Gümüşsüz Tartışması Geri Dönüyor: Daha Az Gümüş, Bakır Macunu veya Bakır Kaplama—Hangi Yol Daha Güvenilir?

Gümüşsüz Tartışma Geri Döndü

LONGi'nin en son ürün lansmanı, fotovoltaik endüstrisinin dikkatini bir kez daha güneş hücresi metalizasyonuna çevirdi. Sözde "teknoloji ormanı"ndaki diğer teknolojilerle karşılaştırıldığında ACM, gümüşe olan bağımlılığı azaltma potansiyeli nedeniyle odak noktası oldu.

Son birkaç yıldır, sektördeki tartışmaların çoğu TOPCon, HJT ve BC teknolojileri arasındaki seçime odaklanmıştı. Dönüşüm verimliliği, modül gücü ve çift yüzlülük, ürün lansmanlarında ana sahneyi işgal etti. Gümüş pasta her zaman önemli bir güneş hücresi maliyet kalemi olmuştur, ancak nadiren bu kadar ilgi görmüştür.

Yıl başında gümüş fiyatlarındaki keskin dalgalanmalar konuşmayı değiştirdi. Gümüş pasta, fotovoltaik üretim maliyetlerinde polisilisyondan daha yüksek bir paya sahip olduğunda, gümüş tüketimini azaltmak, sektörün artık kaçınamayacağı uzun vadeli bir sorun haline geldi.

N-tipi hücre kapasitesi genişledikçe, gümüş pasta maliyeti giderek göz ardı edilemez hale geliyor. BC ve HJT teknolojileri metalizasyona daha yüksek talepler getirirken, geleneksel gümüş azaltma yöntemleri yavaş yavaş proses sınırlarına yaklaşıyor. Hücre üreticileri bu nedenle ızgara malzemelerini, kontak yapılarını ve modül ara bağlantı sistemlerini yeniden tasarlamaya başladı.

Fotovoltaik Endüstrisi Neden Gümüş Tüketimini Azaltmalı?

On yıllardır gümüş, fotovoltaik elektrotlar için en iyi malzemelerden biri olarak yaygın şekilde kabul görmektedir.

Mükemmel elektrik iletkenliği, baskılanabilirlik ve kimyasal kararlılık sunar. Gümüş pasta etrafında inşa edilen serigrafi baskı, pişirme ve lehimleme prosesleri de yıllarca süren seri üretimle kanıtlanmıştır. Fotovoltaik modüllerin 25 ila 30 yıl boyunca açık havada çalışması beklendiğinden, proses olgunluğu ilk performans kadar önemlidir.

Sorun ölçek ve fiyattır.

Hücre başına gümüş tüketimini birkaç miligram azaltmak önemsiz görünebilir. Ancak bu miktarı yıllık birkaç yüz gigavatlık üretimle çarptığınızda, finansal etki önemli hale gelir. Gümüş hem endüstriyel bir emtia hem de finansal bir varlıktır. Fiyatı, maden arzı, yatırım talebi, elektronik talebi ve fotovoltaik üreticilerinin çok az kontrol sahibi olduğu diğer birkaç faktörden etkilenir.

Gümüş ayrıca esas olarak diğer madencilik faaliyetlerinin bir yan ürünü olarak üretilir. Sınırlı yıllık arzı, değerli metal statüsünü korumasının nedenlerinden biridir. Hücre başına gümüş tüketimi değişmezse, fotovoltaik üretimdeki sürekli büyüme, sonunda endüstrinin yeterli gümüşü tedarik edemediği bir durum yaratabilir.

TOPCon hücreler her iki tarafta da metalizasyon gerektirir. HJT'nin düşük sıcaklık süreci, özel macun formülasyonlarına ihtiyaç duyar. BC hücreler tüm elektrotları arkaya taşıyarak elektrot desenini daha karmaşık hale getirir. Farklı hücre boyutları için gümüş tüketim rakamları doğrudan karşılaştırılamaz, bu nedenle endüstrinin "gümüşten arındırma" kavramı aslında birkaç farklı teknik seviyeyi kapsar:

• Gümüş kullanımının devamı: İnce parmaklar, ultra ince parmaklar, MBB, SMBB ve 0BB, gümüş tüketimini azaltmak için kullanılır.

