Het Zilvervrije Debat Keert Terug

De nieuwste productlancering van LONGi heeft de aandacht van de fotovoltaïsche industrie opnieuw gericht op zonnecelmetallisatie. Vergeleken met de andere technologieën in zijn zogenaamde 'technologiebos' viel ACM op als het centrale aandachtspunt vanwege het potentieel om de afhankelijkheid van zilver te verminderen.

In de afgelopen jaren draaiden de meeste discussies in de industrie om de keuze tussen TOPCon, HJT en BC-technologieën. Conversierendement, modulevermogen en bifacialiteit stonden centraal bij productlanceringen. Zilverpasta is altijd een belangrijke kostenpost geweest voor zonnecellen, maar kreeg zelden dit niveau van aandacht.

Scherpe schommelingen in zilverprijzen aan het begin van het jaar veranderden het gesprek. Zodra zilverpasta een hoger aandeel in de fotovoltaïsche productiekosten had dan polysilicium, werd het verminderen van zilververbruik een langetermijnkwestie die de industrie niet langer kon vermijden.

Naarmate de capaciteit van N-type cellen toeneemt, wordt de kostprijs van zilverpasta steeds moeilijker te negeren. BC- en HJT-technologieën stellen hogere eisen aan metallisatie, terwijl traditionele zilverreductiemethoden geleidelijk hun proceslimieten bereiken. Celfabrikanten zijn daarom begonnen met het herontwerpen van roostermaterialen, contactstructuren en module-interconnectiesystemen.

Waarom Moet de Fotovoltaïsche Industrie Zilververbruik Verminderen?

Al tientallen jaren wordt zilver algemeen aanvaard als een van de beste materialen voor fotovoltaïsche elektroden.

Het biedt uitstekende elektrische geleidbaarheid, printbaarheid en chemische stabiliteit. De zeefdruk-, sinter- en soldeerprocessen die rond zilverpasta zijn opgebouwd, zijn ook bewezen door jarenlange massaproductie. Omdat fotovoltaïsche modules naar verwachting 25 tot 30 jaar buitenshuis zullen werken, is procesvolwassenheid net zo belangrijk als initiële prestaties.

Het probleem is schaal en prijs.

Het verminderen van het zilververbruik met een paar milligram per cel lijkt misschien onbeduidend. Vermenigvuldig dat bedrag echter met enkele honderden gigawatts aan jaarlijkse productie, en de financiële impact wordt aanzienlijk. Zilver is zowel een industriële grondstof als een financieel actief. De prijs wordt beïnvloed door mijnbouwproductie, investeringsvraag, elektronica-vraag en verschillende andere factoren waarover fotovoltaïsche fabrikanten weinig controle hebben.

Zilver wordt ook voornamelijk geproduceerd als bijproduct van andere mijnbouwactiviteiten. De beperkte jaarlijkse aanvoer is een van de redenen dat het zijn edelmetaalstatus behoudt. Als het zilververbruik per cel ongewijzigd blijft, kan de voortdurende groei van de fotovoltaïsche productie uiteindelijk een situatie creëren waarin de industrie simpelweg niet genoeg zilver kan verkrijgen.

TOPCon-cellen vereisen metallisatie aan beide zijden. Het lage-temperatuurproces van HJT heeft gespecialiseerde pastaformuleringen nodig. BC-cellen verplaatsen alle elektroden naar de achterkant, waardoor het elektrodepatroon complexer wordt. Zilververbruikscijfers voor verschillende celgroottes kunnen niet direct worden vergeleken, dus het concept van 'ontzilvering' in de industrie omvat eigenlijk verschillende technische niveaus:

• Voortgezet gebruik van zilver: Fijne vingers, ultrafijne vingers, MBB, SMBB en 0BB worden gebruikt om het zilververbruik te verminderen.

• Zilverbeklede koper- of zilver-kopercomposietpasta: Koper vervult het grootste deel van de geleidende functie, terwijl de buitenste zilverlaag de oxidatieweerstand, elektrisch contact en soldeerbaarheid verbetert.

• Koperpasta of kopergebaseerde legeringen: Koper vervangt het grootste deel van de conventionele zilverpasta.

• Koper galvaniseren: Koperen elektroden worden direct op het celoppervlak gevormd, waarbij conventioneel zeefdrukken van zilverpasta wordt omzeild.

• Aluminium ter vervanging van zilver: De materiaalkosten zijn lager, maar de elektrische geleidbaarheid en contactprestaties zijn moeilijker te beheersen.

