無銀議論再燃

LONGiの最新製品発表により、太陽光発電業界の注目が再び太陽電池のメタライゼーションに向けられました。同社のいわゆる「技術の森」の中で、ACMは銀への依存を減らす可能性から中心的な焦点として際立っていました。

過去数年間、業界の議論のほとんどはTOPCon、HJT、BC技術の選択に集中していました。変換効率、モジュール出力、両面性が製品発表の主な舞台を占めていました。銀ペーストは常に太陽電池の重要なコスト項目でしたが、これほど注目されることはほとんどありませんでした。

年初の銀価格の急激な変動が議論を変えました。銀ペーストが太陽光発電製造コストに占める割合がポリシリコンを上回ると、 銀消費量の削減は、業界がもはや避けられない長期的な課題となりました。

N型セルの容量が拡大するにつれて、銀ペーストのコストはますます無視できなくなっています。 BCおよびHJT技術はメタライゼーションにより高い要求を課し、従来の銀削減方法は徐々にそのプロセス限界に近づいています。そのため、セルメーカーはグリッド材料、コンタクト構造、モジュール相互接続システムを再設計し始めています。

なぜ太陽光発電業界は銀消費量を削減する必要があるのか？

何十年もの間、銀は太陽光発電電極の最良の材料の一つとして広く受け入れられてきました。

優れた導電性、印刷性、化学的安定性を備えています。銀ペーストを中心としたスクリーン印刷、焼成、はんだ付けプロセスは、長年の量産実績により実証されています。太陽光発電モジュールは屋外で25～30年の運用が想定されるため、初期性能と同様にプロセスの成熟度も重要です。

問題は規模と価格です。

セルあたりの銀消費量を数ミリグラム削減しても、一見すると微々たるものに見えます。しかし、その量を年間数百ギガワットの生産量に掛け合わせると、財務的な影響は大きくなります。銀は産業用商品であると同時に金融資産でもあります。その価格は鉱山供給、投資需要、電子機器需要など、太陽電池メーカーがほとんど制御できない複数の要因に影響されます。

銀は主に他の採掘活動の副産物として生産されます。年間供給量が限られていることが、銀が貴金属としての地位を維持する理由の一つです。セルあたりの銀消費量が変わらなければ、 太陽光発電の生産量が増え続けると、業界が十分な銀を確保できなくなる状況が生じる可能性があります。

TOPConセルは両面にメタライゼーションが必要です。HJTの低温プロセスには特殊なペースト配合が必要です。BCセルはすべての電極を裏面に移動させるため、電極パターンがより複雑になります。セルサイズが異なると銀消費量を直接比較できないため、業界の「脱銀」という概念は実際にはいくつかの異なる技術レベルをカバーしています。

• 銀の継続使用： ファインフィンガー、超ファインフィンガー、MBB、SMBB、0BBを使用して銀消費量を削減します。

• 銀被覆銅または銀銅複合ペースト： 銅が導電機能の大部分を担い、外側の銀層が耐酸化性、電気的接触性、はんだ付け性を向上させます。

• 銅ペーストまたは銅ベースの合金： 銅が従来の銀ペーストの大部分を置き換えます。

• 銅電解めっき： セル表面に直接銅電極を形成し、従来の銀ペースト印刷を回避します。

• アルミニウムによる銀の代替： 材料コストは低いですが、導電性と接触性能の管理がより困難です。

控えめな調整から抜本的な工程変更まで、あらゆるルートが同じ問いに答えようとしています： どれだけの銀を節約できるか？どの程度の設備改造が必要か？効率は低下しないか？生産歩留まりは安定するか？そして、モジュールは25年後も信頼性を維持できるか？

従来技術は低銀消費へと向かう

現在、最も広く採用されている解決策は、銀ペーストの使用量を減らすことであり、完全に排除することではありません。

ファインおよびウルトラファインフィンガーは、直列抵抗を抑えつつグリッド線幅を低減します。MBBやSMBBはバスバーまたは配線数を増やし、電流が流れる横方向距離を短縮します。0BBは従来のバスバーを排除し、ワイヤーや複合フィルムがフィンガーから直接電流を収集できるようにします。

これらのオプションは、段階的な生産ラインのアップグレードに適しています。 メーカーは成熟したスクリーン印刷やモジュール生産設備を引き続き使用でき、プロセスリスクを比較的管理しやすく保てます。JinkoSolarなどのTOPConメーカーは0BBをさらに進化させており、HJTメーカーはファインフィンガー、0BB、銀被覆銅ペーストを組み合わせることが多いです。

