2024年叠栅行业研究报告：叠栅可降银和提效，关注设备与材料新机遇

一、叠栅为平台化技术，能够省银提效

何为叠栅——三角导电丝（焊带）“叠”到种子层（副栅）上

传统电池的电极结构为副栅+主栅+焊带，叠栅取消了主副栅和焊带，利用三角导电丝和种子层进行导电。传统 光伏电池的栅线呈十字交叉型，由细副栅和粗主栅垂直排列构成，主栅主要起到汇集副栅的电流、串联的作用 ，副栅用于收集光生载流子，最终焊带导出电流；而叠栅取消了主栅和副栅，用种子层（银或者铜）替代，取 消了焊带，用三角导电丝替代。

所谓叠栅即三角导电丝（焊带）“叠”到种子层（副栅）上。具体来说，（1）种子层利用银或铜作为基底， 与电池形成交联，生成银硅合金以实现接触，起到原来副栅的作用，由于银仅起隧穿作用，所需厚度极薄，因 此银的用量极少；（2）导电丝利用三角焊带的高度与银种子层结合，降低栅线的电阻，将电流导出，起到原 来主栅和焊带的作用。

叠栅为平台化技术，能够省银提效

原本SMBB、0BB的电池片&组件的金属化工艺采用丝网印刷&串焊，会有银耗高、遮光面积大、电阻高、生产 速度慢等问题，而叠栅解决了上述问题，具备电阻小、省银、提效、平台化等优点。

（1）电流不需要横向传输，仅需要纵向传输，运动路径变短、电阻变小从而提升组件功率、降低银浆耗量。传 统方式下电流的运动路径为电池表面→副栅→主栅→焊带，需要有副栅到主栅横向运输的过程，而叠栅为电池 表面→导电种子层→导电丝，均为纵向运输。①组件功率提升：横向传输过程中的热阻损耗会拉低电池及组件 输出功率，减少横向传输后热阻损失可以降低很多，提高组件输出功率；②降低银浆耗量：电流在银浆只需要 垂直电池片表面的纵向方向传输，不需要横向传输，所以不再需要很多的银浆堆叠，降低横向传输电阻，银浆 高度可以下降到5μm以下。

（2）超高表面反射率的极细三角导电丝可使得电池表面的等效遮光面积降低到1%以下，SMBB约为3%、 0BB约为2.5%，我们预计叠栅+TOPCon的组件功率可由现在的630W提升至655W（2382mm*1134mm版型组 件），可提效25-30W 。 一方面传统电池片表面金属遮光面积大，影响电池及组件效率，而叠栅采用了极细三角导电丝，原来焊带 大概0.2mm，现在导电丝大概0.15mm，减小遮光面积； 另一方面，常规组件一般采用扁平导电丝，其表面为平面结构，垂直入射到导电丝表面的太阳光几乎全部 被反射而损失掉，圆形焊带可利用部分的垂直入射光和少量的斜射光，而三角导电丝二次折射的反光率更 高，可利用几乎所有的垂直入射光和斜射光，制成组件后的光学增益明显，组件功率提升更高。

（3）叠栅为平台化技术，TOPCon、HJT、BC均可使用。根据我们的测算，BC、TOPCon叠栅降银效果最显著 ，更需要叠栅；HJT利用0BB+30%银包铜已基本能够达到预期目标。

二、导电丝对准为工艺难点，叠栅设备为关键

种子层：叠栅印刷对银浆&网版&设备的要求更低

叠栅的工艺流程为制备种子层、制备三角导电丝、将三角导电丝和种子层焊接结合。 叠栅对电池片电极图形的要求比常规电池要低，栅线形貌（银浆）、网版、设备等均可体现。（1）栅线（银浆 ）：可以采用虚线状或直线状金属种子层，间隔约10-20μm，对浆料的消耗量少，节约成本；（2）网版：常规 电池片栅线宽度、高度越来越小，要保持栅线形貌连续均匀，就要求网版线径必须尽量小，以降低因钢丝线遮 挡而造成的栅线不均匀，叠栅对栅线印刷要求低，可以使用线径较大的网版进行印刷；（3）设备：相较于传统 生产工艺，叠栅不需要改变任何的工艺流程、材料、工装治具、设备、环境要求等，任何目前制作常规电池的 生产线直接兼容。

三角导电丝：表面材料&形状设计为提升反光率的关键

相较于圆形、扁平或常规三角的导电丝，时创三角导电丝通过设计更优的形状和表面材料具备更优的反光率， 同时还能低温焊接减少隐裂风险。（1）圆形或扁平导电丝：其表面为平面结构， 垂直入射到导电丝表面的太 阳光几乎全部被反射而损失掉，而三角导电丝可以较好吸收太阳光。（2）常规三角导电丝：①更优的形状：R 角一般大于30μm，圆弧过渡区占比较大，反光能力减弱，无法高效发挥三角导电丝的反光作用，对组件的峰值 功率提升有限，而时创发明的导电丝三角形夹角在59-61度，三个R角控制在<15μm范围内，圆弧过渡区占比较 小，反光效率高，具有更好组件功率增益效果；②更优的材料：常规多为铅锡合金，叠栅采用银、铝作为反光 镀层，在可见光范围内， 金属Ag和Al是反射率最高的两款金属。（3）低温焊接：下方的焊接镀层采用特定设 计的低温合金可实现低温（<200℃） 焊接， 大大减少隐裂与碎片风险。