Van conservatieve aanpassingen tot radicale proceswijzigingen, elke route probeert dezelfde vragen te beantwoorden: Hoeveel zilver kan worden bespaard? Hoeveel apparatuur moet worden aangepast? Zal de efficiëntie eronder lijden? Kan de productieopbrengst stabiel blijven? En zal de module na 25 jaar nog steeds betrouwbaar presteren?

Conventionele technologieën bewegen zich richting lager zilververbruik

Momenteel is de meest toegepaste oplossing nog steeds het verminderen van de hoeveelheid zilverpasta in plaats van het volledig elimineren ervan.

Fijne en ultrafijne vingers verminderen de lijnbreedte terwijl de serieweerstand onder controle blijft. MBB en SMBB verhogen het aantal busbars of interconnectiedraden, waardoor de laterale afstand die stroom moet afleggen wordt verkort. 0BB verwijdert conventionele busbars en laat draden of composietfilms de stroom direct van de vingers opvangen.

Deze opties zijn geschikt voor geleidelijke productielijnupgrades. Fabrikanten kunnen blijven gebruikmaken van volwassen zeefdruk- en moduleproductieapparatuur, waardoor het procesrisico relatief beheersbaar blijft. TOPCon-producenten zoals JinkoSolar zijn doorgegaan met het bevorderen van 0BB, terwijl HJT-fabrikanten vaak fijne vingers, 0BB en met zilver beklede koperpasta combineren.

Met zilver beklede koper is een andere belangrijke route.

Koperpoeder geleidt de stroom, terwijl de zilverlaag het koper beschermt en de soldeerprestaties verbetert. Naarmate het kopergehalte stijgt, daalt het zilververbruik per rasterlijn geleidelijk. Huasun heeft met zilver beklede koperpasta geïntroduceerd in HJT-massaproductie en blijft formuleringen met een hoger kopergehalte ontwikkelen. HJT-fabrikanten zoals Risen Energy bevorderen ook technologieën voor lage-zilverpasta.

Het voordeel van deze route is dat het relatief beperkte aanpassingen aan de productielijn vereist en een duidelijke weg biedt naar lagere materiaalkosten. De belangrijkste uitdagingen zijn coatinguniformiteit, koperdiffusie, opslagstabiliteit van de pasta, printbaarheid en betrouwbaarheid van soldeerverbindingen. Deze problemen worden duidelijker naarmate het zilvergehalte afneemt.

Figuur 1. Kleurenscanning-elektronenmicroscoopafbeelding van een contact met met zilver beklede koperpasta

Er zijn ook meningsverschillen binnen het lage-zilverkamp.

Op 23 april publiceerde JA Solar een artikel met de titel "Zilvergehalte waarborgen, JA Solar blijft een betrouwbare keuze bieden." Het betoogde dat het zilvergehalte van een module de onderliggende kwaliteit beïnvloedt en stelde duidelijk dat het bedrijf zilverpasta zou blijven gebruiken. De kernpositie van JA Solar is dat zilveren gridlijnen al langdurige validatie hebben doorstaan, terwijl koper en aluminium nog steeds te maken hebben met onopgeloste vragen over oxidatie, corrosie en interface-stabiliteit.

Tongwei heeft zilver beschreven als de "ballaststeen" die de langetermijnbetrouwbaarheid van modules ondersteunt. Trina Solar heeft ook gezegd dat zilverreductie een duidelijke trend is, maar dat de implementatie ervan rekening moet houden met de langetermijnopbrengsten van klanten. Het is belangrijk op te merken dat deze bedrijven ook bezig zijn met de ontwikkeling van met zilver gecoate koper- of puur koperoplossingen. Hun houding ten opzichte van onmiddellijke grootschalige uitrol is misschien voorzichtig, maar ze hebben onderzoek naar zilvervrije technologieën niet opgegeven.

De beperking van zilverreductiestrategieën is duidelijk. Hoe laag het zilververbruik ook wordt, de productie van fotovoltaïsche systemen blijft gebonden aan een edelmetaal en blijft geconfronteerd worden met prijsschommelingen die buiten haar controle liggen. Net als TOPCon zelf kunnen conventionele zilverreductiemethoden afnemende meeropbrengsten opleveren naarmate ze dichter bij hun technische plafond komen. In een zeer competitieve markt kan het kiezen van een conservatieve route soms minder een kwestie van voorkeur zijn dan van overleving.

ACM: Disruptie of een Overgangstechnologie?

Een week na de lancering van LONGi publiceerde Tongwei een artikel met de titel "Zilvervrije modules: een valkuil of de echte deal? Lees dit voordat u beslist." De openingswaarschuwing was direct: "Installeer niet blindelings zilvervrije modules. Als deze drie problemen niet van tevoren worden begrepen, kan het na drie tot vijf jaar te laat zijn om spijt te hebben." De verklaring benadrukte het scherpe verschil tussen de technische kampen in de industrie.

