Silverfri-debatten återvänder

LONGis senaste produktlansering har återigen riktat den fotovoltaiska industrins uppmärksamhet mot solcellsmetallisering. Jämfört med de andra teknologierna i dess så kallade "teknologiskog" utmärkte sig ACM som centralt fokus på grund av dess potential att minska beroendet av silver.

Under de senaste åren har de flesta branschdiskussioner kretsat kring valet mellan TOPCon, HJT och BC-teknologier. Konverteringseffektivitet, modulstyrka och bifacialitet dominerade scenen vid produktlanseringar. Silverpasta har alltid varit en viktig kostnadspost för solceller, men den har sällan fått denna nivå av uppmärksamhet.

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

I takt med att N-typs 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 omdesigna gridmaterial, kontaktstrukturer och modulanslutningssystem.

Varför behöver den fotovoltaiska industrin minska silverförbrukningen?

I årtionden har silver allmänt accepterats som ett av de bästa materialen för fotovoltaiska elektroder.

Den erbjuder utmärkt elektrisk ledningsförmåga, tryckbarhet och kemisk stabilitet. Skärmtrycknings-, brännings- och lötningsprocesserna som bygger på 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 den mängden med flera hundra gigawatt årlig produktion, och den ekonomiska effekten 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 främst 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 inom solcellsproduktion 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 pastaformuleringar. BC-celler flyttar alla elektroder till baksidan, vilket gör elektrodmönstret mer komplext. Silverförbrukningssiffror för olika cellstorlekar kan inte jämföras direkt, så industrins koncept "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 den mesta ledningsfunktionen, medan det yttre silverskiktet förbättrar oxidationsbeständighet, elektrisk kontakt och lötningsbarhet.

• Kopparpasta eller kopparbaserade legeringar: Koppar ersätter det mesta 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 besvara samma frågor: Hur mycket silver kan sparas? Hur mycket utrustning måste modifieras? Kommer effektiviteten att påverkas? 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 helt eliminera den.

Fina och ultrafina fingrar minskar gridlinjebredden 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 produktionslinjeuppgraderingar. Tillverkare kan fortsätta använda mogen screentryck- och modulproduktionsutrustning, vilket håller processrisken relativt hanterbar. TOPCon-producenter som JinkoSolar har fortsatt att avancera 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 lödprestandan. När kopparhalten ökar, minskar silverförbrukningen per gridlinje gradvis. Huasun har introducerat silverbelagd kopparpasta i HJT-massproduktion och fortsätter att utveckla formuleringar med högre kopparhalt. HJT-tillverkare som Risen Energy främjar också lågsilverteknologier.

Fördelen med denna väg är att den kräver relativt begränsad produktionslinjemodifiering och erbjuder en tydlig väg mot lägre materialkostnader. De största utmaningarna inkluderar beläggningsjämnhet, koppardiffusion, pastalagringsstabilitet, tryckbarhet och lödfogarnas tillförlitlighet. Dessa problem blir mer uttalade när silverhalten minskar.

Figur 1. Färgsvepelektronmikroskopbild av en silverbelagd kopparpastakontakt

Det finns också oenigheter inom lågsilverlägret.

Den 23 april publicerade JA Solar en artikel med titeln "Säkerställande av silverinnehåll, JA Solar fortsätter att erbjuda ett pålitligt val." Den argumenterade för att silverinnehållet i en modul påverkar dess underliggande kvalitet och angav tydligt att företaget skulle fortsätta använda silverpasta. JA Solars kärnposition är att silvergridlinjer 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 "barlaststenen" som stöder långsiktig modultillförlitlighet. Trina Solar har också sagt att silverreduktion är en tydlig trend, men dess implementering 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 av silverreduktionsstrategier 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 silverreduktionsmetoder 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: Disruption eller en övergångsteknologi?

En vecka efter LONGis lansering publicerade Tongwei en artikel med titeln "Silverfria moduler: En fälla eller den verkliga affären? 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 reduktionsstrategi som föredras av konventionella tillverkare, ersätter BC-företag aktivt traditionella gridmaterial.

Silver i sig har utmärkt ledningsförmåga. Solcellsgrid 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 kiselskivan kan skapa djupa defekter och minska minoritetsbärarnas livslängd. Under långvarig moduldrift måste koppar också motstå oxidation, diffusion, fuktig värme och gränssnittsåldring. Att hantera dessa risker kräver samordnad utveckling av barriärskikt, kontaktstrukturer, pastaformuleringar, bränningsfönster och inkapslingssystem.

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

Enligt LONGis offentliga information är ACM en ny generation kopparlegeringsmetalliseringslösning 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 LONGis ACM nanolegeringsmatristeknik

Ur en teknisk klassificeringssynpunkt tillhör ACM familjen kopparbaserad pasta eller kopparlegeringsmetallisering. Den har 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 bara skapa meningsfulla kostnadsfördelar efter att det går in i storskalig tillverkning.

LONGis offentliga kommunikation betonar ersättning av konventionell silverpasta och en avsevärd minskning av silverförbrukningen. Man har dock inte avslöjat den fullständiga legeringssammansättningen eller andelen av varje metall. Baserat på 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 silverreduktionsteknik 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 minskar kraftigt, har ACM fortfarande tydlig ekonomisk betydelse även om en liten mängd silver finns kvar i legeringssystemet. Som en nyligen introducerad teknik kommer dess faktiska massproduktionsprestanda och fältresultat att behöva tid för att bevisa sig.

