무은(無銀) 논쟁 재점화: 은 사용량 감소, 구리 페이스트, 또는 구리 도금—어떤 경로가 더 신뢰할 수 있나?

무은 논쟁 재점화

LONGi의 최신 제품 출시는 태양광 산업의 관심을 다시 태양전지 금속화로 돌렸습니다. 소위 '기술 숲'의 다른 기술들과 비교했을 때, ACM은 은 의존도를 줄일 수 있는 잠재력 때문에 핵심 초점으로 부각되었습니다.

지난 몇 년 동안, 업계 논의의 대부분은 TOPCon, HJT, BC 기술 간의 선택에 집중되었습니다. 변환 효율, 모듈 출력, 양면성은 제품 출시에서 주요 무대를 차지했습니다. 은 페이스트는 항상 중요한 태양전지 비용 항목이었지만, 이 정도의 주목을 받은 적은 거의 없었습니다.

연초 은 가격의 급격한 변동이 논의를 바꾸었습니다. 은 페이스트가 폴리실리콘보다 태양광 제조 비용에서 더 높은 비중을 차지하게 되자, 은 소비량 감소는 업계가 더 이상 피할 수 없는 장기 과제가 되었습니다.

N형 셀 용량이 확장됨에 따라 은 페이스트 비용은 점점 더 무시하기 어려워지고 있습니다. BC 및 HJT 기술은 금속화에 더 높은 요구를 하며, 전통적인 은 저감 방법은 점차 공정 한계에 도달하고 있습니다. 따라서 셀 제조업체는 그리드 재료, 접촉 구조 및 모듈 상호 연결 시스템을 재설계하기 시작했습니다.

태양광 산업이 은 소비를 줄여야 하는 이유는 무엇인가?

수십 년 동안 은은 태양광 전극을 위한 최고의 재료 중 하나로 널리 인정받아 왔습니다.

뛰어난 전기 전도성, 인쇄성 및 화학적 안정성을 제공합니다. 은 페이스트를 중심으로 구축된 스크린 인쇄, 소성 및 솔더링 공정은 수년간의 양산을 통해 검증되었습니다. 태양광 모듈이 25~30년 동안 옥외에서 작동할 것으로 예상되므로, 공정 성숙도는 초기 성능만큼 중요합니다.

문제는 규모와 가격입니다.

셀당 은 소비량을 몇 밀리그램 줄이는 것은 사소해 보일 수 있습니다. 그러나 연간 수백 기가와트의 생산량에 그 양을 곱하면 재정적 영향은 상당해집니다. 은은 산업용 원자재이자 금융 자산입니다. 그 가격은 광산 공급, 투자 수요, 전자제품 수요 및 태양광 제조업체가 통제할 수 없는 여러 다른 요인에 의해 영향을 받습니다.

은은 또한 주로 다른 광업 활동의 부산물로 생산됩니다. 제한된 연간 공급은 은의 귀금속 지위를 유지하는 이유 중 하나입니다. 셀당 은 소비량이 변하지 않으면, 태양광 생산의 지속적인 성장은 결국 업계가 충분한 은을 확보할 수 없는 상황을 초래할 수 있습니다.

TOPCon 셀은 양면에 금속화가 필요합니다. HJT의 저온 공정은 특수 페이스트 제형이 필요합니다. BC 셀은 모든 전극을 후면으로 이동시켜 전극 패턴을 더 복잡하게 만듭니다. 다른 셀 크기의 은 소비량 수치는 직접 비교할 수 없으므로, 업계의 '탈은' 개념은 실제로 여러 가지 뚜렷한 기술 수준을 포함합니다:

• 은 사용 지속: 미세 핑거, 초미세 핑거, MBB, SMBB 및 0BB를 사용하여 은 소비량을 줄입니다.

• 은 도금 구리 또는 은-구리 복합 페이스트: 구리가 대부분의 전도 기능을 수행하고, 외부 은 층은 내산화성, 전기 접촉 및 납땜성을 향상시킵니다.

• 구리 페이스트 또는 구리 기반 합금: 구리가 기존 은 페이스트의 대부분을 대체합니다.

• 구리 전기 도금: 구리 전극이 셀 표면에 직접 형성되어 기존의 은 페이스트 인쇄를 우회합니다.

• 알루미늄이 은을 대체: 재료 비용은 낮지만 전기 전도성과 접촉 성능을 관리하기가 더 어렵습니다.

보수적인 조정에서 급진적인 공정 변경까지, 모든 경로는 동일한 질문에 답하려고 합니다: 얼마나 많은 은을 절약할 수 있습니까? 얼마나 많은 장비를 수정해야 합니까? 효율성이 저하됩니까? 생산 수율이 안정적으로 유지될 수 있습니까? 그리고 모듈은 25년 후에도 여전히 안정적으로 작동할 것입니까?

