光伏行业面临危机,急需解决银价飙升带来的挑战
2024年,光伏行业剧烈震荡,150多家企业遭遇破产,这不是简单的行业洗牌,而是彻底的清场。虽然有些公司幸存下来,但状况也不容乐观。2025年,通威的亏损达到了95.53亿,隆基绿能亏损64.20亿,TCL中环亏损92.64亿,在主要的12家产业链企业中,竟有11家出现亏损,整个行业的亏损总额突破了500亿元。这些公司并非默默无闻的小企业,而是曾在过去十年光伏行业繁荣中,风光无限的巨头。隆基的市值曾高达5000亿,通威也一度超过3000亿,而如今,隆基的市值缩水90%,通威下降70%,其他如天合和中环等公司同样岌岌可危。产能过剩正在吞噬利润。
在这样的背景下,另一个重大成本因素开始失控。2026年初,伦敦现货白银价格一度突破120美元/盎司,创下历史新高。尽管随后有所回落,但仍稳定在60美元附近,远超2025年初的29美元。这一价格上涨无疑刺痛了光伏产业链的成本底线——银浆。截至2025年底,银浆已成为光伏电池的最大成本项目,超过30%的电池总成本来自银浆,而在组件中,白银的占比接近18%。在产能过剩和成本上升的双重压力下,光伏行业不得不展开一场激烈的去银化技术竞赛。这场技术突破能否帮助光伏行业脱离困境?
银浆是光伏电池不可或缺的核心材料。光伏发电依赖光生伏特效应,太阳光照射到半导体材料上,激发出硅材料中的电子与空穴。若二者结合,能量就会以热量的形式浪费掉;这时,PN结的作用便是将它们分隔开来,并通过电极将电子收集与输送。电池表面覆盖着密集的金属栅线,像导电管道般将光激发的电流汇集输出。银凭借其卓越的导电性和抗氧化能力,成为制作栅线的首选,长期以来几乎没有替代品。不过,银的价格波动极大,新一代N型电池对银的需求增加,使得银浆在非硅成本中占到35%-50%,而在组件的总成本中占有10%-15%。对于GW级别的工厂来说,银价每上涨5美元/盎司,电池成本将增加数千万元。
在行业普遍遭受亏损的情况下,研发白银替代方案显得尤为紧迫,确保供应链的安全也是重中之重。全球白银的主要来源国是秘鲁和俄罗斯,而中国的储量仅占11%,因此大多依赖进口。光伏行业每年消耗超过6000吨白银,占全球工业银需求的25%。为了拆除这一供应链上的“定时炸弹”,光伏产业急需推进“去银化”。
光伏行业开始全面探索去银化,核心思想是寻找更为廉价的导电材料,前提是不降低电池的发电效率。铜被认为是最佳替代品,它的导电性仅次于银,储量是银的1500倍,而价格仅为银的1%。但为何光伏领域一直使用银呢?关键在于银的稳定性。银不仅导电良好,且在高温烧制时不易氧化,也不会污染硅片,而铜则存在不少问题。铜特别活泼,容易与氧气反应形成不导电的氧化铜,而光伏电池电极通常需要在700℃以上烧结,铜在这种温度下会失去功能。更为棘手的是,铜会向硅片扩散,影响电池的发电能力。简单来说,若将铜视为海绵中的沙子,它就会影响海绵的吸水和排水能力。
因此,去银化面临的最大挑战在于如何使铜在高温情况下不氧化且不向硅片扩散。第一条技术路线是以银包铜的方式,即在铜粉表面包裹一层薄银,银负责接触硅并防止氧化,而铜芯则保持良好的导电性。这样,银的消耗量可以压缩至原来的20%-50%。一旦工艺调试成功,电池的发电效率几乎可与纯银浆持平。这种路径的优势在于生产线变动不大,使用现有的丝网印刷设备即可,无需额外巨额投资,是技术落地的最优选择。不过,这种方法的缺点在于银壳若出现针孔或高温下开裂,里面的铜容易氧化,铜扩散的风险依然未被完全解决。
第二条路线则是尝试电镀铜,完全不依赖银。在硅片表面铺上一层隔离层(如镍或钛)以防止铜扩散,再利用激光或光刻技术刻制电极线路,最后将硅片置入电镀液中进行通电,让铜离子析出,形成纯铜栅线。铜镀完后需立即采用防护措施,加镀一层锡或抗氧化膜,避免氧化。这条路线虽然具有很高的成本投入,相较于传统产线需要2-3倍的设备投资,但其能实现更细的栅线,能够有效降低光遮挡,电池发电效率提升0.3%-0.5%。在一座1GW的大型光伏电站中,组件采购一轮下可能节省3000万至5000万,加上发电量的提升,25年总收益显著。最重要的是,这一方案彻底摆脱了对白银的依赖,不再受到银价的剧烈波动影响。
在产业化的进程中,爱旭已率先实现该技术,旗下的ABC电池已经成功投入GW级量产,显示出良好的生产稳定性。
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