Debatten om silverfritt återvänder: Mindre silver, kopparpasta eller kopparplätering—vilken väg är mer tillförlitlig?

Silverfri-debatten återvänder

LONGis senaste produktlansering har återigen flyttat solcellsindustrins uppmärksamhet mot metallisering av solceller. Jämfört med de andra teknologierna i dess så kallade "teknikskog" framstod ACM som den centrala fokuseringen på grund av dess potential att minska beroendet av silver.

Under de senaste åren har de flesta industridiskussioner kretsat kring valet mellan TOPCon, HJT och BC-teknologier. Konverteringseffektivitet, moduleffekt och bifacialitet intog huvudscenen vid produktlanseringar. Silverpasta har alltid varit en viktig kostnadspost för solceller, men den fick sällan denna nivå av uppmärksamhet.

Skarp fluktuation i silverpriser i början av året ändrade konversationen. När silverpasta väl stod för en högre andel av fotovoltaiska tillverkningskostnader än polysilikon, blev minskning av silverförbrukningen en långsiktig fråga som industrin inte längre kunde undvika.

I takt med att N-typ cellkapacitet expanderar blir kostnaden för silverpasta allt svårare att ignorera. BC- och HJT-teknologier ställer högre krav på metallisering, medan traditionella silverreduktionsmetoder gradvis närmar sig sina processgränser. Celltillverkare har därför börjat designa om gridmaterial, kontaktstrukturer och modulanslutningssystem.

Varför behöver solcellsindustrin minska silverförbrukningen?

I decennier har silver varit allmänt accepterat som ett av de bästa materialen för fotovoltaiska elektroder.

Det erbjuder utmärkt elektrisk ledningsförmåga, tryckbarhet och kemisk stabilitet. Skärmtrycknings-, brännings- och lödpracesserna byggda kring silverpasta har också bevisats genom år av massproduktion. Eftersom solcellsmoduler förväntas fungera utomhus i 25 till 30 år, är processmognad lika viktig som initial prestanda.

Problemet är skala och pris.

Att minska silverförbrukningen med några milligram per cell kan verka obetydligt. Multiplicera dock den mängden med flera hundra gigawatt av årlig produktion, och den ekonomiska påverkan blir betydande. Silver är både en industriell råvara och en finansiell tillgång. Dess pris påverkas av gruvutbud, investeringsefterfrågan, elektronikefterfrågan och flera andra faktorer som solcellstillverkare har liten kontroll över.

Silver produceras också huvudsakligen som en biprodukt av annan gruvverksamhet. Dess begränsade årliga utbud är en anledning till att det behåller sin ädelmetallstatus. Om silverförbrukningen per cell förblir oförändrad, kan fortsatt tillväxt i solcellsproduktionen så småningom skapa en situation där industrin helt enkelt inte kan säkra tillräckligt med silver.

TOPCon-celler kräver metallisering på båda sidor. HJT:s lågtemperaturprocess behöver specialiserade pastformuleringar. BC-celler flyttar alla elektroder till baksidan, vilket gör elektrodmönstret mer komplext. Silverförbrukningssiffror för olika cellstorlekar kan inte jämföras direkt, så industrins koncept med "avsilvring" täcker faktiskt flera distinkta tekniska nivåer:

• Fortsatt användning av silver: Fina fingrar, ultrafina fingrar, MBB, SMBB och 0BB används för att minska silverförbrukningen.

• Silverbelagd koppar eller silver-koppar kompositpasta: Koppar utför större delen av den ledande funktionen, medan det yttre silverskiktet förbättrar oxidationsbeständighet, elektrisk kontakt och lödbarthet.

• Kopparpasta eller kopparbaserade legeringar: Koppar ersätter större delen av den konventionella silverpastan.

• Kopparelektroplätering: Kopparelektroder formas direkt på cellytan, vilket kringgår konventionell silverpastatryckning.

• Aluminium ersätter silver: Materialkostnaden är lägre, men elektrisk ledningsförmåga och kontaktprestanda är svårare att hantera.