기존 기술이 낮은 은 소비량으로 이동

현재 가장 널리 채택된 해결책은 여전히 은 페이스트의 사용량을 줄이는 것이지 완전히 제거하는 것은 아닙니다.

미세 및 초미세 핑거는 그리드 라인 폭을 줄이면서 직렬 저항을 제어합니다. MBB와 SMBB는 버스바 또는 상호 연결 와이어의 수를 늘려 전류가 이동해야 하는 측면 거리를 단축합니다. 0BB는 기존 버스바를 제거하고 와이어 또는 복합 필름이 핑거에서 직접 전류를 수집할 수 있게 합니다.

이러한 옵션은 생산 라인의 점진적 업그레이드에 적합합니다. 제조업체는 성숙된 스크린 인쇄 및 모듈 생산 장비를 계속 사용할 수 있어 공정 리스크를 비교적 관리 가능한 수준으로 유지할 수 있습니다. JinkoSolar와 같은 TOPCon 생산업체는 0BB를 계속 발전시키고 있으며, HJT 제조업체는 종종 미세 핑거, 0BB 및 은 도금 구리 페이스트를 결합합니다.

은 도금 구리는 또 다른 중요한 경로입니다.

구리 분말이 전류를 전달하고, 은 코팅이 구리를 보호하며 납땜 성능을 향상시킵니다. 구리 함량이 증가함에 따라 그리드 라인당 은 소비량이 점차 감소합니다. Huasun은 HJT 양산에 은 도금 구리 페이스트를 도입했으며 더 높은 구리 함량의 제형을 계속 개발하고 있습니다. Risen Energy와 같은 HJT 제조업체도 저은 페이스트 기술을 발전시키고 있습니다.

이 경로의 장점은 생산 라인 개조가 비교적 제한적이며 재료비 절감을 위한 명확한 경로를 제공한다는 것입니다. 주요 과제로는 코팅 균일성, 구리 확산, 페이스트 저장 안정성, 인쇄성 및 납땜 접합 신뢰성이 있습니다. 이러한 문제는 은 함량이 감소함에 따라 더 두드러집니다.

그림 1. 은 도금 구리 페이스트 접점의 컬러 주사전자현미경 이미지

저은 진영 내에서도 의견 차이가 있습니다.

4월 23일, JA Solar는 "은 함량 보장, JA Solar는 계속해서 신뢰할 수 있는 선택을 제공합니다"라는 제목의 기사를 게재했습니다. 이 기사는 모듈의 은 함량이 기본 품질에 영향을 미친다고 주장하며 회사가 계속해서 은 페이스트를 사용할 것이라고 명확히 밝혔습니다. JA Solar의 핵심 입장은 은 그리드 라인이 이미 장기 검증을 통과했지만 구리와 알루미늄은 산화, 부식 및 계면 안정성과 관련된 해결되지 않은 문제에 직면해 있다는 것입니다.

통웨이는 은을 장기 모듈 신뢰성을 뒷받침하는 '밸러스트 스톤'이라고 설명했습니다. 트리나 솔라도 은 절감이 명확한 추세라고 밝혔지만, 그 구현은 고객의 장기 수익을 고려해야 한다고 말했습니다. 이들 기업이 은 코팅 구리 또는 순수 구리 솔루션도 개발 중이라는 점을 주목하는 것이 중요합니다. 즉각적인 대량 보급에 대한 태도는 신중할 수 있지만, 무은 기술 연구를 포기하지는 않았습니다.

은 절감 전략의 한계는 분명합니다. 은 소비량이 아무리 낮아져도 태양광 제조는 귀금속에 묶여 있으며 통제할 수 없는 가격 변동에 계속 직면합니다. TOPCon 자체와 마찬가지로, 기존의 은 절감 방법도 기술적 한계에 가까워질수록 수익이 감소할 수 있습니다. 치열한 경쟁 시장에서 보수적인 경로를 선택하는 것은 때로 선호의 문제라기보다 생존의 문제일 수 있습니다.

ACM: 파괴적 기술인가, 과도기적 기술인가?

롱기의 출시 일주일 후, 통웨이는 '무은 모듈: 함정인가, 진짜인가? 결정 전에 읽어보세요'라는 제목의 기사를 게재했습니다. 그 서두의 경고는 직접적이었습니다: "무은 모듈을 맹목적으로 설치하지 마십시오. 이 세 가지 문제를 미리 이해하지 않으면 3~5년 후 후회해도 늦을 수 있습니다." 이 성명은 업계 기술 진영 간의 뚜렷한 차이를 강조했습니다.

