太阳能电池深度报告：0BB工艺，从可选到必选，N型组件降本增效最优解（附下载）
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（精选报告来源：报告研究所）
1 多数环节重大技术变革渐缓，组件环节短期内仍有迭代空间
1.1 硅环节降本增效幅度有限，后续重点关注非硅环节技术进步
硅料、硅片、电池环节已基本完成技术跳跃，短期内再难有大的技术变革：过去十五年 里光伏行业发展势如破竹，主要环节均实现了较大的技术创新：硅料环节协鑫于 2009 年 率先突破了冷氢化工艺，使得硅料环节价格大幅下降，后续 2020 年协鑫又在硅烷流化床 法制作的颗粒硅方面取得进展，进一步下降了硅料的生产成本，目前已经进入行业放量 期；硅片环节 2017 年隆基瞄准金刚线与快速直拉工艺的逐渐成熟的机遇，全力押注单晶 硅工艺，并引领了全行业由多晶向单晶的转型；电池环节 2022 年晶科能源上市以后全力 扩产 N 型 TOPCon 电池，引领了全行业 N 型电池对于 P 型电池的技术迭代，根据 Infolink 预测，2024 年 N 型电池渗透率有望达到 79%，基本实现了光伏行业由 P 型向 N 型的迭代。然而从当前时点展望，基于对光伏行业所处的周期位置及技术现状的判断，我们认为短 时间内主链环节很难再有颠覆性的技术变化及迭代，关于光伏行业新技术的关注点，更 应放到“缝缝补补”的降本增效工艺方面，其主要对应到非硅环节的成本降低。
硅料价格接已近硅料企业的成本线，硅环节降本难度加大：2023 年以来硅料产能快速释 放，2023 年底多晶硅产能合计约 250 万吨，其中 15 万吨高成本海外硅料（OCI、Hemlock、 Wacker、REC）用于出口美国市场，价格体系将具有一定的独立性。我们预计 2024 年光 伏组件需求 650-700GW，按照硅耗 2.4g/W 测算硅料需求约 160 万吨，扣减海外硅料后国 内硅料需求约 145 万吨，对应现金成本约 4.5 万元/吨。产能过剩后理性价格应维持在供 需均衡状态下边际产能的现金成本附近，同时考虑到边际产能在价格低位时可能因成本 控制、现金管理、费用摊销等因素造成成本上升，我们预计硅料价格“理性底部区间” 为致密料含税价 5.5-6.5 万元/吨。
根据硅业分会 2024 年 4 月 17 日最新报价，目前多晶硅致密料价格约 4.6 万元/吨，目前 硅料价格已跌破企业生产成本，达到部分企业现金成本，后续进一步下降的空间不大， 因此短期内制造环节硅成本直接下降空间有限，虽然硅成本仍可以通过硅片减薄等手段 进一步降低，但考虑到硅片过度薄片化一方面会对电池片的效率良率产生影响，另一方 面进一步薄片化后组件制造环节中机械载荷、层压引起的破片以及隐裂都会相应提高， 最终影响良率，因此短期内难有进一步下降的诉求。
非硅环节成本仍有下降空间：非硅环节的成本下降目前主要分为直接降本和间接降本， 直接降本指制造环节的辅材、耗材用量的节省，如电池片环节的银浆等环节、组件环节 的胶膜、玻璃等环节；间接降本指通过电池片效率提升所带来的各环节成本进一步摊薄， 同时助力终端组件产品提升销售溢价。
银浆是制备太阳能电池金属电极的关键材料。太阳能电池片生产商通过丝网印刷工艺将 光伏银浆分别印刷在硅片的两面，烘干后经过烧结，形成太阳能电池的两端电极。太阳 能电池金属电极主要包括主栅和细栅，主栅是电池片正面上较粗的银质导电线，用于汇 流、导出，细栅是电池片上较细的银质导电线，用于收集电池内部产生的光生载流子。
与传统 P 型电池相比，N 型电池是天然的双面电池，N 型硅基体的背光面亦需要通过银浆 来实现如 P 型电池正面的电极结构；同时 N 型电池的正面 P 型发射极需要使用相对 P 型 电池更多的银浆，才能实现量产可接受的导电性能，因此 N 型电池对银浆的需求量要高 于 P 型电池。据 CPIA，2023 年 PERC 电池片正银消耗量降低至约 59mg/片、背银消耗量约 25mg/片，TOPCon 电池双面银浆（铝）（95%银）平均消耗量约 109mg/片，异质结电池双 面低温银浆消耗量约 115mg/片。随着 2024 年 N 型电池快速放量，N 型银浆用量大概率超 市场预期。