Kopparelektroplätering: Framsteg borta från rampljuset

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 bilda cellelektroder. Processen inkluderar generellt mönstring, deponering av ett frö- eller barriärskikt, kopparplätering och applicering av ett yttre skyddsskikt. Fröskiktet etablerar elektrisk kontakt och förhindrar koppar från att diffundera in i kislet. Koppargittret ger ledningsförmåga, medan det yttre metallskiktet stöder oxidationsbeständighet och sammankoppling.

Kopparelektroplätering 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 tvärsektion bibehålls.

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

Processbarriärerna är också tydliga. Kopparelektroplätering 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 kiselsolceller

According to the publicly disclosed timeline, Aiko announced silver-free metallization coating technology in 2021. Its 6.5 GW ABC project in Zhuhai entered production in the fourth quarter of 2022. The company states that, since 2022, har den kumulativa massproduktionen med silverfri kopparsammankoppling 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 gått igenom utrustningsinvestering, processjustering och projektvalidering. Huruvida den i slutändan kan överträffa konkurrerande tekniker beror på kostnad per watt, produktionslinjens utbyte, utrustningsavskrivning och långsiktig tillförlitlighet.

Förmågan hos kopparelektroplätering att fortsätta minska tillverkningskostnaderna är viktigare än titeln att vara först. Aikos bidrag till industrin är specifikt och mätbart: kopparelektroplätering har nått gigawatt-skalig tillverkning och kommersiell leverans. 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 kopparanslutning, medan Yiwu-basen tidigare huvudsakligen förlitade sig på en lågsilverlösning. Företaget har ännu inte uppnått fullständig silverfri täckning över alla produktionsscenarier. För storskaliga applikationer, till exempel, kan ABC-moduler använda finare silverhaltiga galler 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 är förenlig med de bredare kostnadsreduktions- och effektivitetsförbättringsmöjligheterna hos BC-teknik.

Processinnovation kring silverfri metallisering

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

Tagna var för sig förekommer dessa processer inte för första gången. En av de främsta styrkorna med LONGis presentation var sättet den organiserade de olika processstegen kring ACM och presenterade dem som ett komplett system. Detta bidrog till att lägga större vikt vid rollen av integrerad innovation inom solcellstillverkning.

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, som släpptes 2024, använde redan precisionsöverlappande sammanfogning, dolda bussbars och en 0BB-design. På SNEC 2026 introducerade företaget sin fjärde generationens ABC-produkt, Full-Screen Ultra. Genom att minska det nödvändiga krypavståndet minskade designen ytterligare icke-kraftgenererande yta med 20%.

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

Olika tekniska vägar har nått en sällsynt punkt av enighet om att öka modulens aktiva kraftgenererande yta. Nästa tävlingsstadium kommer fortfarande att avgöras på tillverkningsgolvet. Effektklassificeringen för 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.

Innovationslogiken är det som spelar roll

Dagen efter LONGis 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 orsak-verkan-förhållande. LONGis lansering stärkte marknadens uppmärksamhet på kopparmetallisering, BC-teknik och modulprocessoptimering. Det var därför inte förvånande att Aiko, som hade kommersialiserat relaterade teknologier tidigare och visade större aktiekurskänslighet, blev en direkt marknadsreferens.

Den djupare anledningen är att marknadens förväntningar om fotovoltaikcykeln verkar förändras.

På kvällen för LONGis lansering släppte Aiko sin resultatprognos för första halvåret 2026. Bolaget förväntade sig en nettoförlust hänförlig till aktieägare på 680 miljoner till 790 miljoner RMB. Avskaffandet av exportskatteåterbäring, valutakursfluktuationer och nedskrivningsavsättningar tyngde halvårsresultaten. De mer positiva signalerna kom från kvartalsvisa resultat: förlusterna under andra kvartalet minskade jämfört med första kvartalet, medan ABC-modulintäkter, den utländska försäljningsandelen och bruttomarginalen alla förbättrades.

Marknadens svar tyder på att, åtminstone för teknikledande företag, den svåraste fasen kan 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 'Minsta tillåtna värden för energieffektivitet och energieffektivitetsklasser för kristallina kisel-fotovoltaikmoduler och växelriktare', som släpptes i juni, och policyförändringar som innebär avskaffande av exportskatteåterbäring för fotovoltaik och införande 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 kostnadsminskning, kvalitetsförbättring och effektivitetsvinster en överlevnadsfråga. Konservativ eller aggressiv, varje väg kommer slutligen att möta samma prov. Endast företag som etablerar en kombinerad fördel i produktionskostnad, produktkvalitet och teknisk innovation kommer att kunna definiera solcellsindustrins nästa steg.

Ooitechs syn

Den verkliga tävlingen handlar inte bara om silver mot koppar. Det handlar om huruvida ett metalliseringssystem kan kombinera låg materialförbrukning med stabil avkastning, hanterbar utrustningsavskrivning, pålitlig modulanslutning och beprövad fukt-värme-prestanda. Kopparpasta erbjuder enklare produktionslinjekompatibilitet, medan elektroplätering kan ge finare rutnät med högre aspektförhållande men kräver striktare process- och avloppsvattenkontroll. Den vinnande vägen kommer att vara den som presterar konsekvent i gigawattskala, inte den med starkast lanseringsdagspåstående.