기존 제조업체가 선호하는 점진적 절감 전략과 달리, BC 기업들은 기존 그리드 재료를 적극적으로 대체하고 있습니다.

은 자체는 우수한 전도성을 가지고 있습니다. 그러나 태양전지 그리드는 순은이 아닌 은 페이스트를 사용합니다. 구리는 유리 및 기타 첨가제를 포함한 은 페이스트보다 더 나은 전도성을 제공하면서도 비용은 훨씬 저렴합니다. 문제는 구리가 실리콘 웨이퍼에 침투하면 깊은 준위 결함을 생성하고 소수 캐리어 수명을 감소시킬 수 있다는 것입니다. 장기 모듈 작동 중에 구리는 산화, 확산, 습열, 계면 노화도 견뎌야 합니다. 이러한 위험을 해결하려면 배리어 층, 접촉 구조, 페이스트 조성, 소성 창, 봉지 시스템의 조화로운 개발이 필요합니다.

롱기의 ACM 기술은 나노 합금 시스템과 매트릭스 접촉 구조를 통해 이러한 충돌을 해결하려고 시도합니다.

LONGi의 공개 정보에 따르면, ACM은 HPBC 및 HIBC 후면 접촉 셀을 위해 개발된 차세대 구리 합금 금속화 솔루션입니다. 이는 나노 스케일 배리어 층, 구리 합금 전도, 매트릭스 포인트 접촉의 세 가지 요소를 결합합니다. LONGi는 이 구조가 셀 효율을 향상시키고, 은 소비를 크게 줄이며, 생산 수율을 저하시키지 않으면서 장기 모듈 신뢰성을 강화할 수 있다고 밝혔습니다.

그림 2. LONGi의 ACM 나노 합금 매트릭스 접촉 기술 출시 행사

기술 분류 관점에서, ACM은 구리 기반 페이스트 또는 구리 합금 금속화 계열에 속합니다. 이는 인쇄 공정과 강한 연관성을 유지하므로 기존 셀 생산 장비와 더 호환됩니다. 대량의 설치 생산 능력을 운영하는 제조업체에게 이러한 호환성은 실용적 가치가 있습니다. 새로운 재료는 대규모 제조에 들어간 후에야 의미 있는 비용 절감 효과를 창출할 수 있습니다.

LONGi의 공개 커뮤니케이션은 기존 은 페이스트의 대체와 은 소비의 상당한 감소를 강조합니다. 그러나 완전한 합금 구성이나 각 금속의 비율은 공개하지 않았습니다. 현재 이용 가능한 업계 정보에 기반하여, ACM은 구리 우세 합금 시스템을 사용하는 것으로 보이며, 시드 또는 접촉 층에 소량의 은을 여전히 포함할 수 있습니다. 따라서 ACM을 깊은 은 절감 기술 또는 기존 은 페이스트를 제거하는 경로로 분류하는 것이 더 정확할 수 있습니다. "순수 구리" 또는 "절대적으로 무은"이라고 설명하는 주장은 여전히 더 면밀한 검토가 필요할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고, 태양광 제조는 궁극적으로 와트당 사용되는 귀금속 양, 결과적인 비용 절감, 추가 장비 투자에 관한 것입니다. 은 소비가 급격히 감소하면, 합금 시스템에 소량의 은이 남아 있더라도 ACM은 여전히 분명한 경제적 의미를 지닙니다. 새로 도입된 기술로서, 실제 양산 성능과 현장 결과는 입증하는 데 시간이 필요할 것입니다.

구리 전기 도금: 주목받지 못한 진전

최근 출시에 대한 흥분 이후, 한 가지 점이 덜 주목받았습니다: 구리 전기 도금 기반의 완전 무은 제품이 이미 시장에 출시되었습니다.

BC 기술을 연구하는 또 다른 회사인 Aiko는 구리 전기 도금을 사용하여 셀 전극을 형성합니다. 이 공정은 일반적으로 패터닝, 시드 또는 배리어 층 증착, 구리 도금, 외부 보호층 적용을 포함합니다. 시드 층은 전기적 접촉을 확립하고 구리가 실리콘으로 확산되는 것을 방지합니다. 구리 그리드는 전도성을 제공하며, 외부 금속 층은 산화 저항성과 상호 연결을 지원합니다.

구리 전해 도금과 ACM은 모두 은 페이스트에 대한 의존도를 줄이지만, 제조 경로는 매우 다릅니다.

