丨证券研究报告丨
行业研究丨专题报告丨机械
详解电镀铜：技术工艺、量产进展及应用趋势[Table_Title]
报告要点
金属化降本势在必行，激光转印、电镀铜等新型工艺逐步进入产业化阶段。电镀铜以电镀制备[Table_Summary]
铜栅线替代传统丝网印刷银浆的电极化方式，提效降本优势明显。技术环节包括种子层制备、
图形化工艺和电镀及后处理工序。其中，图形化工艺为核心工艺环节，技术难度和壁垒更高。
目前头部电池厂商积极推进电镀铜量产验证，单GW 新增设备投资预计 1-1.5 亿元，图形化和
电镀环节设备价值量可观。包括帝尔激光、捷佳伟创、东威科技等设备公司针对电镀铜各工艺
环节积极布局，未来有望受益电镀铜产业化推进。
分析师及联系人
[Table_Author]
赵智勇臧雄倪蕤
SAC：S0490517110001 SAC：S0490518070005 SAC：S0490520030003
请阅读最后评级说明和重要声明
丨证券研究报告丨
2022-08-21cjzqdt11111
机械
[Table_T itle2]行业研究丨专题报告
详解电镀铜：技术工艺、量产进展及应用趋势
[Table_Rank] 投资评级 看好丨维持
电镀铜：去银化新型技术，助力[Table_Summary2]N 型时代降本 市场表现对比图(近12 个月)
光伏电池成本差异主要体现在非硅成本，在 N 型电池时代，银浆占成本比重提升明显。低银化[Table_Chart]
机械 沪深300指数
和去银化成行业降本重要方向，除银包铜等新型浆料外，激光转印、电镀铜等金属化工艺逐步7%
进入产业化量产阶段。电镀铜制备铜栅线替代传统丝网印刷银浆的电极化方式，提效降本优势-7%
-20%
明显：1）铜栅线电阻率一般比银栅线低 2-3 倍，且电极形态较好，线宽可以做到20μm 以下，
-34%
能够降低电极遮挡损耗和接触损耗。2）通过栅线材料的变化，直接解决光伏电池片成本中银 2021/8 2021/12 2022/4 2022/8
浆成本占比较高的问题，对 N 型电池降本效应更为突出。同时，双面电镀制造效率明显提升。 资料来源：Wind
技术工艺：包括种子层制备、图形化和电镀，技术路径多样
相关研究
电镀铜核心环节包括种子层制备、图形化工艺和电镀及后处理工序。目前种子层制备仍是电镀
铜必要工序，具体工艺而言，制备方式包括： 1）采用 PVD 或者化学镀的形式来实现大面积沉o[Table_Report]《新消费赛道崛起，渗透率快速提升》 2022-07-
积；2）近年来，技术或向种子层选择性制备方向变革，可通过激光转印+掺杂的方式实现。种29
子层可改善电极与 TCO 膜附着性能，常见的种子层包括镍镀层、铜镍镀层和铜镍银三镀层等。o《金刚线：细线化大势所趋，钨丝引领技术变革
新方向》2022-07-27
图形化为电镀铜的核心工艺环节，技术路径包括激光、光刻等方式。图形化主要通过对掩膜的
o《工程机械出口持续高增，驱动因素及持续性如
选择性刻蚀，形成掩膜-种子层-掩膜的交替排列结构，铜离子仅在种子层暴露处沉积，从而形
何？》2022-07-25
成特定排列的电极。目前图形化工艺主要包括光刻（掩膜光刻、激光直写）、激光（激光开槽、
激光转印+掺杂）等方式。1）基于PCB 的图形化工艺是在种子层沉积感光胶层，对特定区域
曝光可采用底片(传统曝光)、掩膜或激光直写技术。相较传统曝光，激光直写在精度、自动化
水平等方面具有优势；2）区别于沉积感光胶层作为掩膜，氮化硅等薄膜本身即兼顾介电层和
掩膜功能，可以通过激光开槽等方式来实现图形化工艺，同时也可以采用激光方案进行种子层
选择性制备。图形化工艺为光伏电镀铜核心工艺环节，技术难度和壁垒较高，并且图形化环节
设备在光伏电镀铜产线投资额占比较高，或超过后道电镀及后处理设备。在图形化技术工艺中，
激光的方案或更加适合光伏电池大规模量产要求，逐步导入量产阶段。
电镀环节影响电极均匀性。电镀环节需要重点关注一致性和均匀性等问题。电镀环节设备主要
包括水平电镀和垂直电镀。垂直电镀技术成熟，但电极均匀性相对 较差。而水平电镀设备技术
相对先进，较好地改善电镀不均匀等问题，但设备工艺复杂，设备价值量或较高，需定期检修
更换组件且对人工及系统操作提出更高要求。
趋势展望：量产逐步推进，图形化和电镀环节设备价值量可观
从设备端看，铜电镀需要在现有产线额外增加种子层沉积设备、图形化设备、电镀设备等，新
增设备投资预计 1-1.5 亿元/GW。目前，电镀铜工艺已开始逐步导入量产阶段，当前布局研发
电镀铜工艺的公司包括隆基绿能、通威股份等，同时，爱旭股份也在布局无银化技术。2021 年
下半年以来国内电镀铜工艺设备验证及量产化应用持续推进目前布局电镀铜各工艺环节设备
的公司除捷佳伟创、迈为股份提供部分设备外，在核心图形化环节设备厂商包括帝尔激光、芯
碁微装；电镀设备公司包括东威科技、捷德宝、太阳井等。2021年下半年以来国内电镀铜工艺
设备量产化验证持续推进。
风险提示
1、电镀铜工艺量产化进度不及预期；
更多研报请访问
2、电镀铜工艺渗透不及预期。
长江研究小程序
请阅读最后评级说明和重要声明
行业研究 | 专题报告
目录
电镀铜：去银化新型技术，助力 N 型时代降本 .............. 4
