光伏行业中的烧结工艺:银浆用量如何影响整个产业链的成本结构?
近年来,随着全球能源转型加速推进,光伏发电成为最具增长潜力的清洁能源之一。然而,在行业高速扩张的背后,一个不可忽视的问题正在制约其进一步发展——银浆成本居高不下。
而在这其中,烧结工艺作为银浆应用的关键环节,直接影响到其使用效率与最终性能表现。因此,理解并优化这一环节,对于整个光伏产业的降本增效具有重要意义。
一、银浆是光伏电池制造的核心材料之一
在晶硅太阳能电池片中,正面银浆用于构建主栅线和细栅线,承担着收集电流的重要功能。背面银浆则用于背电极的构建。据统计,银浆成本约占单个PERC电池片总成本的25%以上,且随着N型TOPCon、HJT等高效技术路线的发展,银浆消耗量还有上升趋势。
这使得银浆成为制约光伏组件价格下降的关键因素之一。
二、烧结工艺决定银浆使用效率
银浆的烧结过程是指在高温条件下,使银粉颗粒之间以及银与硅基之间形成良好接触的过程。这个过程不仅决定了电池的串联电阻、填充因子和转换效率,也直接影响了银浆的实际有效利用率。
目前主流的烧结温度范围在750~850℃之间,时间约15~25分钟。在这个过程中,玻璃熔块膏起到了关键的辅助作用:
降低烧结温度,减少能耗;
改善银浆与硅基的界面结合力;
减少银浆用量而不影响电性能。
如果烧结工艺不理想,会导致银浆“虚焊”、“断栅”,从而影响电池效率,甚至需要增加银浆涂布量来弥补性能损失,造成浪费。
三、行业现状:银价上涨+技术升级=双重压力
过去两年,由于全球经济复苏和地缘政治因素,白银价格持续走高,给光伏企业带来了较大的原材料成本压力。与此同时,为了追求更高的光电转换效率,行业正在向N型电池、异质结(HJT)、多主栅设计等方向演进,这些新技术普遍对银浆用量提出了更高要求。
以HJT为例,其双面印刷加低温银浆使用,使得单位瓦数银浆耗量达到近30mg/W,远高于PERC的约20mg/W。若不进行工艺优化和材料替代,未来银浆成本将成为制约HJT大规模推广的主要瓶颈。
四、解决方案:从烧结工艺入手,提升银浆利用效率
面对上述挑战,行业内已开始从多个维度着手应对,其中一个重要方向就是优化烧结工艺,实现“用更少的银,做更好的电池”。
具体策略包括:
精细化烧结曲线控制
通过调整升温速率、峰值温度、保温时间等参数,提高银颗粒之间的致密度和导电性,减少银浆使用量。
引入新型助剂材料(如玻璃熔块膏)
利用功能性添加剂改善银浆流动性、润湿性,增强与硅基的结合力,从而在不牺牲性能的前提下减少银含量。
开发铜电镀替代方案
一些领先企业正在探索铜电镀工艺替代部分银浆,但该技术仍处于产业化初期,烧结工艺仍是当前主流路径。
推动设备与材料协同创新
设备厂商与材料供应商联合开发定制化烧结炉,匹配特定银浆配方,实现最佳工艺效果。
五、结论:烧结虽小,影响巨大
虽然烧结只是电池制造流程中的一个环节,但它在整个产业链中扮演着“承上启下”的角色:一方面连接着银浆材料的选择和用量,另一方面又直接影响着电池的性能和良率。
在当前光伏行业追求极致性价比的大背景下,优化烧结工艺不仅是技术问题,更是经济问题。它关乎企业的盈利能力,也影响着整个行业的可持续发展。
未来,随着材料科学、智能制造、AI工艺优化等技术的进步,我们有理由相信,烧结工艺将在降本增效方面发挥更大的作用,为光伏产业迈向“平价上网”时代提供坚实支撑。