O Debate Sem Prata Retorna

O lançamento do produto mais recente da LONGi mais uma vez direcionou a atenção da indústria fotovoltaica para a metalização de células solares. Comparada com as outras tecnologias em sua chamada "floresta tecnológica", a ACM se destacou como o foco central devido ao seu potencial para reduzir a dependência de prata.

Nos últimos anos, a maioria das discussões da indústria se concentrou na escolha entre as tecnologias TOPCon, HJT e BC. Eficiência de conversão, potência do módulo e bifacialidade ocuparam o palco principal nos lançamentos de produtos. A pasta de prata sempre foi um item de custo importante para células solares, mas raramente recebeu esse nível de atenção.

As flutuações acentuadas nos preços da prata no início do ano mudaram a conversa. Uma vez que a pasta de prata representou uma parcela maior dos custos de fabricação fotovoltaica do que o polissilício, reduzir o consumo de prata tornou-se uma questão de longo prazo que a indústria não podia mais evitar.

À medida que a capacidade de células do tipo N se expande, o custo da pasta de prata está se tornando cada vez mais difícil de ignorar. As tecnologias BC e HJT impõem demandas mais altas à metalização, enquanto os métodos tradicionais de redução de prata estão gradualmente se aproximando de seus limites de processo. Os fabricantes de células, portanto, começaram a redesenhar materiais de grade, estruturas de contato e sistemas de interconexão de módulos.

Por que a Indústria Fotovoltaica Precisa Reduzir o Consumo de Prata?

Por décadas, a prata tem sido amplamente aceita como um dos melhores materiais para eletrodos fotovoltaicos.

Oferece excelente condutividade elétrica, imprimibilidade e estabilidade química. Os processos de serigrafia, queima e soldagem construídos em torno da pasta de prata também foram comprovados por anos de produção em massa. Como se espera que os módulos fotovoltaicos operem ao ar livre por 25 a 30 anos, a maturidade do processo é tão importante quanto o desempenho inicial.

O problema é escala e preço.

Reduzir o consumo de prata em alguns miligramas por célula pode parecer insignificante. No entanto, multiplique essa quantidade por várias centenas de gigawatts de produção anual, e o impacto financeiro se torna substancial. A prata é tanto uma commodity industrial quanto um ativo financeiro. Seu preço é afetado pela oferta de minas, demanda de investimento, demanda eletrônica e vários outros fatores sobre os quais os fabricantes fotovoltaicos têm pouco controle.

A prata também é produzida principalmente como subproduto de outras atividades de mineração. Sua oferta anual limitada é uma das razões pelas quais mantém o status de metal precioso. Se o consumo de prata por célula permanecer inalterado, o crescimento contínuo da produção fotovoltaica poderia eventualmente criar uma situação em que a indústria simplesmente não consegue obter prata suficiente.

Células TOPCon requerem metalização em ambos os lados. O processo de baixa temperatura do HJT precisa de formulações de pasta especializadas. Células BC movem todos os eletrodos para a parte traseira, tornando o padrão de eletrodos mais complexo. Os números de consumo de prata para diferentes tamanhos de célula não podem ser comparados diretamente, então o conceito da indústria de "desprateamento" na verdade cobre vários níveis técnicos distintos:

• Uso contínuo de prata: Dedos finos, dedos ultrafinos, MBB, SMBB e 0BB são usados para reduzir o consumo de prata.

• Pasta de cobre revestido de prata ou compósito de prata-cobre: O cobre desempenha a maior parte da função condutora, enquanto a camada externa de prata melhora a resistência à oxidação, o contato elétrico e a soldabilidade.

• Pasta de cobre ou ligas à base de cobre: O cobre substitui a maior parte da pasta de prata convencional.

• Eletrodeposição de cobre: Eletrodos de cobre são formados diretamente na superfície da célula, contornando a impressão convencional de pasta de prata.

• Alumínio substituindo prata: O custo do material é menor, mas a condutividade elétrica e o desempenho de contato são mais difíceis de gerenciar.

De ajustes conservadores a mudanças radicais de processo, cada rota tenta responder às mesmas perguntas: Quanto prata pode ser economizada? Quanto equipamento precisa ser modificado? A eficiência será prejudicada? O rendimento da produção pode permanecer estável? E o módulo ainda terá desempenho confiável após 25 anos?

