爱华网差价：续涨的银浆与“跳水”的组件
光伏信息报/全球光伏网 肖蓓
【要点导读】：
1、银浆对太阳电池的性能如接触电阻、开路电压、填充因子、转换效率等有很大影响，是制造太阳电池的主要原材料，同时也是国内目前比多晶硅料对外依存度还要高的原材料。
2、从数量上看，目前全球大小银浆制造商达到近50家，但主要市场掌握在贺利氏Hereaus、杜邦Dupant、福禄Ferro、ESL以及日本、韩国几家国外企业之间，共占到约98%的市场比率，银浆国产化成迫切需要解决的问题。
3、综合当前几家大中型银浆企业给出的产品报价进行估算，现在银浆产品均价达到12000元/kg，按照这个均价在同等去年15GW装机容量前提下，2011年全球银浆市场将达到约162亿元人民币，市场需求强劲，巨大的市场吸引了许多新进企业，竞争在加剧。
4、贵金属在原油价格大涨带动下连破新高，2011年4月国内银价全面突破每公斤8500元大关，直接导致银浆价格攀升，无疑给本已面临“跳水价”的组件企业更大成本压力，如何有效降低浆料成本、减少浆料用量成为摆在太阳能制造厂商和浆料生产厂商面前的共同课题。
光伏银浆技术的基础真相
一般太阳电池的制备环节均由几个部分组成，以单晶硅为例：首先将单晶硅棒切成片，片厚常规约0.3毫米，硅片经过抛磨、清洗等工序制成待加工的原料硅片；然后加工太阳电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等，扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行，这样就在硅片上形成P/FONT>N结；其后采用丝网印刷法，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经烘干、烧结同时制成电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉；最后，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。
从以上工序可看出银浆与丝网印刷、烘干、高温烧结等环节有关联，这代表了目前广泛应用于晶硅太阳电池工业化生产中的一种技术，即金属-半导体连接技术，整体可概括为经丝网印刷和高温烧结工艺，用厚膜浆料来制作正面电极。这其中所用的浆料主要指银浆，它由导电相银粉、无机粘结剂玻璃料、有机载体及改善电池性能的微量添加剂组成，其中有机载体包括有机溶剂和有机树脂，它通过丝网印刷或其他喷涂技术奖其承印在基底表面，干燥成膜后形成电极。
而银浆的运用又尤与单/多晶硅太阳电池的正反面丝网印刷以及高温烧结存在密切联系，这些决定着银浆的技术要求。总体而言，对于正电极材料银浆的技术要求，主要体现在：稳定良好的银-硅欧姆接触；高导电率较低成本；良好的焊接性、附着力、印刷性能以及适宜大规模生产的工艺性。高性能光伏银浆不仅穿透力强、印刷性能好，能使太阳电池表面的栅线达到更好的高宽比，减少太阳电池表面的遮光面积，还可以降低电池内部串联电阻，减少光生电流的内部功率损耗，有效提高太阳电池的光电转换效率。
为了生产出高性能、符合客户需求的银浆产品，银浆企业们对此付诸了大量的技术研发与试验，比如银浆四巨头：贺利氏、杜邦、福禄、ESL作为领先者其前进步伐表现尤为突出，其后还有日本纳美仕、韩国ANP、中国常州亿晶、武汉优乐等企业。这些企业具备的优势各不一样，这与他们的技术研发实力与方向不一样有关，最基础的一个技术门槛莫过于银浆主要原料的一个成分搭配比率，每个银浆企业都不一样，这个配方是每个企业核心技术秘密之一。另外，因为技术实力与技术路线不一样，有些企业的银浆产品稳定性最优，有些是焊接性最优，有些企业的产品虽然没有突出表现但各方面都比较均衡……这就形成了竞争，往往竞争对手推出一款新产品都会引发一轮新的技术竞争、产品竞争、市场竞争。
正因为技术门槛高，它涉及到半导体、金属材料、高分子、无机材料、纳米材料等多项先进技术，这些都需要一个积累，因此国内相关企业与研究院所在这方面的研发进展相对缓慢，加之上述所说国际企业对这块的技术推陈更新速度很快，拉大了国内企业追赶的差距、同时也加大了竞争程度，使得光伏银浆成为国内目前比多晶硅料对外依存度还要高的原材料。
