光伏辅材之银浆
一、概述
光伏银浆主要由高纯度银粉、玻璃氧化物、有机载体组成，主要应用于估计光伏电池片正面电极和背面电极，手机硅基光伏产生的电流。
光伏银浆处于整个产业链的中游，其上游是银粉、玻璃氧化物及有机载体企业，下游是光伏电池片生产商。其中，银粉是导电相，主要作用是导电，银粉质量的优劣直接影响电极材料的体电阻、接触电阻等；玻璃氧化物是粘结相，作用是导电膜层介质、连接导电相和基底，其自身成分比例和整体在银浆中的含量过高会导致银浆导电性变差，过低无法渗透入钝化层和硅衬底形成导电接触；有机载体是有机物和部分液体组成，主要作用是导电相和粘结相运载体，控制浆料的流动性。光伏银浆供给主要受中游企业产量和上游银粉供应的影响，需求受下游硅基光伏电池片产量的影响。
光伏银浆根据位置不同，可分为正面银浆和背面银浆，其中，背面银浆功能性较弱，技术门槛相对较低，业内主要的需求是降本，目前已基本能够实现国产化；正面银浆制备难度较高，是光伏电池的重要组成部分，主要用于收集电流。
按技术路线及工艺流程分类，光伏银浆可分为高温银浆及低温银浆。高温银浆在高于500℃的环境下通过烧结工艺将银粉、玻璃氧化物、其他溶剂混合而成，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，目前P型电池及N型TOPCon电池主要应用高温银浆。由于HJT电池非晶硅薄膜含氢量较高等特有属性，要求生产环节温度不得超过250℃，助推低温银浆技术研发及其产业化。
二、生产工艺
正面银浆是制备太阳能电池的金属电极的关键材料，直接关系着太阳能电池的光电转换效率。
正面银浆属于配方型产品，由于太阳能电池技术门类繁多且更迭较快，不同生产商所选用的技术路径、生产工艺存在差异，因此对于所适配正面银浆的性能要求也有所不同。因此，正面银浆配方上任何参数的调整，都会影响与电池片厂商生产工艺的适配性及电池片的光电转化效率。
正面银浆的生产工艺为：将银粉、玻璃粉（或树脂）、有机相等物质进行配料，随后放入机械设备内混合搅拌、研磨，控制搅拌、研磨工艺参数，过滤泄出银浆，产品性能检查、包装、入库等。
1.配料
配料是指根据该批次生产的产品配方，精确称量最终产品所需各项原料重量。
2.混合搅拌
混合搅拌是指将检测合格的玻璃氧化物、银粉、有机原料根据配方中的比例进行混合，然后利用搅拌机对混合物进行搅拌，通过设定搅拌机的转速、时间以及稳定等工艺参数，以保证浆料的充分混合均匀。
3.研磨
研磨工序是利用三辊研磨机，将搅拌完成后的浆料进行研磨。具体工作原理如下：通过调整辊筒与辊筒之间的间隙、不同辊筒的转速，使流经的浆料颗粒物受到轧压、剪切、分散，从而打开浆料颗粒的团聚，使浆料得到充分的混合，进而实现浆料组织均匀、成分一致、细度达标的要求。
研磨工序为核心工序，产品质量的好坏与其息息相关。不同产品在设备上呈现不同的状态，相应的，不同产品的研磨过程参数设置也不尽相同。研磨过程的辊筒间隙、辊筒速度、研磨时间通常是该工序的关键参数设定。
4.过滤
过滤工序主要是通过负压过滤系统，对研磨后的物料按照工艺要求进行过筛，以将径粒大于标准要求的物料拦截在外，保证产品的细度一致，以确保成品浆料在客户端印刷使用时的性能要求。
5.检测
根据产品标准对产品进行检测验证。产品检测包括浆料自身的物理参数检测，如细度、固含量、粘度等，同时，可按批次需求，对浆料的应用性能进行检测，如电阻率、印刷性、其他电性能指标等。通过检测后产品方可包装入库，未通过检测的需要进行返工处理。
三、成本与投资
1.成本构成
光伏银浆生产成本中直接材料（银粉、玻璃相、有机相等）占比99.41%（包含4.65%材料销售成本），人工成本占比0.24%，制造费用占比0.28%，物流相关费用占比0.07%。可知银浆生产过程材料费用占比最大，人工和制造所需燃料动力费占比较小，而材料费用中银粉成本占比90%以上。
以上市公司聚和材料为例，2019-2022年，公司银粉占原材料采购成本97%以上，三大主材合计占比约99.64%。
由上可知，银粉是生产光伏浆料最重要的原料，其形貌、粒径、分散性及振实密度等特性皆对其电性能、接触性、流动性有重要影响。根据银粉的外貌不同，可将银粉分为球状银粉、片状银粉以及枝状结构银粉，不同形状的银粉将引起银浆烧结厚膜结构的不同，从而对电池片性能有所影响。