Från konservativa justeringar till radikala processförändringar, varje väg försöker svara på samma frågor: Hur mycket silver kan sparas? Hur mycket utrustning måste modifieras? Kommer effektiviteten att lida? Kan produktionsutbytet förbli stabilt? Och kommer modulen fortfarande att fungera tillförlitligt efter 25 år?

Konventionella teknologier rör sig mot lägre silverförbrukning

För närvarande är den mest använda lösningen fortfarande att minska mängden silverpasta snarare än att eliminera den helt.

Fina och ultrafina fingrar minskar rutnätslinjebredden samtidigt som serieresistansen hålls under kontroll. MBB och SMBB ökar antalet samlingsskenor eller anslutningstrådar, vilket förkortar det laterala avståndet som strömmen måste färdas. 0BB tar bort konventionella samlingsskenor och låter trådar eller kompositfilmer samla ström direkt från fingrarna.

Dessa alternativ är lämpliga för gradvisa uppgraderingar av produktionslinjen. Tillverkare kan fortsätta använda mogen screentryck- och modultillverkningsutrustning, vilket håller processrisken relativt hanterbar. TOPCon-tillverkare som JinkoSolar har fortsatt att utveckla 0BB, medan HJT-tillverkare ofta kombinerar fina fingrar, 0BB och silverbelagd kopparpasta.

Silverbelagd koppar är en annan viktig väg.

Kopparpulver bär strömmen, medan silverbeläggningen skyddar kopparn och förbättrar lödningsprestandan. När kopparhalten ökar minskar silverförbrukningen per rutnätslinje gradvis. Huasun har introducerat silverbelagd kopparpasta i HJT-massproduktion och fortsätter att utveckla formuleringar med högre kopparhalt. HJT-tillverkare som Risen Energy driver också fram lågsilverteknologier.

Fördelen med denna väg är att den kräver relativt begränsad modifiering av produktionslinjen och erbjuder en tydlig väg mot lägre materialkostnader. De främsta utmaningarna inkluderar beläggningsjämnhet, koppardiffusion, pastans lagringsstabilitet, tryckbarhet och tillförlitlighet hos lödningsfogar. Dessa problem blir mer uttalade när silverhalten minskar.

Figur 1. Färgsvepelektronmikroskopbild av en silverbelagd kopparpastakontakt

Det finns också meningsskiljaktigheter inom lågsilverlägret.

Den 23 april publicerade JA Solar en artikel med titeln "Säkerställande av silverhalt, JA Solar fortsätter att erbjuda ett tillförlitligt val." Den hävdade att silverhalten i en modul påverkar dess underliggande kvalitet och angav tydligt att företaget skulle fortsätta använda silverpasta. JA Solars kärnposition är att silvers rutnätslinjer redan har passerat långsiktig validering, medan koppar och aluminium fortfarande står inför olösta frågor som rör oxidation, korrosion och gränssnittsstabilitet.

Tongwei har beskrivit silver som den "ballaststen" som stödjer långsiktig modultillförlitlighet. Trina Solar har också sagt att silverreducering är en tydlig trend, men att genomförandet måste beakta kundernas långsiktiga avkastning. Det är viktigt att notera att dessa företag också utvecklar silverbelagd koppar eller renkopparlösningar. Deras inställning till omedelbar massutrullning kan vara försiktig, men de har inte övergett forskning om silverfria teknologier.

Begränsningen med silverreduceringsstrategier är tydlig. Oavsett hur låg silverförbrukningen blir, förblir fotovoltaisk tillverkning bunden till en ädelmetall och fortsätter att möta prisfluktuationer utanför dess kontroll. Liksom TOPCon självt kan konventionella silverreduceringsmetoder ge avtagande avkastning när de närmar sig sitt tekniska tak. På en intensivt konkurrensutsatt marknad kan valet av en konservativ väg ibland handla mindre om preferens och mer om överlevnad.

ACM: Störande innovation eller en övergångsteknologi?

En vecka efter LONGis lansering publicerade Tongwei en artikel med titeln "Silverfria moduler: En fälla eller det äkta? Läs detta innan du bestämmer dig." Dess inledande varning var direkt: "Installera inte silverfria moduler blint. Om dessa tre frågor inte förstås i förväg kan det vara för sent att ångra sig efter tre till fem år." Uttalandet belyste den skarpa skillnaden mellan branschens tekniska läger.

