Tecnologia de Células de Quatro Cortes: O Próximo Código de Eficiência

Resposta rápida: A tecnologia de célula de quatro cortes divide uma célula completa em quatro partes ao longo da direção da barra coletora, o que reduz a corrente que cada parte transporta e, portanto, a perda resistiva na fita e nos dedos. A indústria passou de células completas para meio corte, para terço de corte, e o corte quádruplo é o próximo passo na mesma linha de raciocínio: menos corrente por parte significa fita mais fina e menor resistência em série, o que aumenta a potência do módulo. Os ganhos são visíveis nas classificações dos módulos — um layout de quatro cortes tem sido usado para alcançar módulos na classe de 760 W a 770 W, onde o design equivalente de três cortes fica mais próximo de 670 W a 680 W. Os custos são mais cortes por módulo, mais manuseio e um número maior de juntas de solda. As figuras de planejamento da indústria para capacidade de quatro cortes atingiram cerca de 50 GW em rodadas recentes, que é o ponto em que a questão das ferramentas se torna urgente.

Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech

Introdução

Nos últimos seis meses, um termo tem aparecido cada vez mais nos círculos fotovoltaicos: células de quatro cortes.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... uma onda de gigantes fotovoltaicos líderes apostou coletivamente nessa tecnologia. Lançamentos de novos produtos não param de surgir, e recordes de eficiência de módulos são quebrados repetidamente.

Alguns a chamam de "revolução tecnológica", outros dizem que é apenas uma "extensão natural das células de meio corte". Qual é a verdade? Por que os grandes players estão apostando nessa tecnologia juntos? Hoje vamos destrinchar tudo.

O Princípio: Por Que Cortar Células Importa

Antes de falar sobre células de quatro cortes, há uma questão fundamental que vale a pena dedicar dois minutos.

Muitas pessoas pensam que o objetivo do corte de células é "melhorar a eficiência". A rigor, essa afirmação não é bem precisa.

O corte não melhora a eficiência da célula, ele melhora a potência empacotada do módulo.

A eficiência da célula é assunto da própria célula. Quer você a corte ou não, a eficiência de uma única célula não muda. Mas, uma vez cortada em pedaços menores, a corrente se torna menor, e as perdas resistivas dessa corrente nas barras coletoras e fitas diminuem. Essa energia economizada acaba se manifestando como um aumento na potência de saída do módulo.

Lei de Joule, física do ensino fundamental: perda = I²R. Reduza a corrente pela metade, e a perda se torna um quarto.

A razão pela qual a tecnologia de meio corte se difundiu nos últimos cinco anos se resume a essa relação matemática incrivelmente simples.

O quatro cortes é uma extensão da mesma lógica: corte a corrente pela metade novamente, e a perda cai para um quarto novamente. Atualizar um módulo de meio corte para quatro cortes proporciona um ganho de potência de aproximadamente 10-20W, correspondendo a uma melhoria de eficiência de 0,3-0,5 pontos percentuais.

Isso pode não parecer muito. Mas no ambiente de preços atual, esses 0,3 ponto percentual podem ser a diferença entre ganhar ou não uma licitação.

Por Que Agora? Os Impulsionadores de Mercado

O princípio técnico das células de quatro cortes não é novo; já se discutia isso há pelo menos cinco anos. Mas a verdadeira produção em massa só aconteceu nos últimos seis meses.

Por quê?

Porque as condições do lado da demanda mudaram.

A primeira mudança é a política. Em 15 de junho, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação da China divulgou um padrão de classificação e categorização para módulos fotovoltaicos, classificando-os em quatro níveis por eficiência de conversão, com o nível mais baixo estabelecido em 23,4%. Embora nominalmente um padrão recomendado, as compras de empresas estatais provavelmente o citarão diretamente. Para os fabricantes de módulos, isso não é uma questão de "fazer ou não", é uma questão de "fazer ou ser eliminado".

O quatro cortes pode ser adaptado em linhas de produção existentes, com ciclos curtos, baixo investimento e resultados rápidos. Este é o primeiro impulsionador do boom do quatro cortes: é o caminho mais rápido para atender ao limite de eficiência nas linhas existentes.

A segunda mudança é o cenário competitivo. TOPCon a tecnologia está se tornando cada vez mais homogeneizada, e a diferença de eficiência das células entre os players diminuiu para dentro de 0,2 pontos percentuais. Nessa situação, a otimização da embalagem no lado do módulo tornou-se um dos poucos lugares restantes para criar diferenciação.

Em outras palavras, o espaço para espremer água no lado da célula praticamente secou, e agora é a vez do lado do módulo.

O Verdadeiro Desafio: Passivação de Borda e Rendimento

Dito isso, quatro cortes não é apenas uma questão de fatiar e pronto.

Depois que uma célula é cortada em quatro pedaços, a área de dano na borda de corte é o dobro da tecnologia de meio corte. Se não for tratado, esse dano causa severa recombinação de portadores, o que na verdade reduz a eficiência; a célula cortada pode acabar pior que uma não cortada.

Então a dificuldade central do processo de quatro cortes não é o "corte", mas a passivação de borda posterior.

Existem várias abordagens mainstream hoje: a Tongwei usa sua tecnologia de passivação de borda TPE desenvolvida internamente, que, segundo informações públicas, tem bom desempenho. Outros players líderes têm cada um suas próprias soluções, mas poucos detalhes são divulgados publicamente.

Passivação de borda parece uma frase, mas fazê-la é um esforço de engenharia de sistemas. A escolha do material da camada de passivação, controle de espessura, uniformidade, compatibilidade com processos de empacotamento subsequentes... cada etapa exige ajustes repetidos. É precisamente por isso que as empresas capazes de produzir em massa quatro cortes ainda estão concentradas entre os poucos líderes.