贵金属属性叠加供需失衡，N 型时代降银需求愈发迫切：银浆生产所需的直接材料为银 粉、玻璃氧化物、有机原料等，其中：银粉为核心原材料，据 SMM 光伏视界，银浆中的 银粉含量占比约 98%，银粉在直接材料成本中的占比高达 90%以上。2021 年以来白银结构 性供应短缺的市况持续，2021-2022 年交易所白银库存急剧下降，当前库存仍处于近几 年低位；今年 3 月以来美联储官员“反向扭转操作”及放缓 QT 等发言驱动实际利率下行， 黄金价格短期出现大幅上涨激发白银价格拉升，带动银浆价格持续上行。此外，光伏用 银占比有望持续超预期。根据世界白银协会，2023 年全球光伏白银需求量达到 6017 吨， 同比增长 64%，光伏白银需求量占比进一步提升至 16%。在全球光伏装机持续增长，N 型 电池加速渗透的背景下，2024 年全球光伏白银需求量有望提高 20%达到 7217 吨。
我们预计 2024-2025 年全球光伏新增装机 520/620GW，对应组件需求 676/806GW，电池需 求 690/822GW，同增 28%/19%。组件出货结构方面，TOPCon 技术路线凭借较高的性价比、设备及工艺流程较为成熟等优 势，率先大规模量产，随着 TOPCon 产能加速释放，预计 2024-2025 年 TOPCon 份额快速 提升至 70%/85%；HJT、xBC 等技术有望随成本、工艺进步逐渐放量，预计到 2025 年， PERC/TOPCon/HJT/xBC 出货占比分别达到 4%/85%/5%/6%。
单位银耗方面，随着电池效率不断提升，PERC、TOPCon、xBC 电池单位银耗小幅下滑， HJT 未来随着 0BB 和银包铜等技术导入单位银耗预计有较大幅度下滑，预计到 2025 年， PERC/TOPCon/HJT/xBC 单位银耗分别下降至 9.84/11.08/10.52/11.12 mg/W。综上，预计 2024-2025 年全球光伏银浆需求量 7830/9047 吨，同比增长 29%/16%。
1.2 栅线工艺迭代助力电池片降本增效
降本提效诉求下，栅线工艺得到了快速发展，SMBB（超多主栅）、0BB（无主栅）技术快 速渗透。对电池片而言，栅线越细越有利于减少银浆用量从而降低成本，同时减少对电 池片的遮光、提升发电效率，2010 年起电池栅线设计朝着增加主栅数量和减小栅线宽度 的方向发展，多主栅技术从2BB一路发展到近几年的MBB（9BB-15BB），目前出现了在MBB 基础上发展的 SMBB 技术，全新的无主栅技术等。
2019 年 MBB 技术快速渗透，2022 年 9BB 以下市场份额已下降至 2%，目前 MBB 技术已成为 绝对主流。SMBB（16BB 及以上）技术是 MBB 的升级版，将主栅数增加至 16 及以上，在主 栅增加的同时，配合更细的焊带，提高串焊精度、降低主栅 PAD 点面积，不仅能够降低 银浆耗量、减少成本，还能够减少电流传输距离，降低栅线遮挡，提高光学利用率，有 效降低组件的串联电阻，最大化利用太阳光。目前主流厂商 SMBB 主栅数已增加到 16-20， 据 CPIA，2023 年 TOPCon 电池片中 16BB 及以上的 SMBB 技术占比达 87.5%。
为进一步去银降本，市场研发方向朝 0BB（无主栅）技术推进，即采用铜丝焊带替代原 有银主栅直接汇集细栅电流，并实现电池片之间的互连。相比 SMBB 技术，0BB 技术有以 下优势：1）直接节省主栅银浆和便于定位、焊接的 PAD 点银浆，从而降低银浆成本；2）使用更细、数量更多的焊带导出电流，导电能力提高，组件 CTM 因此提高；3）组件端低温封装，可以进一步降低硅片减薄的临界厚度；4）更多数量的焊丝与细栅连接，接触点增多，对电池片的拉力增大，组件可靠性提高。
2 国内 0BB 研究蓬勃发展，工艺实践路径多样化