Till skillnad från den gradvisa reduceringsstrategin som gynnas av konventionella tillverkare, ersätter BC-företag aktivt traditionella gridmaterial.

Silver i sig har utmärkt ledningsförmåga. Solcellsgrids använder dock silverpasta snarare än rent silver. Koppar kan ge bättre ledningsförmåga än silverpasta som innehåller glas och andra tillsatser, samtidigt som det kostar mycket mindre. Problemet är att koppar som tränger in i kiselwafers kan skapa djupa defekter och minska minoritetsbärarlivslängden. Under långvarig moduldrift måste koppar också motstå oxidation, diffusion, fukt-värme och gränssnittsåldring. För att hantera dessa risker krävs samordnad utveckling av barriärskikt, kontaktstrukturer, pastformuleringar, bränningsfönster och inkapslingssystem.

LONGis ACM-teknik försöker lösa dessa konflikter genom ett nanolegeringssystem och matriskontaktstruktur.

Enligt LONGi:s offentliga information är ACM en ny generation kopparlegerings-metalliseringslösning utvecklad för HPBC- och HIBC-bakkontaktceller. Den kombinerar tre element: ett nanoskala barriärskikt, kopparlegeringsledning och matrispunktkontakter. LONGi anger att denna struktur kan förbättra cellens verkningsgrad, avsevärt minska silverförbrukningen och stärka modulens långsiktiga tillförlitlighet utan att minska produktionsutbytet.

Figur 2. Lanseringsevenemang för LONGi:s ACM-nanolegeringsmatriskontaktteknik

Ur en teknisk klassificeringssynpunkt tillhör ACM familjen kopparbaserad pasta eller kopparlegeringsmetallisering. Den behåller en stark koppling till tryckprocesser och är därför mer kompatibel med befintlig cellproduktionsutrustning. För tillverkare med stor installerad produktionskapacitet har denna kompatibilitet praktiskt värde. Ett nytt material kan endast skapa meningsfulla kostnadsfördelar efter att det går in i storskalig tillverkning.

LONGi:s offentliga kommunikation betonar ersättning av konventionell silverpasta och en avsevärd minskning av silverförbrukningen. Företaget har dock inte avslöjat den fullständiga legeringssammansättningen eller andelen av varje metall. Baserat på för närvarande tillgänglig branschinformation verkar ACM använda ett koppardominerat legeringssystem och kan fortfarande innehålla en liten mängd silver, möjligen i ett frö- eller kontaktskikt. Det kan därför vara mer korrekt att klassificera ACM som en djup silverreduceringsteknik eller en väg som eliminerar konventionell silverpasta. Påståenden som beskriver den som "ren koppar" eller "helt silverfri" kan fortfarande kräva närmare granskning.

Ändå handlar solcellstillverkning i slutändan om mängden ädelmetall som används per watt, den resulterande kostnadsminskningen och den extra utrustningsinvesteringen. Om silverförbrukningen sjunker kraftigt, har ACM fortfarande tydlig ekonomisk betydelse även om en liten mängd silver finns kvar i legeringssystemet. Som en nyintroducerad teknik måste dess faktiska massproduktionsprestanda och fältresultat få tid att bevisa sig.

Kopparelektroplätering: Framsteg bortom strålkastarljuset

Efter spänningen kring de senaste lanseringarna har en punkt fått mindre uppmärksamhet: helt silverfria produkter baserade på kopparelektroplätering har redan levererats till marknaden.

Aiko, ett annat företag som arbetar med BC-teknik, använder kopparelektroplätering för att forma cellelektroder. Processen innefattar generellt mönstring, deponering av ett frö- eller barriärskikt, kopparplätering och applicering av ett yttre skyddsskikt. Fröskiktet etablerar elektrisk kontakt och förhindrar att koppar diffunderar in i kisel. Koppargittret ger konduktivitet, medan den yttre metallskiktet stödjer oxidationsbeständighet och sammankoppling.

Koppar elektroplätering och ACM minskar båda beroendet av silverpasta, men deras tillverkningsvägar är mycket olika.