• Gümüş kaplı bakır veya gümüş-bakır kompozit macun: Bakır iletkenlik işlevinin çoğunu yerine getirirken, dış gümüş tabakası oksidasyon direncini, elektrik temasını ve lehimlenebilirliği iyileştirir.

• Bakır macun veya bakır bazlı alaşımlar: Bakır, geleneksel gümüş macunun çoğunun yerini alır.

• Bakır elektrokaplama: Bakır elektrotlar, geleneksel gümüş macun baskısını atlayarak doğrudan hücre yüzeyinde oluşturulur.

• Alüminyumun gümüşün yerini alması: Malzeme maliyeti daha düşüktür, ancak elektrik iletkenliği ve temas performansı yönetilmesi daha zordur.

Muhafazakar ayarlamalardan radikal süreç değişikliklerine kadar her yol aynı soruları yanıtlamaya çalışıyor: Ne kadar gümüş tasarrufu sağlanabilir? Ne kadar ekipman değiştirilmelidir? Verimlilik düşer mi? Üretim verimi sabit kalabilir mi? Ve modül 25 yıl sonra hala güvenilir bir şekilde çalışacak mı?

Geleneksel Teknolojiler Daha Düşük Gümüş Tüketimine Doğru İlerliyor

Şu anda en yaygın kabul gören çözüm, gümüş macun miktarını tamamen ortadan kaldırmak yerine azaltmaktır.

İnce ve ultra ince parmaklar, seri direnci kontrol altında tutarken ızgara hattı genişliğini azaltır. MBB ve SMBB, bara veya bağlantı teli sayısını artırarak akımın kat etmesi gereken yanal mesafeyi kısaltır. 0BB, geleneksel baraları ortadan kaldırır ve tellerin veya kompozit filmlerin akımı doğrudan parmaklardan toplamasına olanak tanır.

Bu seçenekler, kademeli üretim hattı yükseltmeleri için uygundur. Üreticiler, olgun ekran baskı ve modül üretim ekipmanlarını kullanmaya devam edebilir, böylece proses riski nispeten yönetilebilir kalır. JinkoSolar gibi TOPCon üreticileri 0BB'yi ilerletmeye devam ederken, HJT üreticileri genellikle ince parmaklar, 0BB ve gümüş kaplı bakır macunu birleştirir.

Gümüş kaplı bakır bir diğer önemli yoldur.

Bakır tozu akımı taşırken, gümüş kaplama bakırı korur ve lehimleme performansını iyileştirir. Bakır içeriği arttıkça, ızgara hattı başına gümüş tüketimi kademeli olarak düşer. Huasun, gümüş kaplı bakır macununu HJT seri üretimine dahil etmiş ve daha yüksek bakır içeriğine sahip formülasyonlar geliştirmeye devam etmektedir. Risen Energy gibi HJT üreticileri de düşük gümüş macun teknolojilerini ilerletmektedir.

Bu yolun avantajı, nispeten sınırlı üretim hattı modifikasyonu gerektirmesi ve daha düşük malzeme maliyetlerine doğru net bir yol sunmasıdır. Ana zorluklar arasında kaplama homojenliği, bakır difüzyonu, macun depolama kararlılığı, baskılanabilirlik ve lehim bağlantısı güvenilirliği yer alır. Bu sorunlar, gümüş içeriği azaldıkça daha belirgin hale gelir.

Şekil 1. Gümüş kaplı bakır macun temasının renkli taramalı elektron mikroskobu görüntüsü

Düşük gümüş kampında da anlaşmazlıklar var.

23 Nisan'da JA Solar, "Gümüş İçeriğini Sağlamak, JA Solar Güvenilir Bir Seçenek Sunmaya Devam Ediyor" başlıklı bir makale yayınladı. Makale, bir modülün gümüş içeriğinin temel kalitesini etkilediğini savundu ve şirketin gümüş macun kullanmaya devam edeceğini açıkça belirtti. JA Solar'ın temel pozisyonu, gümüş ızgara hatlarının uzun vadeli doğrulamayı çoktan geçtiği, bakır ve alüminyumun ise oksidasyon, korozyon ve ara yüzey kararlılığı ile ilgili çözülmemiş sorunlarla karşı karşıya olduğudur.