中国用于生产光伏银浆的银粉目前主要以进口为主，其中，日本DOWA是中国银粉进口的主要供应商，DOWA银粉粒径更小、分散性更佳、有机物包覆效果更好且质量更加稳定。
银粉研发投入高且具有较高的技术壁垒，目前中国银粉的稳定性不足是制约国产银粉走向市场化的重要因素。国产银粉的主要企业有苏州思美特、宁波晶鑫等。
2.银浆单耗
据知识星球专家调研反馈，目前市场主流电池182和210电池，单耗不同厂家有区别，隆基有自己的组件，单耗压得比较低，通威品质要求高一些单耗高一些。182PERC，单耗50多毫克，210PERC，单耗60多毫克，耗量高的会做到70毫克。TOPCon背面也会用银浆，是正面的1/3，182TOPCon，整体算一般不算背面只考虑正面，105左右毫克，210TOPCon，180左右毫克。210HJT，正背面低温银浆加在一起差不多200毫克。
换算成单瓦消耗，PERC银浆耗量6-8mg/w，TOPCon银浆耗量10-13mg/w，HJT银浆消耗约16mg/w。
加工费方面：当前PERC正银加工费约500元/kg，TOPCon加工费高出PERC正银300+元/kg，HJT低温银浆加工费高出PERC正面银浆1000-1500元/kg。
3.投资规模
根据苏州固锝、帝科股份、聚合股份公布的相关公告，受各公司生产技术、工艺、场地、市场等不同因素的实际情况限制，投资500吨-1700吨光伏银浆产能所需投资规模在1.5亿-2.7亿元之间，对应单吨光伏银浆投资成本约16万-53万元。
其中，土地及建筑工程、设别购置及安装项目占比最高，约占整体产线建设投资的32.9-56.5%，设别购置金额约占整体投资的24.1-36.3%，主要设备是金属化印刷生产线、三辊机等。
玻璃粉：太阳能电池制造中不可或缺的关键元素
晶硅太阳能电池是目前应用最为广泛的一种光伏发电技术，而银浆料则是太阳能电池制造中必不可少的材料之一。银浆料通常被涂覆在太阳能电池的正极表面，用来提供电子传输、反射和保护的功能。
晶硅太阳能电池板
银浆料
在银浆料中，玻璃粉是一种重要的助剂，其主要作用是增加银浆料的粘附性和增强其导电性能。同时，玻璃粉还可以改善银浆的流动性，促进其均匀分布在电池片表面，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
银浆料
银浆料是由银粉、玻璃粉和有机载体组成的，玻璃粉的含量通常 2% - 5%。尽管玻璃粉的含量少，但它在银浆料中扮演着至关重要的角色，起着腐蚀氮化硅层、构成电极、搭起电子运输的桥梁等功能。在太阳能电池制造中，选用优质的正面银浆料是非常重要的，因为它直接影响着太阳能电池的性能和寿命。
玻璃粉
玻璃粉与银浆料性能
玻璃粉需要在不同的条件下进行平衡和调节，粘结银粉、降低烧结温度、腐蚀硅基板上部的减反射层、形成欧姆接触等重要功能。特别是在太阳能电池制造中，银浆料的正面玻璃粉体系需要具有适宜的软化温度和腐蚀能力，才能保证银浆料与硅基板的良好粘附以及电性能和光电转化效率的优秀表现。
银浆料
作为正面银浆料中的无机粘结相，玻璃粉需要具备以下几个要求：
1、适宜的软化温度：玻璃粉需要具有适宜的软化温度，使其在烧结过程中能够熔融并与银粉和硅基板形成良好的结合。
2、能够腐蚀减反射层：玻璃粉需要具有一定的腐蚀能力，能够熔融并腐蚀掉硅基板上部的减反射层，以实现银粉与硅基板的良好接触。
3、能够降低烧结温度：玻璃粉可以作为助烧剂使用，能够降低烧结温度，提高产品的制造效率。
4、粒度分布均匀：玻璃粉的粒度分布需要均匀，以保证在银浆料制备中的均匀分散性。
太阳能电池片
无铅化玻璃粉
目前，无铅化已成为现代玻璃粉发展的趋势。其中，溶胶-凝胶法制备无铅玻璃粉是一种常用的方法。
玻璃粉
相对于传统含铅玻璃粉，使用溶胶-凝胶法制备的无铅掺杂玻璃粉在多个方面表现出优势。首先，溶胶-凝胶法可以使原料相充分混合，并形成稳定的透明溶胶体系，从而实现成分均匀、纯度高的制备过程。其次，在掺杂过程中，溶胶-凝胶法可以将掺杂剂降至极低的含量级别，从而实现易于掺杂的目的。此外，使用溶胶-凝胶法制备的无铅掺杂玻璃粉容易细化，有利于提高材料性能，同时粉末颗粒尺寸较小，更利于加工应用。