ACM använder kopparbaserad legeringspasta, matriskontakter och tryckrelaterade processer. Aiko kringgår silverpastatryckning och odlar kopparelektroder genom elektroplätering. Elektropläterade gridlinjer kan uppnå ett relativt högt bildförhållande, vilket gör att de kan vara smalare och tjockare. Detta minskar skuggning samtidigt som en tillräcklig ledande tvärsnittsarea bibehålls.

Till skillnad från ACM och konventionell silverpastametallisering kräver Aikos koppar elektropläteringsteknik inte högtemperaturbränning. Detta minskar termisk skada på kiselplattan under bearbetning och kan indirekt höja solcellens effektivitetspotential.

Processbarriärerna är också tydliga. Koppar elektroplätering kräver fler produktionssteg, inklusive mönstring, beläggning, plätering, rengöring och avloppsvattenbehandling. Utrustningsinvesteringen är högre, det finns fler processkontrollpunkter och produktionsutbytet kan vara svårare att stabilisera under den tidiga uppstartsfasen.

Figur 3. Inline Ni/Cu/Ag elektropläteringsmetalliseringsutrustning för kristallina kisel solceller

Enligt den offentligt redovisade tidslinjen tillkännagav Aiko silverfri metalliseringsteknik 2021. Dess 6,5 GW ABC-projekt i Zhuhai gick i produktion under fjärde kvartalet 2022. Företaget uppger att sedan 2022 har den kumulativa massproduktionen med silverfri kopparinterconnection överstigit 20 GW.

Det verkar som att Aiko började tidigare på vägen mot silverfri metallisering.

För marknaden innebär detta försprång att Aikos lösning redan har genomgått utrustningsinvestering, processjustering och projektvalidering. Huruvida den i slutändan kan överträffa konkurrerande teknologier kommer att bero på kostnad per watt, produktionslinjens utbyte, utrustningsavskrivning och långsiktig tillförlitlighet.

Förmågan hos koppar elektroplätering att fortsätta minska tillverkningskostnaderna är viktigare än titeln att vara först. Aikos bidrag till branschen är specifikt och mätbart: kopparelektroplätering har gått in i tillverkning och kommersiell leverans i gigawatt-skala. Vägen har nu verklig produktionsdata och en praktisk grund för ytterligare förbättringar.

Aiko använder inte exakt samma metalliseringslösning vid varje tillverkningsbas. Tillgänglig information indikerar att Zhuhai-basen använder silverfri kopparinterconnection, medan Yiwu-basen tidigare huvudsakligen förlitade sig på en lågsilverlösning. Företaget har ännu inte uppnått fullständig silverfri täckning i alla produktionsscenarier. För applikationer i verktygsskala, till exempel, kan ABC-moduler använda finare silverinnehållande rutnät för att balansera metalliseringsdesign med bifacialitet. Tillgängliga data indikerar att de silverreducerade ABC-modulerna som produceras vid Yiwu-basen använder cirka 70% av silvret som krävs av konventionella designer och kan nå en bifacialitet på 85%.

Detta visar också att även Aikos kommersiellt etablerade kopparelektropläteringsteknik fortfarande har utrymme för optimering. Den återstående potentialen överensstämmer med de bredare kostnadsreducerings- och effektivitetsförbättringsmöjligheterna för BC-teknik.

Processinnovation kring silverfri metallisering

Tillsammans med ACM introducerade LONGi 0BB, shingling, ledande bakplan och dolda bussbar-processer, och presenterade det kombinerade systemet som en "teknikskog."

Tagna var för sig är dessa processer inte nya. En av de främsta styrkorna med LONGis presentation var sättet den organiserade de olika processtegen kring ACM och presenterade dem som ett komplett system. Detta hjälpte till att lägga större vikt vid rollen av integrerad innovation inom fotovoltaisk tillverkning.

Aiko hade tidigare paketerat flera liknande innovationer i kommersiella produkter snarare än att bara presentera dem som tekniska koncept. Dess tredje generationens ABC "Full-Screen"-modul, släppt 2024, använde redan precisionsöverlappande interconnection, dolda bussbar och en 0BB-design. På SNEC 2026 introducerade företaget sin fjärde generationens ABC-produkt, Full-Screen Ultra. Genom att minska den nödvändiga krypavståndet minskade designen ytterligare den icke-kraftgenererande arean med 20%.