Tongwei, gümüşü, uzun vadeli modül güvenilirliğini destekleyen "balast taşı" olarak tanımladı. Trina Solar da gümüş azaltımının net bir trend olduğunu ancak uygulamasının müşterilerin uzun vadeli getirilerini dikkate alması gerektiğini söyledi. Bu şirketlerin aynı zamanda gümüş kaplı bakır veya saf bakır çözümleri geliştirdiğini belirtmek önemlidir. Hemen seri üretime geçme konusundaki tutumları temkinli olabilir, ancak gümüşsüz teknolojiler üzerindeki araştırmaları terk etmemişlerdir.

Gümüş azaltma stratejilerinin sınırlaması açıktır. Gümüş tüketimi ne kadar düşük olursa olsun, fotovoltaik üretim değerli bir metale bağlı kalmaya devam eder ve kontrolü dışındaki fiyat dalgalanmalarıyla karşı karşıya kalır. TOPCon'un kendisi gibi, geleneksel gümüş azaltma yöntemleri de teknik tavanlarına yaklaştıkça azalan getiriler sağlayabilir. Yoğun rekabetin olduğu bir pazarda, muhafazakar bir yol seçmek bazen tercihten çok hayatta kalma meselesi olabilir.

ACM: Bir Yıkım mı yoksa Geçiş Teknolojisi mi?

LONGi'nin lansmanından bir hafta sonra Tongwei, "Gümüşsüz Modüller: Tuzak mı, Gerçek mi? Karar Vermeden Önce Bunu Okuyun" başlıklı bir makale yayınladı. Açılış uyarısı doğrudandı: "Gümüşsüz modülleri körü körüne kurmayın. Bu üç sorun önceden anlaşılmazsa, üç ila beş yıl sonra pişman olmak için çok geç olabilir." Bu ifade, sektördeki teknik kamplar arasındaki keskin farkı vurguladı.

Geleneksel üreticilerin tercih ettiği kademeli azaltma stratejisinin aksine, BC şirketleri geleneksel grid malzemelerini aktif olarak değiştiriyor.

Gümüşün kendisi mükemmel iletkenliğe sahiptir. Ancak güneş hücresi gridleri saf gümüş yerine gümüş macunu kullanır. Bakır, cam ve diğer katkı maddeleri içeren gümüş macunundan daha iyi iletkenlik sağlayabilir ve çok daha düşük maliyetlidir. Sorun, bakırın silikon gofretine girmesinin derin seviye kusurları oluşturması ve azınlık taşıyıcı ömrünü azaltmasıdır. Uzun vadeli modül çalışması sırasında bakır ayrıca oksidasyon, difüzyon, nemli ısı ve arayüz yaşlanmasına dayanmalıdır. Bu riskleri ele almak için bariyer katmanları, kontak yapıları, macun formülasyonları, pişirme pencereleri ve kapsülleme sistemlerinin koordineli gelişimi gereklidir.

LONGi'nin ACM teknolojisi, bu çatışmaları bir nano-alasım sistemi ve matris kontak yapısı aracılığıyla çözmeye çalışıyor.

LONGi'nin kamuya açık bilgilerine göre ACM, HPBC ve HIBC arka kontak hücreleri için geliştirilmiş yeni nesil bir bakır alaşımlı metalizasyon çözümüdür. Nano ölçekli bir bariyer katmanı, bakır alaşımlı iletim ve matris nokta kontakları olmak üzere üç elementi birleştirir. LONGi, bu yapının hücre verimliliğini artırabileceğini, gümüş tüketimini önemli ölçüde azaltabileceğini ve üretim verimini düşürmeden modülün uzun vadeli güvenilirliğini güçlendirebileceğini belirtmektedir.

Şekil 2. LONGi'nin ACM nano-alaşım matris kontak teknolojisinin lansman etkinliği

Teknik sınıflandırma açısından bakıldığında, ACM, bakır bazlı macun veya bakır alaşımlı metalizasyon ailesine aittir. Baskı süreçleriyle güçlü bir bağlantıyı korur ve bu nedenle mevcut hücre üretim ekipmanlarıyla daha uyumludur. Büyük miktarlarda kurulu üretim kapasitesine sahip üreticiler için bu uyumluluk pratik bir değere sahiptir. Yeni bir malzeme, ancak büyük ölçekli üretime girdikten sonra anlamlı maliyet avantajları yaratabilir.

