A prata foi negociada em torno de US$ 49/oz (28,35gramas) na quinta-feira, acima dos cerca de US$ 44 na última semana de setembro. O aumento de preço e a possível ultrapassagem do limite de US$ 50 nas próximas semanas ou meses estão levando a indústria fotovoltaica a intensificar os esforços para implementar a “economia” ou reduzir o teor de prata em células e módulos.
Mas quanto esse processo pode ser levado adiante sem afetar a qualidade dos produtos fotovoltaicos?
“Isso não está necessariamente acontecendo”, relatou Ning Song, pesquisador da UNSW, à pv magazine. “Se a redução de prata for bem projetada com design e controle de processo adequados, ela não precisa comprometer a qualidade das células e módulos solares. A chave é adotar abordagens adequadas, em vez de simplesmente cortar o teor de prata.”
Andreas Lorenz, pesquisador do Fraunhofer ISE da Alemanha, também disse que a qualidade dos produtos solares não será afetada pela redução da prata.
“Uma redução de qualidade de células e módulos solares não seria aceitável. Não vejo nenhuma indicação de redução de qualidade, apesar da redução substancial de prata por célula”, disse Lorenz.
Song observou que, se a redução de prata não for implementada corretamente, os problemas potenciais podem incluir maior resistência em série, qualidade de soldagem reduzida e preocupações de confiabilidade de longo prazo. “Esses são desafios de engenharia que podem ser gerenciados de forma eficaz por meio de um projeto de metalização adequado e otimização de processos”, disse ela.
Lorenz explicou que a interconexão de células usando células sem barramento com interconexão de vários fios pode se tornar um desafio se a altura do dedo se tornar muito baixa, potencialmente causando problemas de conexão local entre fios e contatos impressos ou disparados. “No entanto, estou muito confiante de que esses desafios serão resolvidos na produção em massa”, acrescentou.
Song disse que os pesquisadores estão se concentrando em substituir a prata por metais mais baratos, como cobre, alumínio ou níquel, e na otimização de projetos de interconexão.
“Por exemplo, layouts com vários barramentos (MBB) e sem barramento no nível do módulo podem ajudar a reduzir o consumo de prata, mantendo o desempenho”, explicou ela. “Além disso, a serigrafia de estêncil totalmente aberta de linha fina e a galvanoplastia de cobre estão sendo exploradas ativamente como potenciais tecnologias de redução de prata.”
Os cientistas reportaram à pv magazine que estão convencidos de que a indústria intensificará os esforços para reduzir ou mesmo substituir a prata por cobre nos próximos anos.
“Acreditamos que o aumento dos preços da prata está gerando forte interesse em abordagens alternativas de metalização, incluindo cobre, níquel, alumínio e várias soluções híbridas”, disse Song. “Esta é atualmente uma área muito ativa de pesquisa e desenvolvimento industrial. De fato, alguns métodos híbridos de cobre-prata já foram adotados em células solares de heterojunção comercial (HJT). Ao mesmo tempo, qualquer mudança de mercado em larga escala nos principais produtos celulares dependerá, em última análise, da garantia de que a eficiência da célula e do módulo, a confiabilidade a longo prazo, bem como o custo de processamento e o impacto ambiental, possam ser bem gerenciados.
Lorenz disse que o cobre para impressão em tela ou pastas contendo cobre são o método mais promissor para reduzir significativamente o uso de prata.
“Considerando o enorme aumento do nível de preços da prata, a pressão sobre a indústria fotovoltaica para reduzir a prata é atualmente muito alta”, explicou o pesquisador do Fraunhofer ISE. “Isso acelerará o desenvolvimento de novas pastas de metalização para substituir a prata por materiais alternativos como cobre e níquel.”
Lorenz acrescentou que a substituição de pastas de prata por pastas contendo cobre em módulos solares de contato passivado por óxido de túnel (TOPCon) é mais difícil devido à oxidação, difusão de cobre, contaminação cruzada e problemas de confiabilidade no nível do módulo.
“Minha expectativa é que o desenvolvimento muito rápido de novas gerações de tela/estêncil para imprimir contatos cada vez mais finos com menos prata, principalmente na frente, continue por algum tempo”, afirmou Lorenz. “No entanto, existem limitações para uma maior redução da largura dos fingers impressos que já são muito estreitos. Muito interessantes são os desenvolvimentos atuais da pasta de cobre de passagem de fogo para células TOPCon, com os primeiros testes mostrando resultados muito promissores em células TOPCon. Esta pode ser uma maneira de substituir a prata pelo cobre a longo prazo.”
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