不进则退，产能与技术同扩张
2010年全球光伏业务出现了大幅上升，增长速度超过110%，全产业链无一不获利。随着太阳能行业的增长，对银浆材料的需求也在增加，2011年，为了迎接新一轮增长浪潮，银浆材料制造商也抓紧扩建步伐，更多的银浆扩产计划与产品技术分解被公诸于众。
1、处于垄断地位的银浆制造商
首当其冲的企业当属贺利氏Hereaus，去年该司以42%的市场占有率占据光伏银浆第一的位置，这是一家家族企业，主要从事贵金属材料与技术，为业内电池制造商供应正背面银浆，以创新速度、定制闻名。得益于去年光伏产业的全速发展，2011年贺利氏计划将在2010年的生产基础之上再大大扩张其全球浆料生产量，目前该司旗下几大分公司如德国汉瑙总部、美国、上海、新加坡等都计划或已经在进行扩建工作，特别在亚洲地区，该司今年将投入超过100万欧元。
位于美国宾夕法尼亚州WestConshohocken的贺利氏光伏事业部全球业务经理Andy London向笔者表示：“今年我们将会按100%全产能生产，实现年底前达到全球产量翻一番的目标。公司正计划达到2000吨/年的银浆生产能力。”他对2011年全球光伏市场持乐观态度，认为目前光伏市场供给状态还比较良好，因此，也可以使企业维持在一个比较好的利润阶段，简言之，现在是发展银浆的大好时机。
另一家光伏银浆材料主要供应商是来自美国的杜邦Dupant，虽然在光伏领域他们与贺利氏的竞争时间不长但在传统市场杜邦与贺利氏有40多年的竞争历史了，与贺利氏一样，杜邦在其他领域均拥有不菲的市场成绩，光伏银浆只是其庞大的全球业务分支中的一支，但即便是一个分支，该司光伏银浆去年市场占有率也达到了38%。
除了市场扩张，杜邦有意加快了该司产品的推陈出新速度，并强调其功能性。前面已经提到晶体硅太阳电池制造工艺基于P型晶硅片，有几道系列程序过程：硅片清洗—绒面织构—热扩散制p-n结—等离子增强型化学气相沉积（PECVD）制氮化硅减反射膜—正背面厚膜浆料丝网印刷—烧结制金属化电极等，正是由于这其中存在复杂的工艺程序及变化，为此对银浆的要求也很高，首先要实现良好的欧姆接触，同时还要与硅片连接牢固，对酸碱、水汽等的侵蚀有一定抵抗力。由此可见，良好的欧姆接触、高附着力、可靠性是考量银浆产品不可或缺的功能要求，这些都对太阳电池的效率均产生不同程度的影响。
杜邦的产品侧重强调上述功能，比如P型浆料产品就着重要求具备良好的欧姆接触、提高效率以及高附着力、长期可靠性。目前杜邦将其主要浆料产品归档于Solamet®导电金属浆料组合品牌里，现拥有21款产品，业内比较熟悉的该司新产品当属Solamet® PV36x，它包括PV361和PV362两种产品，前者专为激光烧结局部电极构造设计，后者则很好的搭配传统烧结条件下局部BSF电极构造。另外，前不久杜邦微电路材料（MCM）引入杜邦™Solamet®PV701光伏金属作为其最新一代的产品，据悉该新Solamet®PV701产品组合通过（MWT）硅太阳电池的互联背面设计技术，可以提高0.4个百分点的太阳电池效率；还有前端产品PV17X，它则体现在更高的效率功能与更好的黏结性。
同样来自美国的上市企业福禄Ferro，实力与上升趋势也不容小觑。日前该司宣布其位于台湾地区台北市内湖技术园区的太阳能技术中心开幕，他们的此次扩充与贺利氏台湾厂房扩建的目的与想法不谋而合，主要是为中国客户提供更及时的技术支持，以及为提高太阳电池效率及降低电池生产成本提供创新性解决方案。另外，据了解该技术中心将提供测试以及在加速产品开发和解决技术问题等方面的客户技术支持，其中包括太阳电池印刷和烧结，印刷质量分析，电性能测试，硅片性能分析以及焊接性和附着力的测试，这些测试将说明如何应用福禄太阳能浆料并引导客户产线的工艺优化。
“这个技术中心将极大地提升福禄在台湾高端太阳电池市场顺利、快速、可持续地推广创新性金属化浆料的能力。”Steven Florio ,福禄ECGM事业部CTO指出。