LONGi'nin kamuya açık iletişimi, geleneksel gümüş macununun yerini almayı ve gümüş tüketiminde önemli bir azalmayı vurgulamaktadır. Ancak, tam alaşım bileşimini veya her bir metalin oranını açıklamamıştır. Mevcut endüstri bilgilerine dayanarak, ACM'nin bakır baskın bir alaşım sistemi kullandığı ve muhtemelen bir tohum veya kontak katmanında küçük bir miktar gümüş tutabileceği görülmektedir. Bu nedenle, ACM'yi derin bir gümüş azaltma teknolojisi veya geleneksel gümüş macununu ortadan kaldıran bir yol olarak sınıflandırmak daha doğru olabilir. "Saf bakır" veya "kesinlikle gümüşsüz" olarak tanımlayan iddialar daha yakından incelenmeyi gerektirebilir.

Yine de, fotovoltaik üretim nihayetinde watt başına kullanılan değerli metal miktarı, ortaya çıkan maliyet düşüşü ve ek ekipman yatırımı ile ilgilidir. Gümüş tüketimi keskin bir şekilde düşerse, ACM, alaşım sisteminde az miktarda gümüş kalsa bile hala açık bir ekonomik öneme sahiptir. Yeni tanıtılan bir teknoloji olarak, gerçek seri üretim performansı ve saha sonuçlarının kendini kanıtlaması için zamana ihtiyacı olacaktır.

Bakır Elektrokaplama: Spot Işıkların Uzağında İlerleme Kaydedildi

Son lansmanların yarattığı heyecanın ardından, bir nokta daha az dikkat çekti: bakır elektrokaplamaya dayalı tamamen gümüşsüz ürünler zaten piyasaya sunuldu.

BC teknolojisi üzerinde çalışan başka bir şirket olan Aiko, hücre elektrotlarını oluşturmak için bakır elektrokaplama kullanmaktadır. Süreç genellikle desenleme, tohum veya bariyer tabakası biriktirme, bakır kaplama ve dış koruyucu tabaka uygulamasını içerir. Tohum tabakası elektriksel teması sağlar ve bakırın silisyuma difüzyonunu önler. Bakır ızgara iletkenlik sağlarken, dış metal tabaka oksidasyon direncini ve ara bağlantıyı destekler.

Bakır elektrokaplama ve ACM, gümüş pastaya bağımlılığı azaltır, ancak üretim yolları çok farklıdır.

ACM, bakır bazlı alaşım pastası, matris kontakları ve baskı ile ilgili süreçler kullanır. Aiko, gümüş pasta baskısını atlar ve elektrokaplama yoluyla bakır elektrotlar büyütür. Elektrokaplamalı ızgara hatları nispeten yüksek bir en-boy oranına ulaşabilir, bu da daha dar ve kalın olmalarını sağlar. Bu, yeterli bir iletken kesit alanını korurken gölgelemeyi azaltır.

ACM ve geleneksel gümüş pasta metalizasyonunun aksine, Aiko'nun bakır elektrokaplama teknolojisi yüksek sıcaklıkta pişirme gerektirmez. Bu, işleme sırasında silisyum gofrete termal hasarı azaltır ve dolaylı olarak güneş hücresinin verim potansiyelini artırabilir.

Süreç engelleri de açıktır. Bakır elektrokaplama, desenleme, kaplama, plaka, temizleme ve atık su arıtma dahil olmak üzere daha fazla üretim adımı gerektirir. Ekipman yatırımı daha yüksektir, daha fazla süreç kontrol noktası vardır ve erken rampa aşamasında üretim verimini stabilize etmek daha zor olabilir.

Şekil 3. Kristal silisyum güneş hücreleri için inline Ni/Cu/Ag elektrokaplama metalizasyon ekipmanı

Kamuya açıklanan zaman çizelgesine göre, Aiko 2021'de gümüşsüz metalizasyon kaplama teknolojisini duyurdu. Zhuhai'deki 6,5 GW ABC projesi 2022'nin dördüncü çeyreğinde üretime girdi. Şirket, 2022'den bu yana gümüşsüz bakır ara bağlantı kullanarak kümülatif seri üretimin 20 GW'ı aştığını belirtiyor.