Tecnologias Convencionais Avançam para Menor Consumo de Prata

Atualmente, a solução mais amplamente adotada ainda é reduzir a quantidade de pasta de prata, em vez de eliminá-la completamente.

Dedos finos e ultrafinos reduzem a largura da linha de grade enquanto mantêm a resistência em série sob controle. MBB e SMBB aumentam o número de barras coletoras ou fios de interconexão, encurtando a distância lateral que a corrente deve percorrer. 0BB remove as barras coletoras convencionais e permite que fios ou filmes compostos coletem a corrente diretamente dos dedos.

Essas opções são adequadas para atualizações graduais de linhas de produção. Os fabricantes podem continuar usando equipamentos maduros de serigrafia e produção de módulos, mantendo o risco do processo relativamente gerenciável. Produtores de TOPCon, como a JinkoSolar, continuaram a avançar com 0BB, enquanto fabricantes de HJT frequentemente combinam dedos finos, 0BB e pasta de cobre revestida de prata.

O cobre revestido de prata é outra rota importante.

O pó de cobre conduz a corrente, enquanto o revestimento de prata protege o cobre e melhora o desempenho da soldagem. À medida que o teor de cobre aumenta, o consumo de prata por linha de grade cai gradualmente. A Huasun introduziu pasta de cobre revestido de prata na produção em massa de HJT e continua a desenvolver formulações com maior teor de cobre. Fabricantes de HJT, como a Risen Energy, também estão avançando tecnologias de pasta com baixo teor de prata.

A vantagem desta rota é que ela requer modificações relativamente limitadas na linha de produção e oferece um caminho claro para custos de material mais baixos. Os principais desafios incluem uniformidade do revestimento, difusão de cobre, estabilidade de armazenamento da pasta, imprimibilidade e confiabilidade das juntas de solda. Esses problemas se tornam mais pronunciados à medida que o teor de prata diminui.

Figura 1. Imagem de microscópio eletrônico de varredura colorida de um contato de pasta de cobre revestido de prata

Também há divergências dentro do campo de baixo teor de prata.

Em 23 de abril, a JA Solar publicou um artigo intitulado "Garantindo o Teor de Prata, a JA Solar Continua a Oferecer uma Opção Confiável." Nele, argumentou que o teor de prata de um módulo afeta sua qualidade subjacente e afirmou claramente que a empresa continuaria usando pasta de prata. A posição central da JA Solar é que as linhas de grade de prata já passaram por validação de longo prazo, enquanto o cobre e o alumínio ainda enfrentam questões não resolvidas envolvendo oxidação, corrosão e estabilidade da interface.

A Tongwei descreveu a prata como a "pedra de lastro" que sustenta a confiabilidade do módulo a longo prazo. A Trina Solar também disse que a redução de prata é uma tendência clara, mas sua implementação deve considerar o retorno de longo prazo dos clientes. É importante notar que essas empresas também estão desenvolvendo soluções de cobre revestido de prata ou cobre puro. Sua atitude em relação à implantação imediata em massa pode ser cautelosa, mas não abandonaram a pesquisa em tecnologias livres de prata.

A limitação das estratégias de redução de prata é clara. Não importa o quão baixo se torne o consumo de prata, a fabricação fotovoltaica permanece ligada a um metal precioso e continua a enfrentar flutuações de preço além de seu controle. Como o próprio TOPCon, os métodos convencionais de redução de prata podem apresentar retornos decrescentes à medida que se aproximam de seu teto técnico. Em um mercado intensamente competitivo, escolher uma rota conservadora pode às vezes ser menos sobre preferência e mais sobre sobrevivência.

ACM: Disrupção ou uma Tecnologia de Transição?

Uma semana após o lançamento da LONGi, a Tongwei publicou um artigo intitulado "Módulos Livres de Prata: Uma Armadilha ou a Realidade? Leia Isto Antes de Decidir." Seu aviso inicial foi direto: "Não instale módulos livres de prata cegamente. Se essas três questões não forem compreendidas antecipadamente, pode ser tarde demais para se arrepender após três a cinco anos." A declaração destacou a diferença acentuada entre os campos técnicos da indústria.