Outra questão prática é o rendimento. Quanto mais fino o corte, maior o risco de fragmentação. Um amigo em uma fábrica de módulos me disse que a taxa de fragmentação do quatro cortes é 2-3 pontos percentuais maior que a do meio corte, o que tem impacto direto no custo.

O número de pontos de solda também é uma questão. Um módulo de quatro cortes tem o dobro de pontos de solda de um de meio corte e quatro vezes o de uma célula inteira. Cada ponto de solda é um ponto potencial de falha. Se ele suporta o teste de confiabilidade de longo prazo de um período de garantia de 25 anos, francamente, ainda não há dados operacionais do mundo real suficientes para responder a essa pergunta.

O Que os Principais Players Estão Fazendo

O que as principais empresas fotovoltaicas estão fazendo? Com base nas informações públicas atualmente disponíveis:

A Tongwei está se movendo de forma mais agressiva. Sua série TNC 3.0 adota a abordagem de quatro cortes, com potência máxima atingindo 770W e eficiência de 24,8%, colocando-a na primeira linha entre os módulos produzidos em massa. A passivação de borda usa sua tecnologia TPE desenvolvida internamente.

A 3ª geração Vertex da Trina Solar também adota quatro cortes, com potência atingindo o nível de 760W. A Trina há muito tempo tem profunda acumulação em empacotamento de módulos, e desta vez trouxe todo o seu arsenal.

O Tiger Neo 3.0 da Jinko também optou por quatro cortes, a 670W. A estratégia da Jinko sempre foi estável, não perseguindo parâmetros extremos, mas valorizando a consistência da produção em massa.

O caminho da LONGi é diferente. Em vez de empilhar quatro cortes sobre TOPCon, a LONGi foi direto para a rota BC, usando a alta eficiência inerente da tecnologia de contato traseiro para resolver o problema. Os módulos BC atingem 680W em produção em massa, com uma meta de embarque para 2026 superior a 50GW. Este é um manual diferente, essencialmente apostando na vantagem geracional de uma rota tecnológica de células.

O ASTRON 7 Pro da Chint New Energy também adota a abordagem de quatro cortes, a 670W.

A partir desses produtos, você pode ver uma divergência interessante: a maioria das empresas opta por empilhar quatro cortes nas linhas TOPCon existentes para "estender sua vida útil", enquanto a LONGi opta por pular essa etapa e apostar diretamente na BC. Qual estratégia vencerá no final, é cedo demais para concluir.

Benefícios Reais para Proprietários de Usinas de Energia

Para investidores e proprietários de usinas de energia, os módulos de quatro cortes oferecem dois benefícios práticos.

Primeiro, melhor desempenho em baixa luminosidade. Os módulos de quatro cortes têm corrente operacional mais baixa, então em cenários de luz fraca, como início da manhã, fim da tarde, dias nublados e inverno, a perda de geração é menor. Não subestime essa diferença; quando convertida em ganhos anuais de geração, o impacto no retorno sobre o investimento é muito real.

Segundo, maior resistência ao sombreamento. O circuito interno de um módulo de quatro cortes é dividido em strings mais finas, então quando parcialmente sombreado (sombras de árvores, excrementos de pássaros, acúmulo de poeira), o impacto na saída do módulo inteiro é menor. Isso é especialmente significativo para cenários de telhados distribuídos, onde as condições de sombreamento do telhado tendem a ser complexas.

Claro, o trade-off é um preço de módulo ligeiramente mais alto. Mas considerando os ganhos de geração pela eficiência melhorada, o custo nivelado de eletricidade (LCOE) provavelmente será melhor.

Perspectiva: Uma Escolha Pragmática para a Janela Atual

Aqui estão alguns julgamentos pessoais, para referência.

No curto prazo, o quatro cortes se tornará um movimento padrão para o campo TOPCon. Com o padrão de classificação de eficiência do Ministério em vigor, nenhuma atualização significa nenhuma qualificação de licitação, uma restrição rígida. Espera-se que, a partir do segundo semestre de 2026 até 2027, as linhas TOPCon das principais empresas completem amplamente a atualização de quatro cortes.

No médio prazo, à medida que os processos amadurecem e os rendimentos melhoram, o prêmio de custo do quatro cortes diminuirá gradualmente. Até 2027-2028, a diferença de preço entre módulos de quatro cortes e não quatro cortes pode encolher para um nível insignificante. Nesse ponto, mudará da "opção premium" de hoje para uma "configuração básica".

No longo prazo, o quatro cortes é provavelmente uma solução transitória. A iteração tecnológica na indústria fotovoltaica nunca para, e novas estruturas de células ou métodos de encapsulamento podem surgir que tornem a questão de "quantos cortes" irrelevante.

Mas isso é assunto para depois.

Nesta janela atual, o quatro cortes é a escolha mais pragmática. O investimento é controlável, os resultados são rápidos, não trava uma rota e resolve o problema imediato.

No ambiente atual, onde os preços dos módulos foram levados abaixo de 1 yuan/W, a tecnologia que pode aumentar a eficiência e ganhar licitações da forma mais rápida e confiável é a boa tecnologia.

Nenhuma disrupção necessária, nenhuma revolução necessária.

Bom o suficiente, útil e pronto para usar agora, isso é suficiente.

Visão da Ooitech

A Ooitech acredita: A tecnologia de células de quatro cortes é atualmente o caminho mais pragmático, de baixo custo e de ação rápida para os fabricantes de módulos atenderem aos padrões de eficiência crescentes e se manterem competitivos no jogo de licitações.