El debate sin plata regresa: Menos plata, cobre
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Respuesta rápida: El debate sobre la ausencia de plata ha vuelto a la cima de la agenda fotovoltaica tras un importante lanzamiento de producto que puso la metalización de contacto posterior y el cobre en la misma conversación. La pasta de plata es el mayor costo no relacionado con el silicio en una célula de alta eficiencia, y la industria ha pasado años reduciendo la plata por célula en lugar de reemplazarla, porque el cobre trae problemas de adhesión y difusión que la plata no tiene. El interés actual radica en si las rutas de electrodeposición han madurado lo suficiente como para ser fabricables a gran escala. Las cifras de capacidad discutidas en torno al lanzamiento alcanzan la escala de gigavatios, con cifras de 6,5 GW y 20 GW apareciendo en la planificación, y la discusión se extendió hasta la temporada de exposiciones de 2026. Para un fabricante de módulos, la cuestión no es si la electrodeposición de cobre funciona en un laboratorio, sino si una línea puede mantener el rendimiento con ella a lo largo de los turnos.
Fabricación de módulos fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech
El debate sobre la ausencia de plata regresa
El último lanzamiento de producto de LONGi ha vuelto a desviar la atención de la industria fotovoltaica hacia la metalización de células solares. En comparación con las otras tecnologías de su llamada "tecnología forestal", ACM destacó como el foco central debido a su potencial para reducir la dependencia de la plata.
Durante los últimos años, la mayoría de los debates de la industria se han centrado en la elección entre TOPCon, HJT y tecnologías BC. La eficiencia de conversión, la potencia del módulo y la bifacialidad ocuparon el escenario principal en los lanzamientos de productos. La pasta de plata siempre ha sido un elemento de costo importante en las células solares, pero rara vez recibió este nivel de atención.
Las fuertes fluctuaciones en los precios de la plata a principios de año cambiaron la conversación. Una vez que la pasta de plata representó una proporción mayor de los costos de fabricación fotovoltaica que el polisilicio, la reducción del consumo de plata se convirtió en un problema a largo plazo que la industria ya no podía evitar.
A medida que se expande la capacidad de células tipo N, el costo de la pasta de plata se vuelve cada vez más difícil de ignorar. Las tecnologías BC y HJT imponen mayores exigencias a la metalización, mientras que los métodos tradicionales de reducción de plata se acercan gradualmente a sus límites de proceso. Los fabricantes de células han comenzado, por lo tanto, a rediseñar los materiales de la rejilla, las estructuras de contacto y los sistemas de interconexión de módulos.
¿Por qué la industria fotovoltaica necesita reducir el consumo de plata?
Durante décadas, la plata ha sido ampliamente aceptada como uno de los mejores materiales para los electrodos fotovoltaicos.
Ofrece una excelente conductividad eléctrica, imprimibilidad y estabilidad química. Los procesos de serigrafía, cocción y soldadura construidos en torno a la pasta de plata también han sido probados a través de años de producción en masa. Dado que se espera que los módulos fotovoltaicos funcionen en exteriores durante 25 a 30 años, la madurez del proceso importa tanto como el rendimiento inicial.
El problema es la escala y el precio.
Reducir el consumo de plata en unos pocos miligramos por célula puede parecer insignificante. Multiplique esa cantidad por varios cientos de gigavatios de producción anual, sin embargo, y el impacto financiero se vuelve sustancial. La plata es tanto una materia prima industrial como un activo financiero. Su precio se ve afectado por la oferta minera, la demanda de inversión, la demanda de electrónica y varios otros factores sobre los que los fabricantes fotovoltaicos tienen poco control.
La plata también se produce principalmente como subproducto de otras actividades mineras. Su oferta anual limitada es una de las razones por las que conserva su estatus de metal precioso. Si el consumo de plata por célula permanece sin cambios, el crecimiento continuo de la producción fotovoltaica podría eventualmente crear una situación en la que la industria simplemente no pueda asegurar suficiente plata.
Las células TOPCon requieren metalización en ambos lados. El proceso de baja temperatura de HJT necesita formulaciones de pasta especializadas. Las células BC mueven todos los electrodos a la parte posterior, lo que hace que el patrón de electrodos sea más complejo. Las cifras de consumo de plata para diferentes tamaños de células no se pueden comparar directamente, por lo que el concepto de "desplateado" de la industria en realidad abarca varios niveles técnicos distintos:
Uso continuado de plata: Se utilizan dedos finos, dedos ultrafinos, MBB, SMBB y 0BB para reducir el consumo de plata.