銀被覆銅はもう一つの重要なルートです。

銅粉が電流を運び、銀被覆が銅を保護し、はんだ付け性能を向上させます。銅含有量が増えるにつれて、グリッド線あたりの銀消費量は徐々に減少します。Huasunは銀被覆銅ペーストをHJT量産に導入し、より高い銅含有量の処方を開発し続けています。Risen EnergyなどのHJTメーカーも低銀ペースト技術を推進しています。

このルートの利点は、生産ラインの改造が比較的限定的で、材料コスト低減への明確な道筋があることです。主な課題は、被覆の均一性、銅の拡散、ペーストの保存安定性、印刷性、はんだ接合部の信頼性です。これらの問題は銀含有量が減少するにつれて顕著になります。

図1. 銀被覆銅ペースト接点のカラー走査型電子顕微鏡画像

低銀派の中でも意見の相違があります。

4月23日、JA Solarは「銀含有量を確保し、JA Solarは引き続き信頼できる選択肢を提供する」という記事を発表しました。この記事では、モジュールの銀含有量がその基本的な品質に影響を与えると主張し、同社が引き続き銀ペーストを使用することを明確に述べています。JA Solarの核心的な立場は、銀グリッド線はすでに長期的な検証を通過している一方、銅とアルミニウムは酸化、腐食、界面安定性に関する未解決の問題に直面しているというものです。

Tongweiは、銀を長期的なモジュール信頼性を支える「バラストストーン」と表現しています。Trina Solarも、銀の削減は明確なトレンドであるが、その実施には顧客の長期的なリターンを考慮する必要があると述べています。これらの企業も銀被覆銅や純銅ソリューションを開発していることに注意することが重要です。即時の大量展開に対する態度は慎重かもしれませんが、無銀技術の研究を放棄したわけではありません。

銀削減戦略の限界は明らかです。銀の消費量をどれだけ減らしても、太陽光発電製造は貴金属に依存し続け、制御不能な価格変動に直面します。TOPCon自体と同様に、従来の銀削減方法は技術的な限界に近づくにつれて収穫逓減をもたらす可能性があります。競争の激しい市場では、保守的なルートを選ぶことは、好みというよりも生存の問題である場合があります。

ACM：破壊的技術か、過渡的技術か？

LONGiの発表から1週間後、Tongweiは「無銀モジュール：罠か本物か？決断する前にこれを読んでください」という記事を発表しました。その冒頭の警告は直接的でした：「無銀モジュールを盲目的に設置しないでください。これらの3つの問題を事前に理解していなければ、3〜5年後に後悔しても手遅れになるかもしれません。」この声明は、業界の技術陣営間の顕著な違いを浮き彫りにしました。

従来のメーカーが好む段階的な削減戦略とは異なり、BC企業は積極的に従来のグリッド材料を置き換えています。

銀自体は優れた導電性を持っています。しかし、太陽電池グリッドは純銀ではなく銀ペーストを使用します。銅はガラスやその他の添加物を含む銀ペーストよりも優れた導電性を提供でき、コストもはるかに低くなります。問題は、銅がシリコンウェーハに侵入すると深い準位欠陥を生成し、少数キャリア寿命を低下させる可能性があることです。長期的なモジュール動作中、銅は酸化、拡散、湿熱、界面経年劣化にも耐える必要があります。これらのリスクに対処するには、バリア層、コンタクト構造、ペースト配合、焼成ウィンドウ、封止システムの協調的な開発が必要です。

LONGiのACM技術は、ナノ合金システムとマトリックスコンタクト構造を通じてこれらの矛盾を解決しようとしています。

LONGiの公開情報によると、ACMはHPBCおよびHIBCバックコンタクトセル向けに開発された次世代銅合金メタライゼーションソリューションです。ナノスケールのバリア層、銅合金導電、マトリックスポイントコンタクトの3つの要素を組み合わせています。LONGiは、この構造がセル効率を向上させ、銀消費を大幅に削減し、生産歩留まりを低下させることなく長期的なモジュール信頼性を強化できると述べています。

図2. LONGiのACMナノ合金マトリックスコンタクト技術の発表イベント

技術分類の観点から見ると、 ACMは銅ベースのペーストまたは銅合金メタライゼーションファミリーに属します。 印刷プロセスとの強い関連性を保持しており、そのため既存のセル生産設備との互換性が高くなっています。大量の設置済み生産能力を運用するメーカーにとって、この互換性は実用的な価値があります。新しい材料は、大規模製造に導入されて初めて意味のあるコストメリットを生み出せます。