In tegenstelling tot de geleidelijke reductiestrategie die door conventionele fabrikanten wordt gebruikt, vervangen BC-bedrijven actief traditionele roostermaterialen.

Zilver zelf heeft uitstekende geleidbaarheid. Zonnecelroosters gebruiken echter zilverpasta in plaats van puur zilver. Koper kan betere geleidbaarheid bieden dan zilverpasta die glas en andere additieven bevat, terwijl het veel minder kost. Het probleem is dat koper dat de siliciumwafer binnendringt, diepe defecten kan veroorzaken en de levensduur van minderheidsdragers kan verminderen. Tijdens langdurige modulewerking moet koper ook bestand zijn tegen oxidatie, diffusie, vochtige hitte en interface-veroudering. Het aanpakken van deze risico's vereist gecoördineerde ontwikkeling van barrièrelagen, contactstructuren, pastaformuleringen, vuurvensters en inkapselingssystemen.

LONGi's ACM-technologie probeert deze conflicten op te lossen via een nano-legeringssysteem en matrixcontactstructuur.

Volgens openbare informatie van LONGi is ACM een nieuwe generatie koperlegeringsmetallisatieoplossing ontwikkeld voor HPBC- en HIBC-backcontactcellen. Het combineert drie elementen: een nanogestructureerde barrièrelaag, koperlegeringsgeleiding en matrixpuntcontacten. LONGi stelt dat deze structuur de cel-efficiëntie kan verbeteren, het zilververbruik aanzienlijk kan verminderen en de langetermijnbetrouwbaarheid van modules kan versterken zonder de productieopbrengst te verlagen.

Figuur 2. Lanceringsevenement voor LONGi's ACM nano-legering matrixcontacttechnologie

Vanuit een technisch classificatieoogpunt behoort ACM tot de familie van kopergebaseerde pasta's of koperlegeringsmetallisatie. Het behoudt een sterke verbinding met printprocessen en is daarom beter compatibel met bestaande celproductieapparatuur. Voor fabrikanten met een grote geïnstalleerde productiecapaciteit heeft deze compatibiliteit praktische waarde. Een nieuw materiaal kan pas betekenisvolle kostenvoordelen opleveren nadat het in grootschalige productie is genomen.

LONGi's openbare communicatie benadrukt de vervanging van conventionele zilverpasta en een aanzienlijke vermindering van het zilververbruik. Het heeft echter niet de volledige legeringssamenstelling of het aandeel van elk metaal bekendgemaakt. Op basis van momenteel beschikbare industrie-informatie lijkt ACM een koperdominant legeringssysteem te gebruiken en kan het nog steeds een kleine hoeveelheid zilver bevatten, mogelijk in een zaad- of contactlaag. Het kan daarom nauwkeuriger zijn om ACM te classificeren als een diepe zilverreductietechnologie of een route die conventionele zilverpasta elimineert. Beweringen die het beschrijven als 'puur koper' of 'absoluut zilvervrij' kunnen nog nader onderzoek vereisen.

Toch gaat het in de fotovoltaïsche productie uiteindelijk om de hoeveelheid edelmetaal per watt, de resulterende kostenreductie en de extra investering in apparatuur. Als het zilververbruik sterk daalt, heeft ACM nog steeds duidelijke economische betekenis, zelfs als er een kleine hoeveelheid zilver in het legeringssysteem achterblijft. Als een nieuw geïntroduceerde technologie zal de werkelijke massaproductieprestatie en veldresultaten tijd nodig hebben om zich te bewijzen.

Koper Elektroplating: Vooruitgang Weg van de Schijnwerpers

Na de opwinding rond recente lanceringen is één punt minder aandacht besteed: volledig zilvervrije producten op basis van koper elektroplating zijn al aan de markt geleverd.

Aiko, een ander bedrijf dat werkt aan BC-technologie, gebruikt koper-elektroplating om celelektroden te vormen. Het proces omvat over het algemeen patroonvorming, depositie van een zaad- of barrièrelaag, koperplating en aanbrengen van een buitenste beschermlaag. De zaadlaag zorgt voor elektrisch contact en voorkomt dat koper in het silicium diffundeert. Het koperrooster zorgt voor geleidbaarheid, terwijl de buitenste metaallaag oxidatieweerstand en interconnectie ondersteunt.

Koper-elektroplating en ACM verminderen beide de afhankelijkheid van zilverpasta, maar hun productieroutes zijn heel verschillend.