Ao contrário da estratégia de redução gradual favorecida pelos fabricantes convencionais, as empresas de BC estão ativamente substituindo os materiais tradicionais de grade.

A prata em si tem excelente condutividade. As grades de células solares, no entanto, usam pasta de prata em vez de prata pura. O cobre pode fornecer melhor condutividade do que a pasta de prata contendo vidro e outros aditivos, enquanto custa muito menos. O problema é que o cobre que entra na pastilha de silício pode criar defeitos de nível profundo e reduzir o tempo de vida dos portadores minoritários. Durante a operação de longo prazo do módulo, o cobre também deve suportar oxidação, difusão, calor úmido e envelhecimento da interface. Abordar esses riscos requer o desenvolvimento coordenado de camadas de barreira, estruturas de contato, formulações de pasta, janelas de queima e sistemas de encapsulamento.

A tecnologia ACM da LONGi tenta resolver esses conflitos por meio de um sistema de nano-liga e estrutura de contato de matriz.

De acordo com as informações públicas da LONGi, a ACM é uma nova geração de solução de metalização de liga de cobre desenvolvida para células de contato traseiro HPBC e HIBC. Ela combina três elementos: uma camada de barreira em nanoescala, condução de liga de cobre e contatos pontuais de matriz. A LONGi afirma que essa estrutura pode melhorar a eficiência da célula, reduzir substancialmente o consumo de prata e fortalecer a confiabilidade de longo prazo do módulo sem reduzir o rendimento da produção.

Figura 2. Evento de lançamento da tecnologia ACM de nano-liga de matriz de contato da LONGi

Do ponto de vista da classificação técnica, a ACM pertence à família de pastas à base de cobre ou metalização de liga de cobre. Ela mantém uma forte conexão com processos de impressão e, portanto, é mais compatível com equipamentos de produção de células existentes. Para fabricantes que operam grandes quantidades de capacidade de produção instalada, essa compatibilidade tem valor prático. Um novo material só pode criar benefícios de custo significativos após entrar na fabricação em larga escala.

A comunicação pública da LONGi enfatiza a substituição da pasta de prata convencional e uma redução substancial no consumo de prata. No entanto, não divulgou a composição completa da liga ou a proporção de cada metal. Com base nas informações da indústria atualmente disponíveis, a ACM parece usar um sistema de liga dominante em cobre e pode ainda reter uma pequena quantidade de prata, possivelmente em uma camada de semente ou contato. Portanto, pode ser mais preciso classificar a ACM como uma tecnologia de redução profunda de prata ou uma rota que elimina a pasta de prata convencional. Alegações que a descrevem como "cobre puro" ou "absolutamente livre de prata" ainda podem exigir um exame mais aprofundado.

Mesmo assim, a fabricação fotovoltaica está, em última análise, preocupada com a quantidade de metal precioso usado por watt, a redução de custo resultante e o investimento adicional em equipamentos. Se o consumo de prata cair drasticamente, a ACM ainda carrega um significado econômico claro, mesmo que uma pequena quantidade de prata permaneça no sistema de liga. Como uma tecnologia recentemente introduzida, seu desempenho real em produção em massa e resultados de campo precisarão de tempo para se provar.

Eletrodeposição de Cobre: Progresso Feito Longe dos Holofotes

Após a empolgação em torno dos lançamentos recentes, um ponto recebeu menos atenção: produtos totalmente livres de prata baseados em eletrodeposição de cobre já foram entregues ao mercado.

Aiko, outra empresa que trabalha com tecnologia BC, utiliza eletrodeposição de cobre para formar os eletrodos das células. O processo geralmente inclui padronização, deposição de uma camada de semente ou barreira, eletrodeposição de cobre e aplicação de uma camada protetora externa. A camada de semente estabelece contato elétrico e impede que o cobre se difunda no silício. A grade de cobre fornece condutividade, enquanto a camada metálica externa suporta resistência à oxidação e interconexão.

A eletrodeposição de cobre e a ACM reduzem a dependência de pasta de prata, mas suas rotas de fabricação são muito diferentes.