LONGiの公開コミュニケーションでは、従来の銀ペーストの代替と銀消費の大幅削減が強調されています。しかし、完全な合金組成や各金属の比率は開示されていません。現在入手可能な業界情報に基づくと、ACMは銅主体の合金システムを使用しており、シード層やコンタクト層に少量の銀を保持している可能性があります。したがって、ACMを深い銀削減技術または従来の銀ペーストを排除する経路として分類する方が正確かもしれません。「純銅」や「完全無銀」と説明する主張は、より詳細な検討が必要です。

それでも、太陽光発電製造は最終的には1ワットあたりの貴金属使用量、その結果としてのコスト削減、および追加の設備投資に関係しています。銀消費が急激に減少すれば、 合金システムに少量の銀が残っていても、ACMは明確な経済的意義を持ちます。 新しく導入された技術として、その実際の量産性能と現場での結果は、証明に時間を要するでしょう。

銅めっき：注目を浴びずに進展

最近の発表の興奮の中で、あまり注目されていない点があります： 銅めっきに基づく完全無銀製品がすでに市場に出荷されています。

Aikoは、BC技術に取り組む別の企業であり、 銅電解めっきを使用してセル電極を形成します。 このプロセスは一般に、パターニング、シード層またはバリア層の堆積、銅めっき、および外側保護層の適用を含みます。シード層は電気的接触を確立し、銅がシリコンに拡散するのを防ぎます。銅グリッドは導電性を提供し、外側金属層は耐酸化性と相互接続をサポートします。

銅電解めっきとACMはどちらも銀ペーストへの依存を減らしますが、その製造経路は大きく異なります。

ACMは銅ベースの合金ペースト、マトリックスコンタクト、および印刷関連プロセスを使用します。Aikoは銀ペースト印刷を回避し、電解めっきによって銅電極を成長させます。電解めっきされたグリッド線は比較的高いアスペクト比を達成でき、より細く、より厚くなります。これにより、十分な導電断面積を維持しながら、影の影響を低減します。

ACMや従来の銀ペーストメタライゼーションとは異なり、Aikoの銅電解めっき技術は高温焼成を必要としません。これにより、処理中のシリコンウェーハへの熱損傷が低減され、太陽電池の効率ポテンシャルを間接的に高めることができます。

プロセス障壁も明らかです。銅電解めっきは、パターニング、コーティング、めっき、洗浄、廃水処理を含むより多くの生産工程を必要とします。設備投資はより高く、プロセス制御ポイントが多く、初期の立ち上げ段階では生産歩留まりの安定化がより困難になる可能性があります。

図3. 結晶シリコン太陽電池用のインラインNi/Cu/Ag電解めっきメタライゼーション装置

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, 無銀銅相互接続を使用した累積量産は20 GWを超えています。

どうやら、 Aikoは無銀メタライゼーションへの道をより早く開始しました。

市場にとって、この先行は、Aikoのソリューションがすでに設備投資、プロセス調整、プロジェクト検証を経ていることを意味します。最終的に競合技術よりも優れた性能を発揮できるかどうかは、ワットあたりのコスト、生産ラインの歩留まり、設備償却、長期信頼性に依存します。

銅めっきが製造コストを継続的に削減できる能力は、最初に達成したという称号よりも重要です。 アイコの業界への貢献は具体的で測定可能です。銅めっきはギガワット規模の製造と商業納入に達しました。このルートには実際の生産データとさらなる改善のための実用的な基盤があります。

アイコはすべての製造拠点でまったく同じメタライゼーションソリューションを使用しているわけではありません。入手可能な情報によると、 珠海拠点は無銀銅相互接続を使用していますが、義烏拠点は以前は主に低銀ソリューションに依存していました。 同社はまだすべての生産シナリオで完全な無銀化を達成していません。例えば、ユーティリティ規模の用途では、ABCモジュールはより細かい銀含有グリッドを使用して、メタライゼーション設計と両面性のバランスを取る場合があります。入手可能なデータによると、義烏拠点で生産された銀削減ABCモジュールは、従来設計に必要な銀の約70%を使用し、両面性85%を達成できます。