ACM은 구리 기반 합금 페이스트, 매트릭스 접촉, 인쇄 관련 공정을 사용합니다. Aiko는 은 페이스트 인쇄를 건너뛰고 전해 도금을 통해 구리 전극을 성장시킵니다. 전해 도금된 그리드 라인은 비교적 높은 종횡비를 달성할 수 있어 더 좁고 두껍게 만들 수 있습니다. 이는 충분한 전도성 단면을 유지하면서 음영을 줄입니다.

ACM 및 기존 은 페이스트 금속화와 달리, Aiko의 구리 전해 도금 기술은 고온 소성이 필요하지 않습니다. 이는 공정 중 실리콘 웨이퍼에 대한 열 손상을 줄이고 태양 전지의 효율 잠재력을 간접적으로 높일 수 있습니다.

공정 장벽도 분명합니다. 구리 전해 도금은 패터닝, 코팅, 도금, 세척, 폐수 처리를 포함한 더 많은 생산 단계를 요구합니다. 장비 투자가 더 높고, 공정 제어 지점이 더 많으며, 초기 램프업 단계에서 생산 수율을 안정화하기가 더 어려울 수 있습니다.

그림 3. 결정질 실리콘 태양 전지용 인라인 Ni/Cu/Ag 전해 도금 금속화 장비

공개된 타임라인에 따르면, Aiko는 2021년에 무은 금속화 코팅 기술을 발표했습니다. 주하이에 있는 6.5GW ABC 프로젝트는 2022년 4분기에 생산에 들어갔습니다. 회사는 2022년 이후 무은 구리 상호 연결을 사용한 누적 양산이 20GW를 초과했다고 밝히고 있습니다.

보아하니 Aiko는 무은 금속화 경로에서 더 일찍 시작했습니다.

시장의 관점에서, 이러한 선두 주자 이점은 Aiko의 솔루션이 이미 장비 투자, 공정 조정, 프로젝트 검증을 거쳤다는 것을 의미합니다. 궁극적으로 경쟁 기술보다 우수한 성과를 낼 수 있는지 여부는 와트당 비용, 생산 라인 수율, 장비 감가상각, 장기 신뢰성에 달려 있습니다.

구리 전해 도금이 제조 비용을 지속적으로 절감할 수 있는 능력이 최초라는 타이틀보다 더 중요합니다. 업계에 대한 Aiko의 기여는 구체적이고 측정 가능합니다: 구리 전기 도금은 기가와트 규모의 제조 및 상업적 납품 단계에 진입했습니다. 이 경로는 이제 실제 생산 데이터와 추가 개선을 위한 실질적인 기반을 갖추고 있습니다.

Aiko는 모든 제조 기지에서 정확히 동일한 금속화 솔루션을 사용하지 않습니다. 이용 가능한 정보에 따르면 주하이 기지는 무은 구리 상호 연결을 사용하는 반면, 이우 기지는 주로 저은 솔루션에 의존했습니다. 회사는 아직 모든 생산 시나리오에서 완전한 무은 적용을 달성하지 못했습니다. 예를 들어, 유틸리티 규모의 응용 분야에서 ABC 모듈은 금속화 설계와 양면성을 균형 있게 맞추기 위해 더 미세한 은 함유 그리드를 사용할 수 있습니다. 이용 가능한 데이터에 따르면 이우 기지에서 생산된 은 절감형 ABC 모듈은 기존 설계에 필요한 은의 약 70%를 사용하며 85%의 양면성에 도달할 수 있습니다.

이는 또한 Aiko의 상업적으로 확립된 구리 전기 도금 기술조차도 최적화의 여지가 있음을 보여줍니다. 그 잔여 잠재력은 BC 기술의 더 넓은 비용 절감 및 효율 개선 가능성과 일치합니다.

무은 금속화를 중심으로 한 공정 혁신

ACM과 함께 LONGi는 0BB, 슁글링, 전도성 백시트 및 숨은 버스바 공정을 도입하여 결합된 시스템을 "기술 숲"으로 제시했습니다.

개별적으로 보면 이러한 공정이 처음 등장하는 것은 아닙니다. LONGi 프레젠테이션의 주요 강점 중 하나는 다양한 공정 단계를 ACM을 중심으로 구성하고 완전한 시스템으로 제시한 방식이었습니다. 이는 태양광 제조에서 통합 혁신의 역할에 더 큰 강조를 두는 데 도움이 되었습니다.