Pasta de cobre recubierto de plata o compuesta de plata-cobre: El cobre realiza la mayor parte de la función conductiva, mientras que la capa exterior de plata mejora la resistencia a la oxidación, el contacto eléctrico y la soldabilidad.
Pasta de cobre o aleaciones a base de cobre: El cobre reemplaza la mayor parte de la pasta de plata convencional.
Electrodeposición de cobre: Los electrodos de cobre se forman directamente sobre la superficie de la célula, evitando la impresión convencional de pasta de plata.
Aluminio reemplazando a la plata: El costo del material es menor, pero la conductividad eléctrica y el rendimiento del contacto son más difíciles de gestionar.
Desde ajustes conservadores hasta cambios radicales de proceso, cada ruta intenta responder las mismas preguntas: ¿Cuánta plata se puede ahorrar? ¿Cuánto equipo debe modificarse? ¿Sufrirá la eficiencia? ¿Puede mantenerse estable el rendimiento de producción? ¿Y seguirá funcionando el módulo de manera confiable después de 25 años?
Las tecnologías convencionales avanzan hacia un menor consumo de plata
Actualmente, la solución más ampliamente adoptada sigue siendo reducir la cantidad de pasta de plata en lugar de eliminarla por completo.
Los dedos finos y ultrafinos reducen el ancho de las líneas de rejilla mientras mantienen controlada la resistencia en serie. MBB y SMBB aumentan el número de barras colectoras o hilos de interconexión, acortando la distancia lateral que debe recorrer la corriente. 0BB elimina las barras colectoras convencionales y permite que los hilos o las películas compuestas recojan la corriente directamente de los dedos.
Estas opciones son adecuadas para actualizaciones graduales de líneas de producción. Los fabricantes pueden seguir utilizando equipos maduros de serigrafía y producción de módulos, manteniendo el riesgo del proceso relativamente manejable. Los productores de TOPCon como JinkoSolar han seguido avanzando con 0BB, mientras que los fabricantes de HJT a menudo combinan dedos finos, 0BB y pasta de cobre recubierto de plata.
El cobre recubierto de plata es otra ruta importante.
El polvo de cobre transporta la corriente, mientras que el recubrimiento de plata protege el cobre y mejora el rendimiento de soldadura. A medida que aumenta el contenido de cobre, el consumo de plata por línea de rejilla disminuye gradualmente. Huasun ha introducido la pasta de cobre recubierto de plata en la producción en masa de HJT y continúa desarrollando formulaciones con mayor contenido de cobre. Los fabricantes de HJT, como Risen Energy, también están avanzando en tecnologías de pasta con bajo contenido de plata.
La ventaja de esta ruta es que requiere una modificación relativamente limitada de la línea de producción y ofrece un camino claro hacia menores costos de materiales. Los principales desafíos incluyen la uniformidad del recubrimiento, la difusión del cobre, la estabilidad de almacenamiento de la pasta, la imprimibilidad y la fiabilidad de las uniones soldadas. Estos problemas se vuelven más pronunciados a medida que disminuye el contenido de plata.
Figura 1. Imagen de microscopio electrónico de barrido en color de un contacto de pasta de cobre recubierto de plata
También existen desacuerdos dentro del bando de la baja plata.
El 23 de abril, JA Solar publicó un artículo titulado "Garantizando el contenido de plata, JA Solar continúa ofreciendo una opción fiable". En él se argumentaba que el contenido de plata de un módulo afecta a su calidad subyacente y se declaraba claramente que la empresa seguiría utilizando pasta de plata. La posición central de JA Solar es que las líneas de rejilla de plata ya han superado una validación a largo plazo, mientras que el cobre y el aluminio aún enfrentan cuestiones no resueltas relacionadas con la oxidación, la corrosión y la estabilidad de la interfaz.
