A cadeia de suprimentos de módulos fotovoltaicos marcha para um ritmo constante de progresso. Aumentos de eficiência, economia de custos de insumos e melhorias na produtividade fornecem produtos mais baratos e poderosos. Eles são acompanhados por um coro, às vezes caótico, de rumores, disputas, reivindicações e contra-alegações enquanto os fabricantes disputam por vantagem competitiva.
O ano de 2024 viu esse conflito ganhar força em meio a investigações de violação de patentes e litígios relacionados à tecnologia de células solares TOPCon. Com os fabricantes enfrentando intensa pressão financeira em meio a preços baixíssimos, os fabricantes de silício cristalino (c-Si) estão recorrendo a recursos legais para se manterem à frente. Surpreendentemente, não são apenas os fabricantes de c-Si que criticam o TOPCon.
As disputas de propriedade intelectual (PI) estão surgindo agora em um ponto em que a TOPCon é a tecnologia dominante. Após um rápido crescimento, a capacidade de produção solar TOPCon “tipo n” dopado negativamente, está superando a tecnologia de célula traseira de emissor passivado (PERC) dopada positivamente, “tipo p”, de acordo com a consultoria de pesquisa Exawatt, com sede no Reino Unido.
O desenvolvimento tecnológico atual e o ambiente de preços podem explicar a enxurrada de reivindicações de PI. Que impacto eles terão na indústria em geral? Embora a proteção de PI promova a inovação e o investimento em P&D, a incerteza que ela semeia pode ter um impacto desproporcional a jusante, inflando os preços dos módulos em alguns mercados e retardando a implantação de painéis fotovoltaicos. A abordagem de PI adotada pelas empresas chinesas, em particular, é frequentemente questionada.
Examinando o impacto
“Não posso deixar de sentir que, à medida que esses casos são lançados, a pv magazine relata metodicamente sobre eles, mas não acontece muita coisa”, disse Jenny Chase, analista de energia solar da BloombergNEF. “A tecnologia fotovoltaica se move mais rápido do que a lei, de modo que as disputas de propriedade intelectual não têm um grande impacto no mercado.”
Há evidências que sugerem que a opinião de Chase é precisa. Em março de 2019, a Hanwha Qcells e suas subsidiárias apresentaram queixas de violação de patente nos Estados Unidos, Alemanha e Austrália relacionadas à tecnologia de passivação implantada na produção solar PERC. As reivindicações foram feitas contra JinkoSolar, Longi Solar e REC.
Houve vitórias e derrotas para a Qcells, além de uma contra-alegação da REC sobre a tecnologia de módulos nos Estados Unidos. Quando os casos progrediram nos tribunais, a mudança para a TOPCon já estava em andamento. A Qcells encerrou operações na Austrália em 2024.
Os atuais conflitos de patentes da TOPCon estão se tornando mais perturbadores. A tecnologia está em ascensão, mas há dúvidas de que algo significativo surja dos processos e, agora, um participante inesperado se juntou à briga.
Colheitas finas
Em julho de 2024, a First Solar anunciou que havia começado a investigar se a sua propriedade intelectual da TOPCon adquirida em 2013 está sendo implantada ilegalmente. A First Solar adquiriu várias patentes quando comprou a startup de silício cristalino TetraSun, com sede na Califórnia. A investigação tende a preceder a ação em reivindicações de patentes.
Na época da aquisição, o site Greentech Media, agora fechado, informou que a TetraSun era “uma startup de 14 funcionários com US$ 12 milhões de investidores e pouco mais do que uma fábrica de células piloto”. A First Solar indicou que iniciaria a produção comercial da tecnologia no segundo semestre de 2014.
A tecnologia que estava sendo desenvolvida não foi identificada, mas apresentava atributos comuns ao TOPCon tipo n – notadamente um coeficiente de temperatura de -0,3%, de acordo com um datasheet preliminar. A TetraSun também estava testando a metalização do cobre, algo que escapa em grande parte aos fabricantes de hoje.
Anunciando a investigação de IP, o conselheiro geral da First Solar, Jason Dymbert, disse que o “portfólio de P&D e propriedade intelectual do fabricante de filmes finos abrange várias plataformas de semicondutores, incluindo silício cristalino, à medida que buscamos vários caminhos em direção ao nosso objetivo de desenvolver a próxima tecnologia solar transformadora e disruptiva”.
A First Solar encerrou seu programa TetraSun em julho de 2016. Não disponibilizou um porta-voz à pv magazine para comentar o processo de PI.