Figur 4. Aiko G4 Full-Screen Ultra-modul visad på SNEC 2026

Olika tekniska vägar har nått en sällsynt punkt av överensstämmelse om att öka modulens aktiva kraftgenererande area. Nästa konkurrensstadium kommer fortfarande att avgöras på tillverkningsgolvet. Effekten hos ett testprov kan stiga snabbt när flera designförbättringar kombineras. Att uppnå storskalig produktion och klara långsiktig marknadsvalidering är mycket svårare. Både BC- och TOPCon-produkter har fortfarande en lång väg framför sig.

Innovationens logik är det som spelar roll

Dagen efter LONGi:s lansering nådde Aikos aktiekurs först sin dagliga handelsgräns och bidrog till en bredare återhämtning i aktier för fotovoltaikutrustning. Reaktionen blev snabbt ett samtalsämne över hela branschen.

Kortsiktigt kapital tenderar att handla teman, förväntningar och värderingsflexibilitet, så de två händelserna bör inte behandlas som ett direkt orsakssamband. LONGi:s lansering stärkte marknadens uppmärksamhet på kopparmetallisering, BC-teknik och optimering av modulprocesser. Det var därför inte förvånande att Aiko, som hade kommersialiserat relaterad teknik tidigare och visade större känslighet i aktiekursen, blev en direkt marknadsreferens.

Den djupare anledningen är att marknadens förväntningar på den fotovoltaiska cykeln verkar förändras.

På kvällen för LONGi:s lansering publicerade Aiko sin resultatprognos för första halvåret 2026. Företaget förväntade sig en nettoförlust hänförlig till aktieägare på 680 miljoner till 790 miljoner RMB. Avskaffandet av exportrabatter, växelkursfluktuationer och nedskrivningsavsättningar tyngde halvårsresultatet. De mer positiva signalerna kom från kvartalsvisa resultat: förlusterna under andra kvartalet minskade jämfört med första kvartalet, medan ABC-modulintäkterna, andelen utländsk försäljning och bruttomarginalen alla förbättrades.

Marknadens reaktion tyder på att, åtminstone för teknikledande företag, kan den svåraste fasen ha passerat. Huruvida Aiko kan lämna cykeln först och bidra till att leda en bredare branschåterhämtning kommer fortfarande att bero på ABC-leveransvolym, bruttomarginal, kapacitetsutnyttjande och operativt kassaflöde.

Samtidigt ökar det politiska trycket för att eliminera överkapacitet. Den obligatoriska nationella standarden med titeln "Minimivärden för energieffektivitet och energiklassificering för kristallina kiselmoduler och växelriktare", som publicerades i juni, och policyändringar som rör avskaffandet av exportrabatter för fotovoltaik och införandet av konsumtionsskatt är båda tydliga signaler om att branschens kamp mot destruktiv intern konkurrens går framåt.

I takt med att den externa miljön blir tuffare blir kostnadsminskningar, kvalitetsförbättringar och effektivitetsvinster en fråga om överlevnad. Konservativ eller aggressiv, varje väg kommer i slutändan att möta samma prov. Endast företag som etablerar en kombinerad fördel inom produktionskostnad, produktkvalitet och teknisk innovation kommer att kunna definiera solcellsindustrins nästa fas.

Ooitechs syn

Den verkliga tävlingen handlar inte bara om silver mot koppar. Det handlar om huruvida ett metalliseringssystem kan kombinera låg materialåtgång med stabil avkastning, hanterbar utrustningsavskrivning, tillförlitlig modulkoppling och bevisad fukt- och värmebeständighet. Kopparpasta erbjuder enklare kompatibilitet med produktionslinjen, medan elektroplätering kan ge finare, högre aspektförhållande gitter men kräver strängare process- och avloppsvattenkontroll. Den vinnande vägen kommer att vara den som presterar konsekvent i gigawatt-skala, inte den med starkaste lanseringsdagspåstående.