2023年光伏铜电镀行业分析报告 铜电镀降本增效优势明显，或为HJT产业化的必经之路

1、HJT有望成为下一代电池片主流技术

HJT优势明显，有望成为下一代电池片主流技术

HJT优势众多，潜力大。 HJT优势一：避免LID光致衰减和PID电位诱导衰减。光伏组件的衰减越少，发电效率越高，能够高效使用更长时间。 HJT优势二：低温度系数、输出效率稳定。HJT电池温度系数优于PERC、TOPCon，输出功率相比较起来更加稳定。现阶段，PERC电池温度系数通常为-0.45%~-0.35%/℃， TOPCon电池温度系数通常为-0.29%~-0.28%/℃，而HJT电池温度系数一般为-0.25%~-0.2%/℃，意味着在大于25℃的条件下，环境温度每升高1℃，HJT组件的输出功率降 低基准值的0.25%~0.2%，在高温运行中比PERC电池和TOPCon电池的输出功率更稳定。

HJT优势三：转换效率高。HJT转换效率高，不论是实验室效率还是量产效率，均已高于相应产线上PERC和TOPCon的最高转换效率。 HJT优势四：结构对称、双面率高、低温工艺，适合薄片化发展。HJT电池在单晶硅片两面分别沉积氢化本征非晶硅薄膜、掺杂层、TCO与电极，具有双面对称性，使得制 备过程中的机械应力减小，硅片的碎片率更低；同时，HJT电池双面率更高，可达90%以上，相较于双面率为70%-80%左右的PERC和TOPCon，具有天然的发电优势；此 外，由于HJT采用200°C以下的低温制备工艺，能够减少高温带来的硅片的热形变，使得薄片化电池的良品率更高，因此更适合薄片化发展。

HJT与钙钛矿叠层电池或将成为光伏电池片终极技术，而HJT是走向终极技术的必经之路。 ➢HJT与钙钛矿叠层电池转化效率更高，理论最高转换效率有望超过40%。 HJT与钙钛矿均为低温工艺，二者工艺更加适配。钙钛矿需要低温工艺，制备过程不得超过150-200℃，温度过高会对电池造成 损伤，TOPcon采用高温银浆是高温工艺，温度至少在500℃以上，而HJT采用200℃以下的低温制备工艺，与钙钛矿更加适配。

HJT叠层钙钛矿是加分项，TOPcon叠层钙钛矿是加分项的同时也是减分项。HJT的上表面为TCO层，是良好的导电材料，叠层 钙钛矿时可以在HJT的TCO层上直接叠加，将HJT与钙钛矿导通，设备端甚至可以集成，工艺路线高度相融；而TOPcon电池的上 表面为氮化硅材料，氮化硅导电性能弱，如果叠加钙钛矿，需要避免使用氮化硅，这将大幅更改工艺路线，提升制备的难度，同 时氮化硅能够提升TOPcon的光吸收率，如果将TOPcon的氮化硅去掉，将降低TOPcon的转换效率。

2、铜电镀降本增效优势明显，或为HJT产业化的必经之路

高成本是限制HJT大规模扩产的主要因素

HJT投资成本高于TOPcon，而HJT的转换效率与TOPcon差距不大，这是目前限制HJT大范围量产的主要原因。 建设HJT产线的成本较高，单GW产线设备投资额为3.5-4亿元。HJT产线与现有PERC产线不兼容，只能新建生产线，目前单GW的HJT产线设备投资额约3.5-4亿元，达 PERC的3倍以上，PERC单GW设备投资额为1.2-1.5亿元，TOPcon单GW设备投资额为1.5-1.8亿元。 目前HJT转换效率与TOPcon差距不大。从实验室效率来看，HJT最高转换效率为26.81% （隆基） ，TOPcon为26.10% （晶科）， 从量产线转换效率来看， HJT最高转换 效率为25.05% （迈为） ，TOPcon为25.00% （晶科），二者差异不大。 低温银浆为HJT降本关键。HJT非硅成本占比达51%，PERC仅为42%，HJT电池非硅成本中，银浆成本占比高达59%。

