中国正面银浆耗量 2250 吨、背面银浆耗量 824 吨,分别 占比 73.2%和 26.8%,全球来看,正面银浆耗量 2546 吨、背面银浆耗量 932 吨。根据立鼎 研究数据,目前市场上高温银浆占比超过 98%,低温银浆占比不足 2%。我们预计 2023-2025 年市场将迎来 HJT 等 N 型电池放量,进而带动更高价值量低温银浆及银包铜浆料占比将持 续提升。
国产高温银浆后来居上逐步占据海外市场份额。早期杜邦、贺利氏、三星 SDI 等海外巨头公司凭借技术和资金实力,率先抢占了全球高温银浆市场的绝大多数份额,随着国产正 面银浆技术含量、产品性能、稳定性持续提升,性价比优势明显。同时近几年国产银浆相 对于杜邦、贺利氏、三星 SDI 和硕禾四家企业研发周期缩短,产品迭代速度快,能不断满 足电池企业对电池效率的提升需求。
4.1 从BSF到HJT,银浆产品适配市场需求持续更迭
铝背场适配银浆技术存在效率限制。Al-BSF 技术采用多晶硅技术。通常需要银浆的固化 温度在 800°C 至 900°C 之间,同时要求银浆具有良好的导电性和附着性,以保证长期的 性能稳定性。位于电池的背面,有助于电流在电池片内部传导,但存在效率限制。 PERC 适配银铝浆,规模化后单耗有所下降。相对 BSF 电池片,PERC 技术通过引入背面钝 化层,增加电池的效率,减少表面反射,提高电池的光电转换效率。PERC 电池对银浆的相 容性要求更高,要求银浆必须与被通透层和其他材料紧密结合,同时不损伤层。PERC 电池 要求更细致的电极线,对银浆的打印性有更高的要求,在此场景下银铝浆更加适配。随着 双面 PERC 电池的快速发展以及 PERC 电池技术的不断进步,电池片的平均铝浆消耗量持续 减少。根据 CPIA 数据,截至 2022 年,单面 PERC 电池的铝浆消耗量约为 780mg/片,而双 面 PERC 电池的铝浆消耗量约为 264mg/片。
TOPCon 电池片银铝浆可与隧穿氧化层及多晶硅接触层相适配。TOPCon 技术通过将电池的 电流收集结构移到电池片前,减少背场的使用,要求银浆与隧道氧化层和多晶硅接触层完 美相容,进一步提高了电池的效率和降低了电池片的电压损失,比 PERC 电池更高效。 XBC 电池技术提高电池性能和外观。XBC 技术将电池的电流收集结构移到电池片背面,消 除了电池的前面导线,提高了电池的外观和性能。BC 电池从两面捕获阳光,保证双向性能, 对银浆的透明性和附着性有要求。通常具有更高的效率和更美观的外观,但制造复杂,成 本较高。 HJT 低温工艺匹配低温银浆,未来银包铜浆料有望进一步降本。HJT 技术采用多层太阳能 电池,包括 n 型和 p 型硅层,以增强电池的光电转换效率。通过创建异质结构,有效地捕 获和利用太阳光能量,使太阳能电池在同样的光照条件下产生更多电能。但 HJT 电池制备 需要低温环境对固化温度、各层膜的附着度有要求。
N 型电池银浆耗量有所下滑,但未来市场需求占比持续提升。银浆在电池片成本中占比例 较高,目前正极银的消耗量主要通过多主栅技术、降低小栅线的宽度、无主栅技术来降低。 根据 CPIA 数据,2022 年,p 型电池片主栅格的数量从 9BB 更为 11BB 和 16BB,正银用量下 降至 65~70mg/片左右,同比下降约 9.34%;背银用量约为 26mg/片,同比增长 5.26%;n 型 TOPCon 电池双面银浆(铝(95%银)平均用量约为 115mg/片,同比下降 20.74%;异质 结电池双面低温银浆用量约为 127mg/片,同比下降 33.16%。但 2022 年以来,银浆耗量相 对较多的 N 型电池片(主要为 HJT、TopCon)转换率高、温度系数低、双面率高以及载流子 寿命高等优势日益凸显,产能建设加速,市场占比快速提升,有望提振未来对应银浆产品 需求。
我们预计,随着下游需求提升及银耗相对较高的 N 型电池片占比增长,光伏银浆需求稳 中有进。其中,预计 2023-2025E 年光伏银浆总体需求分别 5756/6993/7203 吨,分别同 比+47%/+21%/+3%,三年需求复合增速达 22%;其中银包铜浆需求有望分别达 53/760/1093 吨,三年需求复合增速达 175%。 测算关键假设如下: ① 假 设 22-25 年 光 伏 新 增 装 机 240/400/480/590GW , 对 应 电 池 片 需 求 300/500/600/738GW。 ②假设 22-25 年 P 型电池片银浆耗量分别为 68.0/67.0/67.0/66.0mg/片;TopCon 双面电 池 片 银 浆 耗 量 分 别 为 115.0/109.0/102.0/90.0mg/ 片 ;HJT 双 面 电 池 片 银 耗 分 别 为 127.0/120.0/115.0/85.0mg/片;P 型电池片背银银耗分别为 24.0/23.0/22.0/22.0mg/片; XBC 电池片背银银耗分别为 73.0/70.0/68.0/66.0mg/片。
4.2 银包铜浆料优势明显,HJT降本重要路径
HJT 银包铜浆导电性好、成本较低。银包铜浆料具有高导电性,确保电流能够高效传输, 从而提高电池的整体性能。银镀层的存在提供抗氧化保护,有助于确保电池在长期使用中 能够保持性能。参数角度看,银含量 55%~75%银包铜浆主栅体电阻率与纯银主栅相近, 导电性较好。

降本角度看,2023 年 HJT 非硅成本有望达 0.26 元/W,2024 年 0BB+银包铜导入后非硅 成本有望降至 0.23 元/W。2023 年内,我们预计 HJT 银浆耗量有望达 16mg/W,低温银 浆价格较高温银浆溢价 30%,达 6500 元/kg,银浆成本为 0.104 元/W,非硅成本达 0.26 元/W;2024 年 0BB 技术导入后,银浆耗量有望降至 12mg/W,30%银包铜浆料导入后, 低温银包铜浆料单价有望降至 5500 元/kg,银浆成本有望降至 0.066 元/W,接近 TOPCon 银浆成本,非硅成本有望降至 0.23 元/W,HJT 电池片成本 0.62 元/W 相对 TOPCon 溢价 有望降至合理水平,量产节点或将到来。
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