これは、アイコの商業的に確立された銅めっき技術でさえ、まだ最適化の余地があることを示しています。その残された可能性は、BC技術のより広範なコスト削減と効率向上の可能性と一致しています。

無銀メタライゼーションを巡るプロセス革新

ACMに加えて、ロンジーは0BB、シャングリング、導電性バックシート、隠しバスバープロセスを導入し、組み合わせたシステムを「技術の森」として提示しました。

個別に見ると、これらのプロセスは初めて登場するわけではありません。ロンジーのプレゼンテーションの主な強みの一つは、異なるプロセスステップをACMを中心に整理し、完全なシステムとして提示した方法でした。これにより、太陽光発電製造における統合イノベーションの役割がより強調されました。

アイコは以前、同様の革新のいくつかを技術コンセプトとしてのみ提示するのではなく、商業製品にパッケージ化していました。2024年にリリースされた第3世代ABC「フルスクリーン」モジュールは、すでに精密重なり合い相互接続、隠しバスバー、0BB設計を使用していました。SNEC 2026で、同社は第4世代ABC製品「フルスクリーンウルトラ」を発表しました。必要な沿面距離を削減することで、設計は非発電面積をさらに20%削減しました。

図4. SNEC 2026で展示されたアイコG4フルスクリーンウルトラモジュール

異なる技術ルートは、モジュールの有効発電面積を増やすことに関して、まれな一致点に達しています。 競争の次の段階も、依然として製造現場で決まるだろう。 複数の設計改善を組み合わせると、テストサンプルの出力定格は急速に上昇する可能性がある。大規模生産の達成と長期的な市場検証の通過ははるかに困難である。BC製品とTOPCon製品の両方には、まだ長い道のりが待っている。

重要なのはイノベーションの論理である

LONGiの発表の翌日、Aikoの株価はまずストップ高に達し、太陽光発電設備株の幅広い反発を牽引した。この反応はすぐに業界全体で話題となった。

短期資金はテーマ、期待、バリュエーションの柔軟性を取引する傾向があるため、この2つの出来事を直接的な因果関係として扱うべきではない。LONGiの発表は、銅メタライゼーション、BC技術、モジュールプロセス最適化への市場の注目を強めた。 したがって、関連技術を早期に商業化し、株価感応度が高いAikoが直接的な市場の参照点となったのは驚くことではない。

より深い理由は、太陽光発電サイクルに関する市場の期待が変化しているように見えることである。

LONGiの発表の夜、Aikoは2026年上半期の業績予想を発表した。同社は株主帰属純損失が6億8000万元から7億9000万元になると予想した。輸出税還付の廃止、為替変動、減損引当金が上半期の業績に影響を与えた。よりポジティブなシグナルは四半期ごとの業績からもたらされた。第2四半期の損失は第1四半期に比べて縮小し、ABCモジュールの収益、海外販売比率、粗利益率はすべて改善した。

市場の反応は、少なくとも技術リーダー企業にとっては、最も困難な段階が過ぎた可能性があることを示唆している。Aikoが最初にサイクルを脱し、業界全体の回復を牽引できるかどうかは、ABCの出荷量、粗利益率、設備稼働率、営業キャッシュフローにかかっている。

同時に、過剰生産能力を排除するための政策圧力が高まっている。6月に発表された「結晶シリコン太陽光発電モジュールおよびインバータのエネルギー効率の最小許容値とエネルギー効率グレード」という強制国家規格、および太陽光発電の輸出税還付の廃止と消費税の徴収に関する政策変更は、業界の破壊的な内部競争に対する取り組みが前進していることを示す明確なシグナルである。

外部環境が厳しくなるにつれ、コスト削減、品質向上、効率改善は存続の問題となっています。保守的であれ積極的であれ、各ルートは最終的に同じ試練に直面することになります。 生産コスト、製品品質、技術革新において複合的な優位性を確立した企業だけが、太陽光発電産業の次の段階を定義できる立場にあります。

Ooitechの見解

本当の競争は、単に銀対銅ではありません。それは、低材料消費と安定した歩留まり、管理可能な設備償却、信頼性の高いモジュール接続、実証済みの耐湿熱性能を組み合わせることができるかどうかです。銅ペーストは生産ラインとの互換性が容易ですが、電気めっきはより細かくアスペクト比の高いグリッドを実現できる一方、より厳格なプロセスと廃水管理が求められます。勝利するルートは、ギガワット規模で一貫した性能を発揮するものであり、発売時の主張が最も強いものではありません。