技术工艺：包括种子层制备、图形化和电镀，技术路径多样 ....... 6
种子层制备：大面积沉积 VS 选择性制备 .................. 7
图形化：核心工艺环节，方案包括激光、光刻等不同选择 ............. 7
电镀及后处理：影响电极均匀性，垂直和水平电镀各有优势 ............... 10
TOPCon 电镀铜工艺环节或相对简化 ................ 12
趋势展望：量产逐步推进，图形化和电镀环节设备价值量可观 ........ 14
图表目录
图 1：TOPCon 电池片成本构成情况 .................. 4
图 2：HJT 电池片成本构成情况 ................... 4
图 3：低温银浆制备银电极与铜电极形态对比 .................. 5
图 4：电镀铜栅线可以做的更细 ................... 5
图 5：铜栅线转换效率较银栅线有所提升 ................... 5
图 6：核心工艺包括种子层沉积、图形化工艺和电镀及后处理工序 .............. 6
图 7：HJT 电镀铜工作原理 ................... 7
图 8：图形化工艺形成掩膜-种子层-掩膜的交替排列结构................ 8
图 9：光刻直写设备原理示意图 ................... 9
图 10：直写光刻、接近/接触式光刻以及投影式光刻示意图 ........... 9
图 11：激光开槽和激光转印+激光掺杂进行图形化工艺 ................ 10
图 12：电镀铜中电流密度差异或产生栅线孔洞，影响形态和性能 ............. 11
图 13：电流密度和镀液浓度影响铜栅线形态 .................. 11
图 14：垂直电镀和水平电镀设备 ...................... 12
图 15：水平电镀电流密度分布较电池片更均匀，镀膜均匀性更好 ............. 12
图 16：TOPCon 电池中，激光开槽去除钝化层绘制出栅线图案 .......... 13
图 17：一种比较典型的 TOPCon 铜电镀工艺流程 ................ 14
图 18：电镀铜新增种子层沉积、镀掩膜、曝光显影、电镀等工艺设备 ............. 15
表 1：银栅线与铜栅线参数对比 ................... 5
表 2：PCB 曝光精度要求不断提升 ..................... 9
表 3：部分电镀铜铜栅线性能影响因素 .................... 11
表 4：不同企业或机构对电镀铜电镀方式、图形化工艺的探索 ............ 14
表 5：电镀铜相关企业最新进展 ................. 15
请阅读最后评级说明和重要声明 3 / 17
8YgWrUqVmMoPaQaO8OoMnNsQmOfQrRvNlOsQpM7NsQsRvPnOqQvPoNqO
行业研究 | 专题报告
电镀铜：去银化新型技术，助力 N 型时代降本
银浆目前仍是光伏电池片主流的电极金属化材料，银浆成本占据电池片总成本较大比例，
尤其是 TOPcon、HJT 等 N 型电池片技术出现，银浆成本占比从PERC 电池的 10-11%
显著提升至20%以上，银浆耗量较 PERC 电池有较大提升。以单片电池银浆耗量为例，
根据 CPIA，2021 年 M6 尺寸的 P 型电池平均银浆耗量（正银+背银）96.4mg/片，而 N
型技术 TOPCon 电池头部企业银浆耗量（正银+背银）耗量 145.1mg/片，HJT电池双
面低温银浆消耗量达到约 190mg/片，均较PERC 银浆耗量有较大幅度的提升。
对应光伏电池成本构成来看，虽然硅片占据了电池成本的 50%左右，但硅片的类大宗商
品属性决定了电池厂商在硅片成本方面很难有差异性，因此，成本方面的差异主要体现
在非硅成本方面，而银浆又占到非硅的很大比重，以 HJT 电池为例，银浆成本约占非硅
成本比重的50%左右，因此，金属化环节将成光伏产业推进降本的重中之重，低银化和
去银化是行业技术发展趋势。在金属化降本路径中，除银包铜等新型浆料外，激光转印、
电镀铜等金属化工艺逐步进入产业化量产阶段，有望较大程度带来金属化成本的下降。
图 1：TOPCon 电池片成本构成情况 图 2：HJT 电池片成本构成情况
资料来源：索比光伏网，长江证券研究所 资料来源：索比光伏网，长江证券研究所
电镀铜是去银化典型技术之一，以电镀铜制备铜栅线替代传统丝网印刷银浆的电极化方
式，从而达到去银并降本的目的。目前，电镀铜相较传统的银浆工艺优势相对突出，提
效降本优势明显，运用前景相对广阔。
铜栅线电阻损耗和栅线线宽优于传统丝网印刷制备的银栅线，可以实现0.2%以上
的效率提升。一方面，铜栅线电阻率低，一般比银栅线低 2-3 倍，且能够降低接触
电阻。另一方面，丝网印刷银栅线线宽较宽且线高一致性相对较差，尤其是低温银
浆结构松散，浆料间粘连且存在较多纳米级的孔洞影响载流子传输，增大电极电阻。
而电镀铜电极形态较好，线宽可以做到 20μm 以下，降低电极遮挡损耗和接触损
耗。
请阅读最后评级说明和重要声明4 /