1962年成立，总部位于美国宾夕法尼亚州WestConshohocken的ESL ElectroScience也致力于开发和制造用于微电子工业厚膜浆料，在当前光伏界，其国内市场占有率情况颇具潜力，而且效果反应不错，据了解，该司目前也启动扩张计划，但具体详情该司并未有消息。
日本纳美仕NAMICS由一家普通的涂层材料制造商发展成为了现代化工厂，如今在美国、新加坡、丹麦、德国、中国成立了分支机构。1970年其在日日本崎玉县成立银浆研究中心，并于第二年开发出烧结型导电银浆（HIMEC），开启银浆事业。
由于3月的日本地震，目前该司日本总部的业务按照日本东北电力株式会社计划受到停电影响，一些业务被推迟，所幸的是工作人员、办公及研究设施并未有损伤。而中国区业务情况，日前笔者联系该司上海分支机构相关人员，他们表示目前暂未受到影响，产品供给充足，当前产品有不同数量地供给夏普和三洋、京瓷等日本企业，据用户反应，该司产品在开压方面表现不错。
2、振兴拯待国产化计划
对于银浆企业的产品反馈，笔者向各阶层的光伏银浆用户咨询了使用情况，对于产品性能，用户的反馈各不一样，据部分银浆用户反映，2010年市面上使用比较多的有贺利氏9235系列，市场份额比较大，很多大公司都在使用，尤其表现在效率方面效果比较好，另外，其优良之处还在于其在组件焊接性能方面也比较明显。
在客户良好口碑名单里，朗朗上口的还有美国福禄，用户对其的评价是一量大，二产品技术与质量有保证，最后对福禄的售前与售后服务比较满意。
除此之外还有一些国内中小型用户企业表示，对于银浆产品主要还是看与各自企业设备的工艺匹配，他们关注两点，一个是成本低，二是满足订单（组件）的要求，在他们看来，高效不是硬道理，利润才是王道。为此，这给我国一些正奋力追赶的国产银浆企业提供了发展契机，有一定的市场空间。但是，目前国内浆料企业以铝浆为优势，银浆制造基本处于劣势，对于国内光伏银浆的发展，笔者了解到，其实投资银浆的固定资产并没有很高的门槛，门槛主要是在技术积累、人才装备等无形资产上，这对于目前我国处于浮躁市场化运作中的企业而言，是不愿意过多投入的，没有企业愿意单独针对银浆投入资金建立国际化一流开发、生产平台，制约了银浆项目在国内的发展，国产化与产业化无法实现，这也是造成国内光伏银浆产业与国外存在较大差距的原因。
当然也有国内企业一直在研发，力图打破外企垄断局面使银浆国产化，如常州亿晶、武汉优乐、国硕科技等，2010年亿晶光电宣布该司已成功将其独有的高黏度太阳电池银浆技术及无铅太阳电池银浆技术应用于太阳电池银浆的生产中，于2010年取得不错成绩。
上百亿市场的新进入者们
据大致估算，一般6寸硅片制成的125mmX125mm方片需要0.15克银浆，而1MW组件则需90千克银浆，2010年全球太阳能装机容量达到15GW，那么换算下来银浆的总需求为1350吨，根据保守市场估价，按去年银浆市场平均售价8000元/kg计算，2010年全球银浆市场达到约108亿元人民币规模。
2011年4月国内银价达到8500元/kg，银浆产品价格均上升，综合几家当前大中银浆企业的产品价格，现在银浆产品均价保守估算达到12000元/kg，那么，按照这个均价在同等2010年装机容量前提下，2011年全球银浆市场将达到约162亿元人民币，这个数值还只是保守估计。这几年光伏界呈现出跳跃式速度增长，去年年初的保守预测增幅是30%，然而事实证明增长速度是110%，据罗仕证券投资银行预计，虽然有些国家市场有相应减少，但2011年全球光伏市场需求将达18GW。另外，中国如今已成为世界光伏电池、组件的主要制造基地，是银浆的主要市场，其银浆用量也随之不断增加，业内预测2015年国内光伏银浆市场将达到400亿元以上，为此，银浆作为一个有发展潜力的产业显示出相当广阔的市场前景。
正因为有着广阔的市场，一些其他领域企业也在依托其某些优势准备或者已经开始进军光伏银浆市场，如日本Noritake公司，这家以西洋陶瓷餐具闻名世界的日企，对生产西洋餐具时积累的“粉碎”、“混炼”、“烧结”、“印刷”等与陶瓷相关的各项技术进行了深入研究，并开始挑战开发新领域，其中就包括太阳能光伏领域，主要体现在太阳电池导电浆料与高性能烧结炉方面。