根据焊带与电池片的互连方式，无主栅组件的串焊方案可以分为“SmartWire”、“覆膜”、 “焊接+点胶”、“点胶”四大类。SmartWire 技术是将嵌有铜网的聚合物薄膜（铜丝复合 膜）覆盖在仅有细栅的电池片上；覆膜技术通过胶膜、焊带、无主栅电池片的一次性固 定、层压，或者各部件多次组合固定的方式形成组件；焊接+点胶技术通过焊接和胶粘两 种方式共同保证焊带对电池片及其细栅的拉力和可靠性；点胶技术仅使用胶粘的方法实 现焊带与电池片的连接，有望进一步减少工序、降低成本。目前，国内头部光伏设备、 组件主要制造商等在无主栅组件方面均进行了一定的技术布局。
从电学性能、光电性能、机械性能等角度综合对比：1）“SmartWire”工艺是最早提出、最早应用、最早量产的 0BB 组件技术，铜丝复合膜保 证了铜丝与电池片连接的可靠性，以及实现良好的欧姆接触。但是复合膜不可避免地增加了组件在封装环节的成本，并对组件的光学透过性有一定程度的损失。此外，对于国 内厂商来说，目前仍受制于梅耶伯格的专利侵权风险。2）“覆膜”工艺由国内设备厂商提出，依赖于胶膜的粘接力固定焊带和电池片，实现串 联。工艺简单，焊带与电池片之间的结合力强。但与焊带接触的一侧为改性胶膜，制作 成本增加，容易造成光学阻挡，使得电池片透光率下降、光电性能降低。3）“焊接+点胶”工艺是基于常规串焊工艺，针对 0BB 组件进行的技术升级。合金化和固 化共同实现焊带对电池片的强大拉力，耐热斑能力强。但是对点胶的精度和面积提出了 较高要求，快速焊接过程容易破坏细栅，对设备的控制强度和精度有一定要求。4）“点胶”工艺是在“焊接+点胶”工艺的基础上，节省焊接的步骤，依靠绝缘或者导电 胶实现焊带和电池片、细栅的接触。但仅依靠固化剂，焊带与电池片间的拉力相对较弱；从设备看，由于不再涉及焊接工序，当前的串焊机不再适用。
2.1 SmartWire：铜丝复合膜实现组件串联，具有良好欧姆接触
梅耶伯格 SmartWire 方案于 2013 年向市场发布，最早可以追溯到加拿大电池组件公司 Day4 Energy，其于 2008 年 10 月 6 日提交名为《Electrode for photovoltaic cells, photovoltaic cell and photovoltaic module》的专利申请文件，2011 年 9 月 6 日获得 正式授权，专利有效期预计截至 2025 年 1 月 14 日。Day4 energy 于 2010 年收购当时光 伏制造和集成最先进的生产自动化和设备公司德国 ACI，同年与异质结电池设备制造厂 商德国 Roth & Rau 共同研发建设先进光伏电池、组件和生产系统，2011 年 Roth & Rau 被瑞士公司梅耶伯格收购，2012 年 Day4 energy 将所有业务、资产和运营转让给加拿大 公司0941212 B.C. Ltd.（简称“094”），截至目前，该专利所有者显示分别为德国ACI、 加拿大 094、瑞士梅耶伯格及旗下全资子公司德国 Somont Gmbh。
SmartWire 技术提出的初衷是寻找一种低成本实现电极与电池片表面良好欧姆接触的方 法。电池制作环节中主栅的作用在组件制作环节被金属丝取代，金属丝在 90-110℃的工 作温度下嵌入聚合物薄膜表面的粘合剂层中，在组件层压的过程中，与电池片的导电表 面（细栅、ITO 等导电薄膜等）形成直接欧姆接触。聚合物薄膜的厚度在 10-50μm，必须 具有较大的延展性、良好的绝缘性、光学透明度、热稳定性、耐收缩性，并且具有良好 的粘接能力；粘合剂层不能完全浸没金属丝（与电池片直接接触的金属丝），且对聚合物 薄膜和电池片均需具有良好的附着力。该技术较特别的一点是，每个电池片外部设有绝 缘膜连接的金属框架（优选铜箔），用于固定金属复合膜与电池片的位置，以及实现组件 中各电池片之间的导电通道。
2.2 覆膜方案：利用胶膜自身粘性实现组件串联，焊带、电池片结合力强
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