ACM gebruikt kopergebaseerde legeringspasta, matrixcontacten en printgerelateerde processen. Aiko omzeilt het printen van zilverpasta en laat koper-elektroden groeien door middel van elektroplating. Geëlektroplateerde rasterlijnen kunnen een relatief hoge aspectverhouding bereiken, waardoor ze smaller en dikker kunnen zijn. Dit vermindert schaduw terwijl een voldoende geleidende doorsnede behouden blijft.

In tegenstelling tot ACM en conventionele zilverpasta-metallisatie vereist Aiko's koper-elektroplatingtechnologie geen hoge-temperatuur sintering. Dit vermindert thermische schade aan de siliciumwafel tijdens de verwerking en kan indirect het efficiëntiepotentieel van de zonnecel verhogen.

De procesbarrières zijn ook duidelijk. Koper-elektroplating vereist meer productiestappen, waaronder patroonvorming, coating, plating, reiniging en afvalwaterbehandeling. De investering in apparatuur is hoger, er zijn meer procescontrolepunten en de productieopbrengst kan moeilijker te stabiliseren zijn tijdens de vroege opschalingsfase.

Figuur 3. Inline Ni/Cu/Ag elektroplating metallisatieapparatuur voor kristallijn-silicium zonnecellen

Volgens de openbaar gemaakte tijdlijn kondigde Aiko in 2021 zilvervrije metallisatiecoatingtechnologie aan. Het 6,5 GW ABC-project in Zhuhai ging in het vierde kwartaal van 2022 in productie. Het bedrijf stelt dat sinds 2022 de cumulatieve massaproductie met zilvervrije koperinterconnectie de 20 GW heeft overschreden.

Het lijkt erop dat Aiko eerder is begonnen op het pad naar zilvervrije metallisatie.

Voor de markt betekent deze voorsprong dat Aiko's oplossing al door investeringen in apparatuur, procesaanpassingen en projectvalidatie is gegaan. Of het uiteindelijk concurrerende technologieën kan overtreffen, hangt af van kosten per watt, productielijnopbrengst, afschrijving van apparatuur en betrouwbaarheid op lange termijn.

Het vermogen van koper galvaniseren om de productiekosten te blijven verlagen is belangrijker dan de titel van eerste te zijn. Aiko's bijdrage aan de industrie is specifiek en meetbaar: koper galvaniseren is op gigawattschaal in productie en commerciële levering gegaan. De route heeft nu echte productiegegevens en een praktische basis voor verdere verbetering.

Aiko gebruikt niet exact dezelfde metallisatieoplossing op elke productielocatie. Beschikbare informatie geeft aan dat de Zhuhai-locatie zilvervrije koperverbindingen gebruikt, terwijl de Yiwu-locatie eerder voornamelijk een laagzilveroplossing gebruikte. Het bedrijf heeft nog geen volledige zilvervrije dekking bereikt in alle productiescenario's. Voor toepassingen op utiliteitsschaal kunnen ABC-modules bijvoorbeeld fijnere zilverhoudende roosters gebruiken om het metallisatieontwerp in balans te brengen met bifacialiteit. Beschikbare gegevens geven aan dat de zilverarme ABC-modules geproduceerd op de Yiwu-locatie ongeveer 70% van het zilver gebruiken dat nodig is voor conventionele ontwerpen en een bifacialiteit van 85% kunnen bereiken.

Dit toont ook aan dat zelfs Aiko's commercieel gevestigde koper-galvaniseertechnologie nog ruimte voor optimalisatie heeft. Dat resterende potentieel is consistent met de bredere mogelijkheden voor kostenverlaging en efficiëntieverbetering van BC-technologie.

Procesinnovatie rond zilvervrije metallisatie

Naast ACM introduceerde LONGi 0BB, shingling, geleidende backsheet en verborgen busbar-processen, en presenteerde het gecombineerde systeem als een 'technologiebos'.

Afzonderlijk genomen verschijnen deze processen niet voor het eerst. Een van de belangrijkste sterke punten van LONGi's presentatie was de manier waarop het de verschillende processtappen rond ACM organiseerde en als een compleet systeem presenteerde. Dit hielp om meer nadruk te leggen op de rol van geïntegreerde innovatie in de productie van fotovoltaïsche cellen.

Aiko had eerder verschillende vergelijkbare innovaties verpakt in commerciële producten in plaats van ze alleen als technische concepten te presenteren. De derde generatie ABC 'Full-Screen' module, uitgebracht in 2024, gebruikte al precisie-overlappende verbindingen, verborgen busbars en een 0BB-ontwerp. Op SNEC 2026 introduceerde het bedrijf zijn vierde generatie ABC-product, Full-Screen Ultra. Door de vereiste kruipafstand te verkleinen, verminderde het ontwerp het niet-stroomproducerende oppervlak met nog eens 20%.