Görünüşe göre Aiko, gümüşsüz metalizasyon yolunda daha erken başladı.

Pazar için bu öncülük, Aiko'nun çözümünün zaten ekipman yatırımı, süreç ayarlaması ve proje doğrulamasından geçtiği anlamına geliyor. Sonuçta rakip teknolojilerden daha iyi performans gösterip gösteremeyeceği, watt başına maliyet, üretim hattı verimi, ekipman amortismanı ve uzun vadeli güvenilirliğe bağlı olacaktır.

Bakır elektrokaplamanın üretim maliyetlerini düşürmeye devam edebilme yeteneği, ilk olma unvanından daha önemlidir. Aiko'nun sektöre katkısı spesifik ve ölçülebilirdir: bakır elektrokaplama, gigawatt ölçeğinde üretim ve ticari teslimata girmiştir. Bu yol artık gerçek üretim verilerine ve daha fazla iyileştirme için pratik bir temele sahiptir.

Aiko, her üretim tesisinde tam olarak aynı metalizasyon çözümünü kullanmamaktadır. Mevcut bilgiler, Zhuhai tesisinin gümüşsüz bakır bağlantı kullandığını, Yiwu tesisinin ise daha önce esas olarak düşük gümüşlü bir çözüme dayandığını göstermektedir. Şirket henüz tüm üretim senaryolarında tamamen gümüşsüz kapsamaya ulaşamamıştır. Örneğin, şebeke ölçeğindeki uygulamalar için ABC modülleri, metalizasyon tasarımını bifasiyalite ile dengelemek amacıyla daha ince gümüş içeren ızgaralar kullanabilir. Mevcut veriler, Yiwu tesisinde üretilen gümüş azaltılmış ABC modüllerinin, geleneksel tasarımların gerektirdiği gümüşün yaklaşık %70'ini kullandığını ve %85 bifasiyaliteye ulaşabildiğini göstermektedir.

Bu aynı zamanda, Aiko'nun ticari olarak yerleşik bakır elektrokaplama teknolojisinin bile hala optimizasyon için alanı olduğunu göstermektedir. Bu kalan potansiyel, BC teknolojisinin daha geniş maliyet düşürme ve verimlilik artırma olanaklarıyla tutarlıdır.

Gümüşsüz Metalizasyon Etrafında Süreç İnovasyonu

ACM'nin yanı sıra LONGi, 0BB, shingling, iletken arka tabaka ve gizli bara süreçlerini tanıtarak birleşik sistemi bir "teknoloji ormanı" olarak sundu.

Tek tek ele alındığında, bu süreçler ilk kez ortaya çıkmamaktadır. LONGi'nin sunumunun ana güçlerinden biri, farklı süreç adımlarını ACM etrafında organize etme ve bunları eksiksiz bir sistem olarak sunma şekliydi. Bu, fotovoltaik üretimde entegre inovasyonun rolüne daha fazla vurgu yapılmasına yardımcı oldu.

Aiko daha önce benzer birkaç yeniliği yalnızca teknik konseptler olarak sunmak yerine ticari ürünler halinde paketlemişti. 2024'te piyasaya sürülen üçüncü nesil ABC "Full-Screen" modülü, hassas üst üste bindirme bağlantısı, gizli baralar ve 0BB tasarımı kullanıyordu. Şirket, SNEC 2026'da dördüncü nesil ABC ürünü Full-Screen Ultra'yı tanıttı. Gerekli kaçak mesafesini azaltarak tasarım, güç üretmeyen alanı %20 daha azalttı.

Şekil 4. SNEC 2026'da sergilenen Aiko G4 Full-Screen Ultra modülü

Farklı teknik yollar, modülün aktif güç üretim alanını artırma konusunda nadir bir mutabakat noktasına ulaşmıştır. Bir sonraki rekabet aşaması hala üretim sahasında kararlaştırılacaktır. Bir test numunesinin güç değeri, birkaç tasarım iyileştirmesi birleştirildiğinde hızla yükselebilir. Büyük ölçekli üretime ulaşmak ve uzun vadeli pazar doğrulamasını geçmek çok daha zordur. Hem BC hem de TOPCon ürünlerinin önünde hala uzun bir yol var.