A ACM utiliza pasta de liga à base de cobre, contatos de matriz e processos relacionados à impressão. A Aiko evita a impressão de pasta de prata e cultiva eletrodos de cobre por eletrodeposição. As linhas de grade eletrodepositadas podem atingir uma relação de aspecto relativamente alta, permitindo que sejam mais estreitas e mais espessas. Isso reduz o sombreamento enquanto mantém uma seção transversal condutora suficiente.

Ao contrário da ACM e da metalização convencional com pasta de prata, a tecnologia de eletrodeposição de cobre da Aiko não requer queima em alta temperatura. Isso reduz o dano térmico à pastilha de silício durante o processamento e pode aumentar indiretamente o potencial de eficiência da célula solar.

As barreiras do processo também são claras. A eletrodeposição de cobre requer mais etapas de produção, incluindo padronização, revestimento, deposição, limpeza e tratamento de águas residuais. O investimento em equipamentos é maior, há mais pontos de controle de processo e o rendimento da produção pode ser mais difícil de estabilizar durante a fase inicial de ramp-up.

Figura 3. Equipamento de metalização por eletrodeposição inline Ni/Cu/Ag para células solares de silício cristalino

De acordo com a linha do tempo divulgada publicamente, a Aiko anunciou a tecnologia de revestimento de metalização sem prata em 2021. Seu projeto ABC de 6,5 GW em Zhuhai entrou em produção no quarto trimestre de 2022. A empresa afirma que, desde 2022, a produção acumulada em massa usando interconexão de cobre sem prata excedeu 20 GW.

Parece que a Aiko começou mais cedo no caminho para a metalização sem prata.

Para o mercado, essa vantagem inicial significa que a solução da Aiko já passou por investimento em equipamentos, ajuste de processo e validação de projeto. Se conseguirá superar as tecnologias concorrentes dependerá do custo por watt, rendimento da linha de produção, depreciação de equipamentos e confiabilidade a longo prazo.

A capacidade da eletrodeposição de cobre de continuar reduzindo os custos de fabricação é mais importante do que o título de ser o primeiro. A contribuição da Aiko para a indústria é específica e mensurável: a eletrodeposição de cobre entrou na fabricação em escala de gigawatts e na entrega comercial. A rota agora possui dados reais de produção e uma base prática para melhorias futuras.

A Aiko não utiliza exatamente a mesma solução de metalização em todas as bases de fabricação. As informações disponíveis indicam que a base de Zhuhai utiliza interconexão de cobre sem prata, enquanto a base de Yiwu dependia anteriormente principalmente de uma solução com baixo teor de prata. A empresa ainda não alcançou cobertura completa sem prata em todos os cenários de produção. Para aplicações em escala de utilidade, por exemplo, os módulos ABC podem usar grades mais finas contendo prata para equilibrar o design de metalização com a bifacialidade. Os dados disponíveis indicam que os módulos ABC com redução de prata produzidos na base de Yiwu usam aproximadamente 70% da prata necessária para designs convencionais e podem atingir uma bifacialidade de 85%.

Isso também mostra que mesmo a tecnologia de eletrodeposição de cobre comercialmente estabelecida da Aiko ainda tem espaço para otimização. Esse potencial restante é consistente com as possibilidades mais amplas de redução de custos e melhoria de eficiência da tecnologia BC.

Inovação de Processo em Torno da Metalização Sem Prata

Juntamente com a ACM, a LONGi introduziu processos 0BB, shingling, backsheet condutivo e barramento oculto, apresentando o sistema combinado como uma "floresta de tecnologia".

Individualmente, esses processos não estão aparecendo pela primeira vez. Um dos principais pontos fortes da apresentação da LONGi foi a forma como organizou as diferentes etapas do processo em torno da ACM e as apresentou como um sistema completo. Isso ajudou a dar maior ênfase ao papel da inovação integrada na fabricação fotovoltaica.

A Aiko havia anteriormente empacotado várias inovações semelhantes em produtos comerciais, em vez de apresentá-las apenas como conceitos técnicos. Seu módulo ABC de terceira geração "Full-Screen", lançado em 2024, já usava interconexão de sobreposição de precisão, barramentos ocultos e um design 0BB. Na SNEC 2026, a empresa apresentou seu produto ABC de quarta geração, Full-Screen Ultra. Ao reduzir a distância de escoamento necessária, o design reduziu ainda mais a área não geradora de energia em 20%.