另一家新进入企业是德国巴斯夫集团，这家全球著名的化工公司也开始介入光伏银浆领域了，在2010年其产品进入光伏产业之时业内就听到扬言：巴斯夫的进入杜邦的噩梦，竞争意味甚是浓郁。不仅竞争势态明显，巴斯夫的定位也高端，以价格为例，他们的正面银浆定价起点颇高，与贺利氏9235系列产品的价格相当，问及该司产品与贺利氏9235系列最大区别之处时，巴斯夫一位中国区代理商表示：“我们与贺利氏的最大区别是无铅。”
中国大陆也不乏对银浆产品跃跃欲试的企业，相对比较显眼的并且已经在做的有中色（宁夏）东方集团有限公司，该司目前已有一系列银浆产品，还有一些在铝浆领域取得不错成绩的企业如广州儒兴、国硕科技、上海大洲电子、江苏泓源光电、宁波晶鑫等，也在进行银浆的研发生产。
正如贺利氏AndyLondon所说：“也许未来某一个节点，光伏银浆市场将涌现诸多竞争对手，他们来自不同国家不同地区，那时竞争将加剧。但市场的最终胜利者，关键看谁能网罗人才、投入更多资金，建立国际一流的生产环境、装备水平。”
银浆与组件的利润反差：携手共谋
最近受到原油价格大涨的影响，4月来我国白银价格达到历史最高水平，银价全面突破每公斤8500元大关，这直接导致贺利氏、杜邦、福禄、ESL、巴斯夫等这几大主要银浆供给企业的银浆产品价格均上升，以正面银浆为例均价约估达到12000元/kg，涨幅惊人！银浆市场呈现出高需求、高利润状态。另一方面，被银浆占据10%成本的光伏组件企业的日子却不好过，2011年第一季度，受需求趋缓、产能释放等压力光伏组件产品价格不断遭到迫降，成本压缩，呈现出低需求、低利润状态。
利润对比的反差增强了国内组件企业受制于人的感受，也产生了不良情绪，在这种情况下如何减少和替代银的使用成为急需解决的问题，不乏企业在努力寻找银浆替代品，但目前尚无有效进展，他们发现一个让人沮丧的事实：从银的本征特性看，要以贱金属取替它还存在很高的技术难度以及成本问题，而且从当前银的存量和储量来看，并不存在供需方面的严重问题和资源的稀缺、紧迫性，加上银供需关系以及价格极有可能出现的回调，因此预计在未来很长一段时间内，光伏工业用的导体浆料仍然会以银导体浆料为主，银浆的使用量不会减少，反而会不断增加。
既然替代品道路很漫长，远水解不了近渴，而银浆价格的持续上涨又直逼组件成本“跳水”，为此，业内的目光一致盯向了银浆企业，他们期待看到银浆企业们的动作，本报联系几大主要银浆企业，发现他们应对银价成本问题的两个共同举措是：一方面通过技术提高效率、惠及客户使其成本降低；第二个方面是在现有银浆产品满足用户性能要求的前提下，怎么不断减少银含量以降低成本，缓解成本压力。
在硅光伏业界电池效率的提高约每年0.5%，主要来源之一在于金属浆料尤其是正面银浆，为此，杜邦的态度是，他们将以产品与技术相互结合的方式来为客户服务，将继续以n-型硅晶、具备新世代Solamet 配方的导电浆料，结合前板金属贯穿孔及非接触式印刷指状(non-contact printed fingers)电极技术来提高客户的产品转换效率，他们R&D部门正在积极研究新一代解决方案，以进一步提高光伏电池的工作效率近期目标提升至22%，增强生产力及长期可靠性，他们认为以效率降低成本这是一种治本的方法，因为这代表成本将大幅缩减，从而使他们的客户更具竞争力。
贺利氏则是两者结合，一方面是研发可以帮助达到高效的银浆产品，因为他们认为能效方面的努力在接下来两三年里会一直持续；另一方面是尽量帮企业减少银浆用量，据贺利氏光伏事业部技术副总裁张伟铭博士介绍，目前他们已基本能帮客户做到减少两个点的浆料用量，使客户有效降低了成本。
在此问题上，另外还有几家企业如ESL、纳美仕、韩国ANP等，笔者咨询时因涉及到企业技术保密条款，为此并未作出具体答复，我们期待看到他们实质性的动作。然而作为一个开放性的市场，笔者认为对于一些技术难题，业内企业可以踊跃参与进来积极探讨、解决难题，如此，这个市场蛋糕才能做大。