焊接：如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点

第三步为最关键工序，即如何将种子层和导电丝结合，叠栅设备最难的地方在于100+根三角导电丝和种子层的 对准焊接，同时还要兼顾良率和速率，即如何又快又准地将导电丝“叠”到种子层上为工艺难点。现有技术一 是在电池片上难以做到致密排布，即电池片上焊带的数量受到工艺制约，难以生产具有高密度焊带的电池；二 是即便通过焊带布设工装将焊带布设在电池片上，由于焊带较细、且为三角容易翻转，故叠栅需要新的工艺来 进行生产，一般导电丝和种子层的结合依靠热焊接，热焊接有多种方式，通过我们对晶盛机电和时创能源的分 析，目前可以通过旋转焊接或者焊带网排布的方式进行热焊接，对准主要依靠视觉系统和机械传动系统。

针对BC背面电池的特殊要求，叠栅工艺相应进行了调整

针对BC电池，叠栅也调整了相应的背面电极图形结构，形成一种新的背面电极连接方式。BC电池的正面无金属 电极、背面电极平行等距排布，针对BC电池的叠栅结构为电流收集层上覆盖导电丝，相邻叠栅结构电极相反。 导电连接条将所有相同电极导电丝连接在一起， 使得所有相同电极导电丝上的电流能相互自由流通， 消除了同 一片电池上相同电极之间的电流差异。其特点在于先一体成串，再在片间距位置上选择性的切割断线，形成串 联电路，该种方式避免了导电丝多次重复夹取牵引及定位，降低偏移风险。

三、处于产业0-1阶段，材料&设备有待进一步降本

目前材料&设备成本偏高，有待规模量产后降本

我们认为目前叠栅小批量生产的情况下材料&设备成本均偏高，未来量产后有望比SMBB、0BB单瓦成本降低2-4分。材料端：虽然目前叠栅银浆成本能够降低5分左右，但需要增加三角导电丝单W成本5分，故材料端目前成本偏高； 设备端：虽然丝印设备价值量由3000万/GW（4台）下降至1500万/GW（2台），但叠栅需要新的叠栅设备，小批量 生产阶段叠栅价值量约6500万元/GW，丝印+叠栅设备合计价值量单GW约8000万，而SMBB或0BB串焊机价值量单 GW仅为2000-3000万，丝印+串焊设备合计价值量单GW约5000万，故按照3年折旧，设备单W成本要贵1分左右，目 前小批量生产下尚不具备经济性。

垂直组件多为倾斜太阳光，叠栅功率提升效果可能有一定折扣

垂直光伏项目可就地、就近消纳，更灵活，收益更高，与传统的倾斜安装方式相比，具有多种潜在优势。垂直 安装可以更有效地利用城市建筑物、道路护栏、围栏等垂直空间，从而提高空间利用率；此外，垂直安装的光 伏组件不易积灰积尘，减少了清洁维护的频率，有助于降低运维成本。在极端天气条件下，垂直安装还可以减 少积雪覆盖，维持较好的发电性能。据实证测算，HJT垂直安装场景下，相比倾斜安装首年发电小时数可提高 11.12%，LCOE降低9.57%，电站收益率IRR高出1.38%。 高双面率的HJT组件是垂直安装的最佳选择。HJT具有完美对称的双面结构特性，双面率高达90%以上，远超 PERC和TOPCon。从发电量角度看，HJT组件垂直安装比TOPCon组件垂直安装多发电10%~12%，比PERC多发 电16%~20%。

通威股份&晶盛机电&时创能源三方合作，有望加速叠栅产业化

时创能源与通威股份（一体化厂商）和晶盛机电（设备商）合作开发，能够形成专利保护的生态。2024年8月， 时创与通威和晶盛机电签署了《战略合作协议》，旨在共同推进叠栅组件技术的发展和量产；9月时创能源与通 威股份进一步签订了《技术合作开发合同》，同时9月时创能源宣布计划募集不超过2.85亿元人民币的资金，用 于扩建其自有的1GW叠栅组件项目，预计建设周期为9个月。晶盛掌握叠栅设备的专利、时创掌握三角焊带的专 利，通威具备规模化的产能，三方合作能够形成一个好的生态链，共同保护技术专利。

我们认为叠栅对TOPCon来说更为关键，因为TOPCon较难使用含铜的浆料来降低金属化成本，而HJT通过 0BB+银包铜技术即可实现极低的金属化成本。从目前进度来看，叠栅产业化最大的瓶颈在于设备和材料（三角 导电丝），如工艺的跑通、产品的良率、经济性等，时创目前已有1GW 双Polo+叠栅TOPCon组件在运行，未来 随着叠栅组件量产跑通+设备成本的不断优化，相关设备&材料商有望受益于叠栅扩产。

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编辑：火腿肠