Gümüşsüz Tartışması Geri Döndü

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

Son birkaç yılda, endüstri tartışmalarının çoğu TOPCon, HJT ve BC teknolojileri arasındaki seçime odaklandı. 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 polisilikondan daha yüksek bir paya sahip olduğunda, gümüş tüketimini azaltmak, endüstrinin 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 metalizasyon konusunda 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 macun etrafında inşa edilen serigrafi baskı, pişirme ve lehimleme süreçleri de yıllarca süren seri üretimle kanıtlanmıştır. Fotovoltaik modüllerin 25 ila 30 yıl boyunca açık havada çalışması beklendiğinden, süreç 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 bir nedenidir. 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 arka tarafa 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 iletken 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.

• Gümüşün alüminyumla değiştirilmesi: Malzeme maliyeti daha düşüktür, ancak elektrik iletkenliği ve temas performansını yönetmek daha zordur.

Mütevazı ayarlamalardan radikal süreç değişikliklerine kadar her yol aynı sorulara cevap vermeye çalışıyor: Ne kadar gümüş tasarruf edilebilir? Ne kadar ekipman değiştirilmelidir? Verimlilik düşer mi? Üretim verimi sabit kalabilir mi? Ve modül 25 yıl sonra hala güvenilir bir şekilde performans gösterecek mi?

Geleneksel Teknolojiler Daha Düşük Gümüş Tüketimine Doğru İlerliyor

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

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

Bu seçenekler kademeli üretim hattı yükseltmeleri için uygundur. Üreticiler, olgun ekran baskı ve modül üretim ekipmanlarını kullanmaya devam edebilir, böylece süreç riski nispeten yönetilebilir kalır. JinkoSolar gibi TOPCon üreticileri 0BB'yi ilerletmeye devam ederken, HJT üreticileri genellikle ince parmaklar, 0BB ve gümüş kaplı bakır macununu 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, HJT seri üretimine gümüş kaplı bakır macununu 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 değişikliği 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 Garanti Ederek, JA Solar Güvenilir Bir Seçenek Sunmaya Devam Ediyor" başlıklı bir makale yayınladı. Makale, bir modülün gümüş içeriğinin temel kalitesini etkilediğini savundu ve şirketin gümüş macunu 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 arayüz 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 geliştirdiklerini belirtmek önemlidir. Anında seri üretime yönelik tutumları temkinli olabilir, ancak gümüşsüz teknolojiler üzerine 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 yüzleşir. 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: Yıkıcı Bir Teknoloji mi Yoksa Geçiş Teknolojisi mi?

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

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

Gümüşün kendisi mükemmel iletkenliğe sahiptir. Ancak güneş hücresi ızgaraları 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, silikon gofretine giren bakırın 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, bariyer katmanları, temas yapıları, macun formülasyonları, pişirme pencereleri ve kapsülleme sistemlerinin koordineli gelişimini gerektirir.

LONGi'nin ACM teknolojisi, bu çatışmaları nano-alasım sistemi ve matris temas yapısı aracılığıyla çözmeye çalışmaktadır.

LONGi'nin kamuya açık bilgilerine göre ACM, HPBC ve HIBC arka kontak hücreleri için geliştirilmiş yeni nesil bir bakır-alasım metalizasyon çözümüdür. Nano ölçekli bir bariyer katmanı, bakır-alasım iletimi ve matris nokta temasları olmak üzere üç unsuru 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-alasım matris temas teknolojisinin lansman etkinliği

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

LONGi'nin kamuya açık iletişimi, geleneksel gümüş macununun değiştirilmesini 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 temas katmanında küçük bir miktar gümüş tuttuğu 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 hala 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 zaman alacaktır.

Bakır Elektrokaplama: Spot Işıklarından Uzakta İlerleme

Son lansmanların heyecanından sonra, bir nokta daha az dikkat çekti: bakır elektrokaplamaya dayalı tamamen gümüşsüz ürünler zaten piyasaya teslim edildi.

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

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

ACM, bakır bazlı alaşım macunu, matris kontakları ve baskı ile ilgili süreçler kullanır. Aiko, gümüş macun 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 kesitini korurken gölgelemeyi azaltır.

ACM ve geleneksel gümüş macun 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, plakalama, 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

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, gümüşsüz bakır ara bağlantı kullanılarak kümülatif seri üretimin 20 GW'ı aştığını belirtiyor.

Görünüşe göre Aiko, gümüşsüz metalizasyon yolunda daha erken başladı.

Pazar için bu öncülük, Aiko'nun çözümünün 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 üretime ve ticari teslimata girmiştir. Rota 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 tam gümüşsüz kapsama alanına ulaşamamıştır. Örneğin, şebeke ölçeğindeki uygulamalar için ABC modülleri, metalizasyon tasarımını bifasiyalite ile dengelemek için 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 kurulmuş 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. SNEC 2026'da şirket, 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 fikir birliğine ulaşmıştır. Rekabetin bir sonraki aşaması hala üretim katında belirlenecek. 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 bir gün sonra, Aiko'nun hisse fiyatı önce günlük işlem limitine ulaştı ve fotovoltaik ekipman hisselerinde daha geniş bir toparlanmaya yardımcı oldu. Bu tepki hızla sektör genelinde 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 pazar dikkatini güçlendirdi. Bu nedenle, ilgili teknolojileri daha önce ticarileştirmiş ve hisse fiyatı duyarlılığı daha yüksek olan Aiko'nun doğrudan bir pazar 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 eden şirket olup olamayacağı, ABC sevkiyat hacmi, brüt kar marjı, kapasite kullanımı ve işletme nakit akışına bağlı olacak.

Aynı zamanda, aşırı kapasiteyi ortadan kaldırmaya yönelik politika baskısı artıyor. Haziran ayında yayınlanan 'Kristal Silikon Fotovoltaik Modüller ve İnvertörler için Asgari İzin Verilebilir Enerji Verimliliği 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 mücadelesinin ilerlediğine dair net sinyallerdir.

Dış ortamın giderek sıkılaşmasıyla birlikte maliyet düşürme, kalite iyileştirme ve verimlilik artışı hayati önem taşıyan konular haline geliyor. İster muhafazakar ister agresif olunsun, her yol 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 yol, lansman günündeki en güçlü iddiaya sahip olan değil, gigawatt ölçeğinde tutarlı performans gösteren olacaktır.