Aiko는 이전에 몇 가지 유사한 혁신을 기술적 개념으로만 제시하는 대신 상업용 제품에 통합했습니다. 2024년에 출시된 3세대 ABC "풀 스크린" 모듈은 이미 정밀 중첩 상호 연결, 숨은 버스바 및 0BB 설계를 사용했습니다. SNEC 2026에서 회사는 4세대 ABC 제품인 Full-Screen Ultra를 소개했습니다. 필요한 연면 거리를 줄임으로써 설계는 비발전 면적을 20% 추가로 줄였습니다.

그림 4. SNEC 2026에서 전시된 Aiko G4 Full-Screen Ultra 모듈

다양한 기술 경로는 모듈의 활성 발전 면적을 늘리는 데 있어 드물게 일치된 관점에 도달했습니다. 다음 단계의 경쟁은 여전히 제조 현장에서 결정될 것입니다. 테스트 샘플의 출력 등급은 여러 설계 개선이 결합될 때 빠르게 상승할 수 있습니다. 대규모 생산을 달성하고 장기적인 시장 검증을 통과하는 것은 훨씬 더 어렵습니다. BC와 TOPCon 제품 모두 아직 갈 길이 멀습니다.

혁신의 논리가 중요한 이유

LONGi의 출시 다음 날, Aiko의 주가는 먼저 상한가를 기록하며 태양광 장비 주식의 광범위한 반등을 도왔습니다. 이러한 반응은 업계 전반의 논의 주제가 되었습니다.

단기 자본은 테마, 기대, 밸류에이션 유연성을 거래하는 경향이 있으므로 두 사건을 직접적인 인과 관계로 취급해서는 안 됩니다. LONGi의 출시는 구리 금속화, BC 기술, 모듈 공정 최적화에 대한 시장의 관심을 강화했습니다. 따라서 관련 기술을 더 일찍 상용화하고 주가 민감도가 더 높았던 Aiko가 직접적인 시장 참고 대상이 된 것은 놀라운 일이 아닙니다.

더 깊은 이유는 태양광 사이클에 대한 시장 기대가 변화하고 있는 것처럼 보이기 때문입니다.

LONGi 출시 당일 저녁, Aiko는 2026년 상반기 실적 예상을 발표했습니다. 회사는 주주 귀속 순손실이 6억 8천만 위안에서 7억 9천만 위안에 이를 것으로 예상했습니다. 수출 세금 환급 폐지, 환율 변동, 손상 충당금 설정이 상반기 실적에 부담을 주었습니다. 더 긍정적인 신호는 전분기 대비 실적에서 나왔습니다: 2분기 손실은 1분기보다 줄었고, ABC 모듈 매출, 해외 판매 비중, 매출총이익률은 모두 개선되었습니다.

시장의 반응은 적어도 기술 선도 기업의 경우 가장 어려운 단계가 지났을 수 있음을 시사합니다. Aiko가 사이클에서 먼저 벗어나 더 넓은 업계 회복을 이끌 수 있을지는 여전히 ABC 출하량, 매출총이익률, 설비 가동률, 영업 현금 흐름에 달려 있습니다.

동시에 과잉 설비를 제거하려는 정책적 압력이 증가하고 있습니다. 6월에 발표된 '결정질 실리콘 태양광 모듈 및 인버터의 에너지 효율 최소 허용 값 및 에너지 효율 등급'이라는 제목의 강제 국가 표준과 태양광 수출 세금 환급 폐지 및 소비세 징수와 관련된 정책 변경은 모두 업계의 파괴적 내부 경쟁 반대 캠페인이 진행 중임을 보여주는 명확한 신호입니다.

외부 환경이 점점 더 팽팽해짐에 따라 원가 절감, 품질 향상, 효율 증대는 생존의 문제가 되고 있습니다. 보수적이든 공격적이든, 각 경로는 결국 동일한 시험대에 오르게 될 것입니다. 생산 원가, 제품 품질, 기술 혁신에서 복합적인 우위를 구축한 기업만이 태양광 산업의 다음 단계를 정의할 수 있는 위치에 서게 될 것입니다.

Ooitech의 견해

진정한 경쟁은 단순히 은 대 구리가 아닙니다. 핵심은 금속화 시스템이 낮은 재료 소비와 안정적인 수율, 관리 가능한 장비 감가상각, 신뢰할 수 있는 모듈 상호 연결, 그리고 검증된 내습열 성능을 결합할 수 있는지 여부입니다. 구리 페이스트는 생산 라인 호환성이 더 용이한 반면, 전기 도금은 더 미세하고 종횡비가 높은 그리드를 구현할 수 있지만 더 엄격한 공정 및 폐수 관리가 요구됩니다. 승리하는 경로는 출시 첫날의 주장이 가장 강한 것이 아니라, 기가와트 규모에서 일관된 성능을 보여주는 것이 될 것입니다.