低温银浆价格较贵。PERC与TOPCon电池制备均采用高温银浆，而HJT使用低温银浆且为双面结构，正反面均需银浆，低温银浆相较于高温银浆，国产化率低，价格偏高， HJT电池使用的低温银浆较高温银浆溢价为2000元/千克，目前低温银浆均价在6000元/千克以上。 低温银浆电阻率较高。由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银，而是由银粉与有机载体形成的混合物银浆，电阻率高于纯银，且其中含有的不导电的有机物固化后附着 在电池片表面会进一步提高电阻率，使得银浆的电阻率在5-10Ω/m。低温银浆的栅线线宽不够细。银浆的流动性会使栅线向两边塌陷，使得传统丝网印刷银栅线的线宽被限制在30-40μm。低温银浆的栅线平整度不够。由于银栅线采用印刷工艺，难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼以及扩散现象。

铜电镀降本增效优势明显，或为HJT产业化的必经之路

提效方面：纯铜栅线保证高导电性，低线宽减少功率损耗。转换效率方面，采用铜栅线工艺的电池电阻率更低、栅线线宽小，且 栅线平整度高，整体的电池转换效率比原有银栅线提高约0.3%~0.5%，具有效率优势： 1）纯铜电阻率低于银浆：由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银，而是由银粉与有机载体形成的混合物银浆，电阻率高于纯 银，且其中含有的不导电的有机物固化后附着在电池片表面会进一步提高电阻率，使得银浆的电阻率在5-10Ω/m。而电镀铜工艺中使 用的铜栅线为纯铜，纯铜的导电率仅次于纯银，且远远超过其它所有金属，制成铜栅线后电阻率为1.7Ω/m，导电性优于银浆栅线。

2）铜电镀线宽更小：银浆的流动性会使栅线向两边塌陷，使得传统丝网印刷银栅线的线宽被限制在30-40μm。电镀铜工艺中，在铜 进行沉积时，会有研磨形成的图形来紧紧限制铜的宽度，可以使铜栅线保持良好形貌，线宽可以做到15-20μm（精度高的甚至达到5- 10微米）。铜栅线的最小线宽减小，使栅线密度提高，可以较大程度地减少横向电流功率损耗和细栅线遮光功率损耗，从而减少电极 引起的总功率损耗，入射光利用率提高。 3）铜电镀平整度更高：由于银栅线采用印刷工艺，难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼以及扩散现象。铜栅线为沉积形成，平整度显 著提高，且避免了扩散，对电池性能影响较小。

降本方面：电镀铜技术使用金属铜代替全部的金属银，铜材料价格低廉，并且双面金属化可以同时完成，电镀铜技术的应用可 以在银包铜技术路径的基础上，进一步降低异质结电池成本。传统HJT丝网印刷工艺的成本为0.271元/瓦，而HJT铜电镀工艺的 成本为0.135元/瓦，HJT铜电镀单瓦成本相比较于传统丝网印刷工艺降低50%左右。

3、铜电镀制备工艺与市场规模：图形化设备为核心设备

铜电镀的制作工艺与流程

HJT铜电镀制作工艺主要为图形化与金属化两大环节，分为五大主要步骤。 第一步，沉积种子层。若镀层直接与TCO接触，附着性较弱，铜电极容易脱落，会影响后续的组件焊接的可靠性，因此需要一层种子层来增加结 合力。 第二步，图形化。在种子层上制作电极的形貌。喷涂感光胶，并通过LDI曝光机、显影机进行曝光显影。

第三步，铜电镀。按照曝光显影后的图形，进行双面电镀铜。即在种子层上面电镀铜+电镀锡、或者电镀铜+化学锡、或者电镀铜+化学银等等。电镀的铜主要起导电作用，锡和银主要起焊接和保护作用因为（1）铜很容易被氧化，需要锡或者银保护；（2）铜本身不能焊接，需要用锡和银起焊接作用。第四步去除感光胶。第二步为了图形化，喷涂了感光胶，需要将剩余的感光胶去除。因此需要在退膜机中清洗感光胶后漏出种子层。第五步，蚀刻种子层。需要将第一步剩余的种子层去除。因此使用蚀刻机刻蚀种子层，进而得到完整的铜电极。

铜电镀的制作工艺与流程——第一步：沉积种子层

第一步：沉积种子层。若镀层直接与TCO接触，附着性较弱，铜电极容易脱落，会影响后续的组件焊接的可靠性。因此，需要在整个TCO上制备一层种子层（100nm）以改善铜栅线的附着性，种子层制备工艺主要包括PVD（物理气相沉积）与RPD（离子反应镀膜）等技术。

