1、技術方案多元化

電鍍應用廣泛，光伏方案多元化

電鍍技術應用廣泛。電鍍技術是現代微電子制造中的重要技術，廣泛應用于PCB制造、IC封裝等領域，基本原理是利用化學 電解原理，在特定金屬表面鍍上一層特定的金屬或合金，以水平電鍍為例，陰極電鍍刷與基片接觸、形成電鍍體系的陰極， 陽極件設置于電解槽的電解液中。 圖形化和電鍍是核心環節。光伏銅電鍍技術主要工序包括種子層制備、圖形化、電鍍、后處理等四大環節，其中圖形化和電 鍍是核心環節，目前各環節均存在多種技術路線。

種子層：整面種子層是目前主流

整面種子層是目前主流方案。種子層的主要作用是提升鍍層與TCO間的附著性和導電性，常見材料包括銅、鎳、銅鎳合金等， 制備方法包括濺射（目前主流）、蒸鍍、PECVD等，工藝路徑包括整面種子層（目前主流）、局部種子層、無種子層等。局部種子層步驟簡潔、廢液較少。太陽井于2018年1月申請專利，在TCO上面部分區域形成金屬種子層（優選濺射法），并 在金屬種子層兩側形成圖形化掩膜，該方法在保證電鍍金屬與TCO之間高吸附力的前提下，省去種子層蝕刻步驟，能夠緩解 對TCO的蝕刻作用，也能減少廢液排放。

種子層：無種子層降本優勢顯著

無種子層目前仍處于實驗室階段。根據邁為股份公眾號，邁為股份和SunDrive自2021年起合作研發HJT電池，采用無種子 層方案，2022年9月雙方聯合開發的無銀HJT電池轉換效率攀升至26.41%，2023年6月雙方聯合開發的銅電鍍HJT電池轉換 效率攀升至26.60%，以上均為采用可量產技術的實驗室數據。無種子層包括通電還原、化學鍍等多種方案，能夠節省設備、 材料及刻蝕成本，目前仍處于實驗室階段，量產中的拉力控制較大。

根據邁為股份專利申請書（20230207），其HJT銅制程電池（無種子層）制備流程主要包括PVD沉積ITO->ITO上制作掩 膜層->圖形化開口->粗化/預浸/鈀活化（暗黑環境下）->預鍍->去氧化->電鍍銅->退膜->化學鍍錫，傳統HJT銅制程電池 （有種子層）制備流程主要包括PVD沉積ITO-> PVD沉積銅種子層 -> ITO上制作掩膜層->圖形化開口->電鍍銅->退膜- >去除種子層（化學刻蝕）->化學鍍錫；性能測試對比發現，傳統有種子層工藝中，銅柵線電鍍寬度為30.70μm，然而受到 銅刻蝕中的刻蝕因子及藥水表面張力等影響，銅柵線底部實際遮光線寬約47.66μm，無效線寬約17μm、占比超過50%， 相比，該無種子層工藝中，無效區域占比低于10%，因此除了降本、環保等潛在優勢，無種子層還能縮小柵線寬度和實際光 照間的差距。

圖形化：直寫光刻有望率先放量

分辨率、套刻精度和產率是***的主要性能指標。核心設備是***，性能指標主要包括分辨率（圖形轉移的微細化 程度）、套刻精度（圖形轉移的位置準確度）和產率（圖形轉移的速度），其中分辨率直接受限于投影物鏡的數值孔徑和 曝光光源的波長，套刻精度主要受限于對準系統的測量精度和工件臺/掩模臺的定位精度，產率則與光源功率、曝光場大 小、工件臺步進速度等因素有關。

銅電鍍產業化初期，硅片尺寸、柵線方案易變，掩膜板開發周期較長，受益圖案編輯速度優勢，直寫光刻產業化領先有 望率先放量。精度方面，光伏應用精度要求遠低于半導體，直寫光刻與掩膜光刻均能滿足；節拍方面，直寫光刻與掩膜 光刻均有提速方式，以滿足光伏生產節拍需求；長期重點關注兩者降本進度。

圖形化：掩膜光刻研制加速

蘇大維格投影掃描設備已搭建完成。半導體領域的主流光刻技術，根據掩膜板與基片間距可分為接觸式/接近式掩膜、投影 式掩膜，其中投影式掩膜通過投影原理，在相同尺寸掩膜板的前提下獲得更小比例的圖像，在最小線寬、對位精度等指標 上具備優勢，適用于中高端IC前道制造、先進IC后道封裝等領域。光伏銅電鍍領域，目前接觸式/接近式掩膜、投影式掩膜 均有應用。2023年7月，蘇大維格自行研發的高速低成本投影掃描光刻設備已順利搭建完成，正在與下游客戶做相關驗證 工作。

圖形化：油墨已成為主流

曝光質量取決于紫外光傳遞到感光材料的能量均勻性，因為曝光是一種紫外光能量的傳遞過程，所有會吸收能量的潛在介質 都是影響因素，主要是光源、鏡頭和感光材料。同時，柵線寬度主要取決于曝光設備和感光材料。受益于半導體***發展 成熟，技術遷移至光伏應用后，光源和鏡頭對曝光質量的影響、曝光設備對柵線寬度的影響均相對有限，因此感光材料是銅 電鍍柵線寬度和均勻性的重要影響因素。感光油墨成本優勢顯著，兼容多種曝光方案，現已成為銅電鍍主流感光材料。光伏 油墨和PCB油墨在宏觀材料維度具備相似性，主要差異在于加工界面，光伏油墨需要在金字塔絨面實現良好涂覆，需要增加 調控成分以改善界面粘性，同時兼顧光伏低成本要求。2023年5月，廣信材料與海源復材、芯碁微裝在上海SNEC會場簽署 《高效率低成本N型電池銅電鍍金屬化技術戰略合作協議》，廣信材料光伏感光膠研制順利，目前正與多家企業對接、送測。