Tongwei ha descrito la plata como la "piedra de lastre" que sustenta la fiabilidad de los módulos a largo plazo. Trina Solar también ha declarado que la reducción de plata es una tendencia clara, pero que su implementación debe considerar los retornos a largo plazo de los clientes. Es importante señalar que estas empresas también están desarrollando soluciones de cobre recubierto de plata o de cobre puro. Su actitud hacia el despliegue masivo inmediato puede ser cautelosa, pero no han abandonado la investigación sobre tecnologías sin plata.
La limitación de las estrategias de reducción de plata es clara. No importa cuán bajo llegue a ser el consumo de plata, la fabricación fotovoltaica sigue ligada a un metal precioso y continúa enfrentando fluctuaciones de precios fuera de su control. Al igual que el propio TOPCon, los métodos convencionales de reducción de plata pueden ofrecer rendimientos decrecientes a medida que se acercan a su techo técnico. En un mercado intensamente competitivo, elegir una ruta conservadora a veces puede tener menos que ver con la preferencia y más con la supervivencia.
ACM: ¿Disrupción o tecnología de transición?
Una semana después del lanzamiento de LONGi, Tongwei publicó un artículo titulado "Módulos sin plata: ¿una trampa o algo real? Lea esto antes de decidir". Su advertencia inicial fue directa: "No instale módulos sin plata a ciegas. Si estos tres problemas no se entienden de antemano, puede ser demasiado tarde para arrepentirse después de tres a cinco años". La declaración puso de relieve la marcada diferencia entre los bandos técnicos de la industria.
A diferencia de la estrategia de reducción gradual preferida por los fabricantes convencionales, las empresas de BC están reemplazando activamente los materiales de rejilla tradicionales.
La plata en sí tiene una excelente conductividad. Sin embargo, las rejillas de las células solares utilizan pasta de plata en lugar de plata pura. El cobre puede proporcionar una mejor conductividad que la pasta de plata que contiene vidrio y otros aditivos, a un costo mucho menor. El problema es que el cobre que entra en la oblea de silicio puede crear defectos de nivel profundo y reducir la vida útil de los portadores minoritarios. Durante el funcionamiento a largo plazo del módulo, el cobre también debe resistir la oxidación, la difusión, el calor húmedo y el envejecimiento de la interfaz. Abordar estos riesgos requiere el desarrollo coordinado de capas barrera, estructuras de contacto, formulaciones de pasta, ventanas de cocción y sistemas de encapsulación.
La tecnología ACM de LONGi intenta resolver estos conflictos mediante un sistema de nanoaleación y una estructura de contacto matricial.
Según la información pública de LONGi, ACM es una solución de metalización de aleación de cobre de nueva generación desarrollada para células de contacto posterior HPBC y HIBC. Combina tres elementos: una capa barrera a escala nanométrica, conducción por aleación de cobre y contactos puntuales matriciales. LONGi afirma que esta estructura puede mejorar la eficiencia de la célula, reducir sustancialmente el consumo de plata y reforzar la fiabilidad del módulo a largo plazo sin reducir el rendimiento de producción.
Figura 2. Evento de lanzamiento de la tecnología de contacto matricial de nanoaleación ACM de LONGi
Desde el punto de vista de la clasificación técnica, ACM pertenece a la familia de la pasta a base de cobre o de la metalización por aleación de cobre. Mantiene una fuerte conexión con los procesos de impresión y, por lo tanto, es más compatible con los equipos de producción de células existentes. Para los fabricantes que operan grandes cantidades de capacidad de producción instalada, esta compatibilidad tiene un valor práctico. Un nuevo material solo puede generar beneficios de costo significativos después de entrar en la fabricación a gran escala.
La comunicación pública de LONGi enfatiza el reemplazo de la pasta de plata convencional y una reducción sustancial del consumo de plata. Sin embargo, no ha divulgado la composición completa de la aleación ni la proporción de cada metal. Según la información disponible actualmente en la industria, ACM parece utilizar un sistema de aleación con predominio de cobre y aún podría conservar una pequeña cantidad de plata, posiblemente en una capa semilla o de contacto. Por lo tanto, puede ser más preciso clasificar ACM como una tecnología de reducción profunda de plata o una ruta que elimina la pasta de plata convencional. Las afirmaciones que lo describen como "cobre puro" o "absolutamente sin plata" aún pueden requerir un examen más detenido.