有种子层电镀方案优势 1）改善电镀金属与TCO膜之间的附着性能：若无种子层，金属直接镀在TCO膜上，附着性较差，易造成电极脱落，而镀完TCO膜后再镀种子层，可以改善电极的附着性能。 2）种子层制备工艺已相对成熟：目前市面上流行的种子层制备方法主要包括物理方法沉积（PVD）、 RPD（离子反应镀膜）等技术，现在最主流的方法则是PVD（物理气相沉积），该方法门槛低且工艺成熟。3）种子层能够起到阻隔作用：铜电镀的一大困难在于铜电极向硅内部扩散速度很快，将导致电池的转换效率降低，而种子层的材料一般是选用金 属镍，金属镍具有良好的导电性，同时能够有效阻止电镀铜金属向硅内部扩散。

有种子层电镀方案劣势 增加了沉积种子层环节，后续需要蚀刻种子层，使得电镀铜的技术工艺更复杂，成本与良率均受到负面影响。 种子层制备方式：PVD磁控溅射为目前主流工艺。PVD具有成本较低、镀膜工艺成熟、设备供应商较多、可满足规模化需求等优势。

铜电镀的制作工艺与流程——第二步：图形化

第二步，图形化。主流技术路线为曝光显影方式，其他方式有激光开槽、喷墨打印等。 曝光显影：通过曝光显影在种子层上显现电极形貌完成图形转移。根据是否使用掩膜，光刻可分为掩膜光刻与直写光刻。光源发出的光束，经掩膜版 在感光材料上成像，称为掩膜光刻。通过计算机控制高精度光束，进而聚焦投影至涂覆有感光材料的基材表面上，无需掩膜直接进行扫描曝光的技术， 即为直写光刻。

激光开槽：适用于PERC和TOPCon，因为其蓝膜材料为绝缘的氧化硅或氮化硅，只需用激光对其开槽，打掉氮化硅即可进行后续的电镀。但是将激 光开槽应用于HJT铜电镀路线，有两个问题，第一，HJT很薄，激光开槽对电池损伤较大；第二，激光开槽会影响铜电极的形貌，铜会生长成蘑菇型， 蘑菇型会导致藏污纳垢及一些酸碱残留，这样会影响转换效率，同时，宽度过大也会影响电流，此外，蘑菇型的力学结构也较差，容易脱落。 喷墨打印：精度越高需要墨滴越小，墨滴越小需要打印的次数越多，同时墨滴小了容易堵住喷口，因此效率不高，在铜电镀工艺上实现10-20μm的高 精度时，由于需要控制墨滴大小，造成产能速度较慢，目前不适用铜电镀量产。

铜电镀的制作工艺与流程——第三步：电镀铜

第三步，电镀铜。浸泡在相应的溶液（一般为硫酸铜）中，通过电解制得铜电极，电镀方式可分为垂直电镀、水平电镀与花篮式电镀。 1）垂直电镀：PCB垂直电镀目前应用较广，但其难以完全移植至光伏领域。主要代表企业为东威科技、太阳井。 优势：从PCB行业改造而来，技术较成熟，工艺较简单，应用便捷。 劣势：垂直电镀需要用夹具夹住电池片，这种情况下，第一，在薄片化趋势下，电池片很容易碎（PCB板较厚，几乎没有碎片率的问题），也较难实现自动化；第二，需要 预留装夹子的位置，此位置也难以电镀，因此实用面积降低；第三，电镀的过程中，电池片与夹具需要全面浸入电镀液中，夹子是金属的，因此使用频次增加以后，会被镀 上很厚的铜，影响整体性能，需要多加一道褪镀的过程，对设备的稼动率有较大影响，比如设备需要经常停机更换夹具。

2）水平电镀：效率高，但是气泡难以排出。主要代表企业为捷得宝。优势：相比较于垂直电镀，水平电镀的电池片与镀液面平行，水平电镀无需夹具、无需装挂、无需空留装夹位置，因此碎片率、良品率、自动化、实用面积等方面更优秀， 此外，导电滚轮作为阴极的同时传送电池片，阴极与预镀表面的接触面积更大，电流密度更高，使得水平电镀的速度更快。 劣势：工艺难度较大，存在质量问题，如电镀过程中将产生氢气，因为电池片是平放的，所以电池片下面的电镀液产生的气泡无法排出，导致表面有空洞现象，铜与铜之间 产生间隙，导致电镀的栅线抓合力不够。此外，阴极还是会接触到电镀液，一旦接触，电极上面就会被镀上铜，因此仍然面临技术难点—如何在电极不接触或小范围接触电 镀液的情况下完成电镀。