Figura 4. Módulo Aiko G4 Full-Screen Ultra exibido na SNEC 2026

Diferentes rotas técnicas chegaram a um raro ponto de concordância sobre o aumento da área ativa de geração de energia do módulo. A próxima etapa da competição ainda será decidida no chão de fábrica. A potência nominal de uma amostra de teste pode aumentar rapidamente quando várias melhorias de design são combinadas. Alcançar a produção em larga escala e passar pela validação de longo prazo do mercado é muito mais difícil. Tanto os produtos BC quanto TOPCon ainda têm um longo caminho pela frente.

A Lógica da Inovação é o que Importa

No dia seguinte ao lançamento da LONGi, o preço das ações da Aiko atingiu seu limite diário de negociação primeiro e ajudou a impulsionar uma recuperação mais ampla das ações de equipamentos fotovoltaicos. A reação rapidamente se tornou um tópico de discussão em toda a indústria.

O capital de curto prazo tende a negociar temas, expectativas e flexibilidade de valuation, então os dois eventos não devem ser tratados como uma relação direta de causa e efeito. O lançamento da LONGi fortaleceu a atenção do mercado na metalização de cobre, tecnologia BC e otimização de processos de módulos. Portanto, não foi surpreendente que a Aiko, que havia comercializado tecnologias relacionadas antes e mostrado maior sensibilidade no preço das ações, se tornasse uma referência direta de mercado.

A razão mais profunda é que as expectativas do mercado sobre o ciclo fotovoltaico parecem estar mudando.

Na noite do lançamento da LONGi, a Aiko divulgou sua previsão de lucros para o primeiro semestre de 2026. A empresa esperava um prejuízo líquido atribuível aos acionistas de RMB 680 milhões a RMB 790 milhões. A remoção dos subsídios de exportação, flutuações cambiais e provisões para impairment pesaram nos resultados semestrais. Os sinais mais positivos vieram do desempenho trimestral: as perdas no segundo trimestre diminuíram em comparação com o primeiro trimestre, enquanto a receita de módulos ABC, a participação nas vendas externas e a margem bruta melhoraram.

A resposta do mercado sugere que, pelo menos para empresas líderes em tecnologia, a fase mais difícil pode ter passado. Se a Aiko conseguirá sair do ciclo primeiro e ajudar a liderar uma recuperação mais ampla da indústria ainda dependerá do volume de embarque de ABC, margem bruta, utilização da capacidade e fluxo de caixa operacional.

Ao mesmo tempo, a pressão política para eliminar o excesso de capacidade está aumentando. O padrão nacional obrigatório intitulado 'Valores Mínimos Permitidos de Eficiência Energética e Classes de Eficiência Energética para Módulos Fotovoltaicos de Silício Cristalino e Inversores', lançado em junho, e as mudanças políticas envolvendo a remoção dos subsídios de exportação fotovoltaica e a cobrança de imposto sobre consumo são sinais claros de que a campanha da indústria contra a competição interna destrutiva está avançando.

À medida que o ambiente externo se torna mais restrito, a redução de custos, a melhoria da qualidade e o ganho de eficiência tornam-se questões de sobrevivência. Conservador ou agressivo, cada rota acabará enfrentando o mesmo teste. Somente empresas que estabelecerem uma vantagem combinada em custo de produção, qualidade do produto e inovação técnica estarão em posição de definir o próximo estágio da indústria fotovoltaica.

Visão da Ooitech

A verdadeira disputa não é simplesmente prata versus cobre. É se um sistema de metalização pode combinar baixo consumo de material com rendimento estável, depreciação de equipamento gerenciável, interconexão confiável de módulos e desempenho comprovado em calor úmido. A pasta de cobre oferece compatibilidade mais fácil com linhas de produção, enquanto a eletrodeposição pode fornecer grades mais finas e de maior proporção de aspecto, mas exige controle mais rigoroso do processo e das águas residuais. A rota vencedora será aquela que tiver desempenho consistente em escala de gigawatt, não a que tiver a alegação mais forte no dia do lançamento.