圖形化：噴墨打印降本環保優勢顯著

帝爾激光HJT圖形化工藝正在研發。對工藝精準性的要求較高，開槽需要精細、無損，同時還要實現后續銅離子的較好吸附， 對激光設備提出較高要求。根據帝爾激光公告，公司研制的激光高精超細圖形化設備已應用于TOPCon/XBC量產工藝，目 前已有量產訂單交付，HJT圖形化工藝正在研發。

噴墨打印具備降本、環保優勢，設備方案有待成熟。噴墨打印是一種增材制造技術，在材料用量、生產效率、環境影響及生 產成本等方面具備優勢，根據墨水類型可直接沉積數十納米到數十微米厚的圖案。根據Meyer Burger公眾號，以PCB為例， 相較傳統光刻技術，噴墨打印技術可節約高達50%的阻焊油墨、減少80%以上的化學廢棄物和用水量，且無需使用任何化學 顯影劑，主要設備從3臺（涂膠/曝光/顯影）縮減至1臺（噴墨打印），能耗至少能降低60%。光伏銅電鍍領域，噴墨打印方 案同樣具有環保、降本等潛在優勢，然而打印頭、定位系統等核心零部件的成熟度有限，工藝穩定性及打印效率有待提升， 另外油墨配方存在附著力、固化及擴散（噴射后）等諸多挑戰。

電鍍：化學方案加速細節優化

化學方案：鍍液配方包括主鹽、配位劑和輔助鹽、添加劑等，其中主鹽（硫酸銅）是電鍍液中最主要的成分，是溶液中 銅離子的主要來源，微量添加劑不會明顯改變溶液電性，卻能顯著改善鍍層性能。雖然電鍍液的基本組成差異不大，具 體電鍍方案的添加劑配方、鍍液整體配比存在較大調整空間。光伏電鍍和傳統電鍍的鍍液配方并無本質差異，PCB行業 鍍液種類多元，可借鑒方案豐富，產業化初期各家方案正加速細節優化。

電鍍：傳輸時間成為產能重要影響因素

機械方案不僅影響良率、占地面積，也會影響電鍍產能。我們將電鍍產能換算成單一硅片電鍍耗時，主要包括電鍍時間和傳 輸時間兩大部分。 （1）電鍍時間：根據鍍層厚度計算公式，假設鍍層厚度、電化當量、電流效率和金屬密度固定，提升電流密度能夠縮短電鍍 時間，然而電流密度存在最佳范圍，即電鍍時間降低空間有限；假設電流密度已達上限，且電化當量、電流效率、金屬密度固 定，降低鍍層厚度能夠縮短電解時間，然而柵線高寬比受限于設備及材料方案，若要改變鍍層厚度，柵線寬度也要調整，將對 電鍍液的流動性和分散性提出新的要求，同時柵線變窄需要調整油墨配方及曝光方案，因此鍍層減薄是項系統性工程，進而電 鍍時間縮短受阻；綜上，縮短電鍍時間涉及較多變量，隨著電力方案、化學方案逐步趨穩，電鍍時間的提產作用逐步下降。 （2）傳輸時間：不同機械方案中，硅片受力情況存在差異，為了保證產品良率，運輸速度存在差異，同時考慮到通道排列、 設備長度不同，傳輸時間已成為電鍍產能的重要影響因素。

2、產業合作加強，中試驗證加速

2024年有望進入小批量量產階段

2023H2起中試驗證加速，2024年有望進入小批量量產階段。光伏銅電鍍技術需要在其他電鍍技術基礎上二次開發，難點在 于單個環節的設備、材料和工藝的匹配，以及前后環節的匹配，鑒于整線設備及材料種類較多，量產工藝整合難度較大。目 前通威股份（太陽井）、海源復材、國電投等企業采取不同技術方案，2022年產業鏈合作有限，并無一家企業完全跑通所有 環節，2023H1起產業鏈合作加強，2023H2起中試驗證有望加速，2024年有望進入小批量量產階段。

2023年8月，太陽井與客戶簽署GW級異質結銅電鍍技術框架合作協議，雙方具體約定前期中試線合作項目部分指標的進一 步提升標準，以及指標按期達成前提下，太陽井為客戶擬提供GW級銅電鍍整線的具體工序設備清單與設備參數要求，同時 約定設備到貨安裝完成后的階段爬坡指標。

成本、產能、良率有待優化

目前業內部分中試線逐步成熟，相關項目其實已具備投產條件，然而成本、產能及良率等指標有待優化。長期來看，根據海 源復材公眾號，相比絲印銀漿工藝，銅電鍍電池預計降本6-8分/W、提效0.3%-0.5%，銀價波動壓力下，看好銅電鍍長期 發展空間。 成本：目前設備及材料成本較高，設備降本涉及生產規模、商務談判等因素，產能提升或將成為間接方式；掩膜材料、電鍍 液、顯影液等耗材成本較高，其中油墨相比干膜更具經濟性，油墨降本方面，材料供應商需要規模化生產、工藝優化，電池 生產企業需要優化材料體系及曝光方式，進而改善柵線高寬比，量產階段材料降本有望加速。 產能：圖形化方面，除了設備節拍，油墨烘干會占用時間、影響產能，需要優化油墨材料體系和干燥條件；電鍍環節，增加 電流密度是電鍍提速的重要方式；此外，中試階段各環節產能均在提升，產能匹配問題有待解決。 良率：良率包括碎片率、外觀良率，中試階段碎片率持續降低，外觀良率有待進一步優化。

審核編輯：劉清