“As patentes são importantes para fornecer um bom retorno sobre o investimento para inventores e empresas inovadoras”, disse Pierre Verlinden, ex-cientista-chefe da gigante chinesa Trina Solar e agora consultor independente de fabricação de energia solar. Ele acrescentou que a investigação da patente da TetraSun pode permitir que o fabricante use IP para “atacar seus concorrentes que fabricam células TOPCon de silício”.
Ato de equilíbrio
Verlinden reconheceu que as disputas de patentes fotovoltaicas representam uma “questão difícil”. Como ex-diretor da Oxford PV, desenvolvedora alemã de perovskita-tandem, e executivo de tecnologia da Trina Solar, ele tem familiaridade com as indústrias solares chinesa e ocidental.
“De um ponto de vista idealista, gostaria de ver mais colaboração em tecnologia em nível global, de instituições de pesquisa e indústria, e deixar a competição acontecer no nível de execução”, disse Verlinden. “Isso tem acontecido efetivamente há anos na China, com intercâmbios mais informais entre empresas e padronização de processos, design e cadeia de suprimentos.” Isso resulta em vencedores com base na execução e “uma curva de aprendizado acelerada” para o setor.
Os fabricantes chineses estão se juntando à briga de patentes da TOPCon. Em abril de 2024, a Maxeon, produtora de n-type com sede em Cingapura, que fabrica na China, anunciou um processo de violação de patente da TOPCon nos Estados Unidos contra a Qcells, após uma ação semelhante um mês antes contra a Canadian Solar e a REC.
A JA Solar disse à pv magazine, em agosto de 2024, que entrou com dois processos na Europa sobre aspectos da produção da TOPCon. Um mês antes, a Trina Solar disse que estava investigando se suas patentes TOPCon haviam sido violadas. Um porta-voz da Trina disse que a empresa esperava que um acordo de licenciamento, ou outro recurso, pudesse evitar ir ao tribunal. A Trina chegou a um acordo de licenciamento TOPCon com a Qcells em fevereiro de 2024.
Propriedade intelectual na China
A reclamação de créditos nos Estados Unidos e na Europa tem relevância. Defender “preços artificialmente altos” para a energia solar nos Estados Unidos tem valor para a First Solar, Qcells e, em menor grau, Maxeon, de acordo com Chase, da BloombergNEF, que acrescentou: “a First Solar é boa em manufatura, em ser uma empresa de energia solar, mas também boa em ter advogados”.
Os preços médios de venda dos módulos fotovoltaicos na China atingiram US$ 0,11/W em julho de 2024, de acordo com o especialista em energia solar da China Frank Haugwitz, consultor da Apricum. O banco de investimento Roth Capital estima que os ASPs do segundo trimestre de 2024 nos Estados Unidos serão de cerca de US$ 0,31/W.
O movimento de funcionários entre empresas garante que a transferência de conhecimento seja comum na energia solar chinesa, de acordo com Chase, permitindo que a indústria “inove tão rapidamente, o que provavelmente é uma coisa boa”.
Embora haja muita inovação doméstica na fabricação solar chinesa hoje, as empresas foram acusadas de não respeitar a PI nos estágios iniciais do desenvolvimento da indústria lá.
Torsten Brammer foi o cofundador e executivo-chefe de longa data do fornecedor de equipamentos de metrologia baseados em LED Wavelabs. Ele disse que a propriedade intelectual pode ser efetivamente protegida na China, com a estratégia certa.
“Se você tem uma ideia inteligente, eu o encorajo a solicitar patentes na China”, disse Brammer. “Tive experiências positivas com o sistema de patentes chinês, mas é crucial ter um especialista local em PI para guiá-lo durante o processo.” Ele observou muitos “acordos de licenciamento cruzado” em vigor no setor, que geralmente não são tornados públicos. “Lembre-se de que a indústria chinesa está ansiosa para adotar as melhores soluções, portanto, disponibilizar sua inovação patenteada e considerar a colaboração pode levar a uma implantação mais rápida e a um sucesso geral mais amplo dos negócios.”
Enquanto a TOPCon está se movendo para o mainstream e a heterojunção está esperando nos bastidores, a tecnologia tandem de perovskita parece pronta para trazer a próxima geração de PV de alta eficiência. A Oxford PV é líder no desenvolvimento de tandem de perovskita, como mostra o módulo de 26,9% de eficiência revelado em junho. No entanto, enfrenta uma concorrência acirrada de rivais chineses.
O diretor de tecnologia da empresa, Chris Case, adota uma abordagem um tanto filosófica da PI. “A competição é uma espécie de lisonja – se as pessoas estão copiando o que você está fazendo, elas estão fazendo isso porque é uma boa ideia”, disse ele.
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