铜电镀产业链有望催生超百亿设备市场空间

2025年，中性预测下铜电镀设备市场空间合计接近162亿元，其中PVD为34亿元，曝光显影设备为54亿元，电镀设备为41亿元。 关键假设： HJT新增产能：HJT与钙钛矿叠层电池或将成为光伏电池片终极技术，而HJT是走向终极技术的必经之路，因此我们对HJT 2025年的新增产能预计 为：悲观、中性、乐观预测分别为100、150、200GW。 铜电镀工艺渗透率：铜电镀降本增效优势明显，或为HJT产业化的必经之路，2025年HJT铜电镀悲观、中性、乐观预测分别为80%、90%、100%。 设备单GW价值量：中性预测下，2025年PVD、曝光显影设备、电镀设备、其他设备（清洗设备、刻蚀设备等）分别为2500、4000、3000、2500 万元/GW。

4、重点企业分析

芯碁微装：国内LDI设备龙头，光伏铜电镀打开成长天花板

公司为国内直写光刻设备龙头。公司于2015年6月成立，自半导体领域起家，2016年推出首款半导体直写光刻设备。同时，公司依托 直接成像设备逐步替代传统曝光设备的发展机遇，进入市场需求广阔的PCB领域。2021年4月，公司登陆科创板上市。目前，公司以微 纳直写光刻技术为核心，主要业务包括PCB直接成像设备、泛半导体直写光刻设备，并积极布局光伏HJT电镀铜领域的曝光显影设备， 产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节，2021年公司实现营收4.92亿元（同比+58.74%），归母净利润1.06亿元（同比+49.44%）。

苏大维格：基于微纳光学制造拓展业务领域

基于微纳光学制造技术，不断拓展产品应用领域。苏大维格是国内领先的微纳光学制造和技术服务商，产品应用领域包括消费电子显示器件、交 通运输标识、消费品包装、证件防伪等。微纳光学制造的加工精度达亚微米级，属于超细微加工。公司创立于2001年，成立伊始致力于微纳光 学制造技术研究和生产设备的研制，2004年成功开发身份证视读防伪技术，应用于第二代身份证，进入公共安全防伪领域。2005年生产镭射膜， 切入镭射包装材料市场。2007年成立子公司维旺科技，开发导光膜等显示膜，进入新型显示与照明领域。2008年公司研发的DMD技术与双通道 光变色膜应用于新版机动车驾驶证、行驶证，促进利润大幅增长。

苏大维格于2012年在深交所创业板上市，同年投资成立维业达触控，致力于 大尺寸投射式电容触摸屏的研发制造。2016年收购华日升，导入反光材料事业群，进入交通反光材料市场。2018年投资成立苏州迈塔光电，生 产应用于手机背板的微结构材料。公司已发展成为业内少数拥有微纳光学制造完整产业链的企业之一，涵盖装备制造、微纳结构设计、 原版开 发、规模化生产四大环节，并凭借技术实力构建起产业链优势。除传统贡献营收的业务外，公司未来有望在光伏铜电镀和光波导（HUD）领域 打开全新成长空间。2021年公司实现营业收入17.37亿元（同比+25%），归母净利润-3.50亿元。

罗博特科：自动化设备龙头，光伏电镀设备打造第二成长曲线

公司为国内自动化设备龙头。 2011-2016年（工厂自动化设备阶段）：苏州罗博特科自动化设备有限公司成立于2011年，专注从事自动化设备研制，于 2014年交付业界第一台高密度低压扩散自动化设备，并独创性地推出了运用陶瓷材料制作吸盘的技术与产品。2016年整体变更设立为股份有限公司； 2016-2020年（智能工厂整体解决方案阶段）：开始布局智能工厂整体解决方案。2017年交付世界首条250MW全智能电池片智能生产线，2018年交付世 界首个3.5GW电池片智能工厂，2019年在深交所上市。2021年公司实现营收10.86亿元（同比+105.58%），归母净利润-0.47亿元。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）