Figuur 4. Aiko G4 Full-Screen Ultra module getoond op SNEC 2026

Verschillende technische routes hebben een zeldzaam punt van overeenstemming bereikt over het vergroten van het actieve stroomproducerende oppervlak van de module. De volgende fase van de concurrentie zal nog steeds worden beslist op de productievloer. Het vermogen van een testmonster kan snel stijgen wanneer meerdere ontwerpverbeteringen worden gecombineerd. Het bereiken van grootschalige productie en het doorstaan van langdurige marktvalidatie is veel moeilijker. Zowel BC- als TOPCon-producten hebben nog een lange weg te gaan.

De logica van innovatie is wat telt

De dag na de lancering van LONGi bereikte de aandelenkoers van Aiko eerst zijn dagelijkse handelslimiet en droeg bij aan een breder herstel van aandelen in fotovoltaïsche apparatuur. De reactie werd al snel een gespreksonderwerp in de hele industrie.

Kortetermijnkapitaal heeft de neiging om thema's, verwachtingen en waarderingsflexibiliteit te verhandelen, dus de twee gebeurtenissen moeten niet worden behandeld als een directe oorzaak-gevolgrelatie. De lancering van LONGi versterkte de marktaandacht voor koper metallisatie, BC-technologie en moduleprocesoptimalisatie. Het was dan ook niet verrassend dat Aiko, dat gerelateerde technologieën eerder had gecommercialiseerd en een grotere aandelenkoersgevoeligheid vertoonde, een directe marktreferentie werd.

De diepere reden is dat de marktverwachtingen over de fotovoltaïsche cyclus lijken te veranderen.

Op de avond van de lancering van LONGi publiceerde Aiko zijn winstverwachting voor de eerste helft van 2026. Het bedrijf verwachtte een nettoverlies toerekenbaar aan aandeelhouders van RMB 680 miljoen tot RMB 790 miljoen. Het afschaffen van exportbelastingteruggaven, wisselkoersschommelingen en bijzondere waardeverminderingen drukten op de halfjaarcijfers. De positievere signalen kwamen van kwartaal-op-kwartaalprestaties: verliezen in het tweede kwartaal namen af in vergelijking met het eerste kwartaal, terwijl de ABC-moduleomzet, het aandeel buitenlandse verkopen en de brutomarge allemaal verbeterden.

De reactie van de markt suggereert dat, althans voor technologieleidende bedrijven, de moeilijkste fase mogelijk voorbij is. Of Aiko als eerste uit de cyclus kan komen en kan helpen bij een breder herstel van de industrie, hangt nog steeds af van het ABC-verschepingsvolume, de brutomarge, de capaciteitsbenutting en de operationele kasstroom.

Tegelijkertijd neemt de beleidsdruk om overcapaciteit te elimineren toe. De verplichte nationale norm getiteld "Minimaal toelaatbare waarden van energie-efficiëntie en energie-efficiëntieklassen voor kristallijne silicium fotovoltaïsche modules en omvormers," uitgebracht in juni, en beleidswijzigingen met betrekking tot het afschaffen van exportbelastingteruggaven voor fotovoltaïsche producten en het innen van verbruiksbelasting zijn beide duidelijke signalen dat de campagne van de industrie tegen destructieve interne concurrentie vordert.

Naarmate de externe omgeving krapper wordt, worden kostenverlaging, kwaliteitsverbetering en efficiëntiewinst overlevingskwesties. Conservatief of agressief, elke route zal uiteindelijk dezelfde test ondergaan. Alleen bedrijven die een gecombineerd voordeel opbouwen in productiekosten, productkwaliteit en technische innovatie, zullen in staat zijn om de volgende fase van de fotovoltaïsche industrie te definiëren.

Ooitech's Visie

De echte wedstrijd is niet simpelweg zilver versus koper. Het is of een metallisatiesysteem lage materiaalconsumptie kan combineren met stabiele opbrengst, beheersbare apparatuurafschrijving, betrouwbare module-interconnectie en bewezen damp-heat-prestaties. Koperpasta biedt eenvoudigere productielijncompatibiliteit, terwijl elektroplating fijnere, hogere aspectverhouding roosters kan leveren, maar strengere proces- en afvalwatercontrole vereist. De winnende route zal degene zijn die consistent presteert op gigawattschaal, niet degene met de sterkste claim op de lanceringsdag.