Önemli Olan İnovasyonun Mantığıdır

LONGi'nin lansmanından sonraki gün, Aiko'nun hisse senedi fiyatı önce günlük işlem limitine ulaştı ve fotovoltaik ekipman hisselerinde daha geniş bir toparlanmaya yardımcı oldu. Tepki, sektör genelinde hızla bir tartışma konusu haline geldi.

Kısa vadeli sermaye temaları, beklentileri ve değerleme esnekliğini işlemeye eğilimlidir, bu nedenle iki olay doğrudan bir neden-sonuç ilişkisi olarak ele alınmamalıdır. LONGi'nin lansmanı, bakır metalizasyonu, BC teknolojisi ve modül süreç optimizasyonuna yönelik piyasa ilgisini güçlendirdi. Bu nedenle, ilgili teknolojileri daha önce ticarileştirmiş ve hisse senedi fiyat duyarlılığı daha yüksek olan Aiko'nun doğrudan bir piyasa referansı haline gelmesi şaşırtıcı değildi.

Daha derin neden, fotovoltaik döngüye ilişkin piyasa beklentilerinin değişiyor gibi görünmesidir.

LONGi'nin lansmanının olduğu akşam, Aiko 2026 yılının ilk yarısına ilişkin kazanç tahminini yayınladı. Şirket, hissedarlara atfedilebilir 680 milyon RMB ila 790 milyon RMB arasında net zarar bekliyordu. İhracat vergi iadelerinin kaldırılması, döviz kuru dalgalanmaları ve değer düşüklüğü karşılıkları yarı yıl rakamlarını olumsuz etkiledi. Daha olumlu sinyaller çeyreklik performanstan geldi: ikinci çeyrekteki zararlar ilk çeyreğe göre daralırken, ABC modül geliri, yurtdışı satış payı ve brüt kar marjı iyileşti.

Piyasanın tepkisi, en azından teknoloji lideri şirketler için en zor aşamanın geçmiş olabileceğini gösteriyor. Aiko'nun döngüden ilk çıkan ve daha geniş bir sektör toparlanmasına öncülük edip edemeyeceği, hala ABC sevkiyat hacmine, brüt kar marjına, kapasite kullanımına ve işletme nakit akışına bağlı.

Aynı zamanda, aşırı kapasiteyi ortadan kaldırmaya yönelik politika baskısı artıyor. Haziran ayında yayınlanan "Kristal Silikon Fotovoltaik Modüller ve İnvertörler için Enerji Verimliliğinin İzin Verilen Minimum Değerleri ve Enerji Verimliliği Sınıfları" başlıklı zorunlu ulusal standart ve fotovoltaik ihracat vergi iadelerinin kaldırılması ile tüketim vergisinin toplanmasını içeren politika değişiklikleri, sektörün yıkıcı iç rekabete karşı kampanyasının ilerlediğine dair açık sinyallerdir.

Dış ortamın giderek sıkılaşmasıyla birlikte maliyet düşürme, kalite iyileştirme ve verimlilik artışı hayati önem taşıyan konular haline geliyor. İster muhafazakar ister agresif bir yol izlensin, her rota sonuçta aynı sınavla karşı karşıya kalacak. Yalnızca üretim maliyeti, ürün kalitesi ve teknik yenilikte birleşik bir avantaj oluşturan şirketler, fotovoltaik endüstrisinin bir sonraki aşamasını tanımlayabilecek konumda olacak.

Ooitech'in Görüşü

Gerçek rekabet sadece gümüşe karşı bakır değildir. Asıl mesele, bir metalizasyon sisteminin düşük malzeme tüketimini istikrarlı verim, yönetilebilir ekipman amortismanı, güvenilir modül bağlantısı ve kanıtlanmış nem-ısı performansı ile birleştirip birleştiremeyeceğidir. Bakır macunu daha kolay üretim hattı uyumluluğu sunarken, elektrokaplama daha ince, daha yüksek en-boy oranlı ızgaralar sağlayabilir ancak daha sıkı proses ve atık su kontrolü gerektirir. Kazanan rota, lansman günündeki en güçlü iddiaya sahip olan değil, gigawatt ölçeğinde tutarlı performans gösteren olacaktır.