Aun así, la fabricación fotovoltaica se preocupa en última instancia por la cantidad de metal precioso utilizada por vatio, la reducción de costos resultante y la inversión adicional en equipos. Si el consumo de plata cae drásticamente, ACM sigue teniendo una clara importancia económica incluso si queda una pequeña cantidad de plata en el sistema de aleación. Como tecnología recién introducida, su rendimiento real en producción en masa y sus resultados sobre el terreno necesitarán tiempo para demostrarse.
Galvanoplastia de cobre: avances logrados lejos del foco de atención
Tras el entusiasmo en torno a los lanzamientos recientes, un punto ha recibido menos atención: ya se han entregado al mercado productos totalmente libres de plata basados en galvanoplastia de cobre.
Aiko, otra empresa que trabaja en tecnología BC, utiliza galvanoplastia de cobre para formar los electrodos de las células. El proceso generalmente incluye el patronaje, la deposición de una capa semilla o barrera, el chapado de cobre y la aplicación de una capa protectora exterior. La capa semilla establece el contacto eléctrico y evita que el cobre se difunda en el silicio. La rejilla de cobre proporciona conductividad, mientras que la capa metálica exterior favorece la resistencia a la oxidación y la interconexión.
La galvanoplastia de cobre y ACM reducen ambas la dependencia de la pasta de plata, pero sus rutas de fabricación son muy diferentes.
ACM utiliza pasta de aleación a base de cobre, contactos de matriz y procesos relacionados con la impresión. Aiko evita la impresión con pasta de plata y crece electrodos de cobre mediante galvanoplastia. Las líneas de rejilla electrodepositadas pueden alcanzar una relación de aspecto relativamente alta, lo que les permite ser más estrechas y gruesas. Esto reduce el sombreado mientras mantiene una sección transversal conductora suficiente.
A diferencia del ACM y la metalización convencional con pasta de plata, la tecnología de galvanoplastia de cobre de Aiko no requiere cocción a alta temperatura. Esto reduce el daño térmico a la oblea de silicio durante el procesamiento y puede elevar indirectamente el potencial de eficiencia de la célula solar.
Las barreras del proceso también son claras. La galvanoplastia de cobre requiere más pasos de producción, incluidos el patronado, el recubrimiento, el plateado, la limpieza y el tratamiento de aguas residuales. La inversión en equipos es mayor, hay más puntos de control del proceso y el rendimiento de producción puede ser más difícil de estabilizar durante la etapa inicial de rampa.
Figura 3. Equipo de metalización por galvanoplastia Ni/Cu/Ag en línea para células solares de silicio cristalino
Según el cronograma divulgado públicamente, Aiko anunció la tecnología de recubrimiento por metalización sin plata en 2021. Su proyecto ABC de 6,5 GW en Zhuhai entró en producción en el cuarto trimestre de 2022. La empresa afirma que, desde 2022, la producción en masa acumulada mediante interconexión de cobre sin plata ha superado los 20 GW.
Parece que Aiko comenzó antes en el camino hacia la metalización sin plata.
Para el mercado, esta ventaja inicial significa que la solución de Aiko ya ha pasado por inversión en equipos, ajuste de procesos y validación de proyectos. Si finalmente puede superar a las tecnologías competidoras dependerá del costo por vatio, el rendimiento de la línea de producción, la depreciación de los equipos y la confiabilidad a largo plazo.
La capacidad de la galvanoplastia de cobre para seguir reduciendo los costos de fabricación importa más que el título de ser el primero. La contribución de Aiko a la industria es específica y medible: la galvanoplastia de cobre ha entrado en la fabricación a escala de gigavatios y en la entrega comercial. La ruta ahora cuenta con datos de producción reales y una base práctica para seguir mejorando.
Aiko no utiliza exactamente la misma solución de metalización en todas las bases de fabricación. La información disponible indica que la base de Zhuhai utiliza interconexión de cobre sin plata, mientras que la base de Yiwu anteriormente dependía principalmente de una solución de baja plata. La empresa aún no ha logrado una cobertura completa sin plata en todos los escenarios de producción. Para aplicaciones a escala de servicios públicos, por ejemplo, los módulos ABC pueden usar rejillas más finas que contienen plata para equilibrar el diseño de metalización con la bifacialidad. Los datos disponibles indican que los módulos ABC con plata reducida producidos en la base de Yiwu utilizan aproximadamente el 70 % de la plata requerida por los diseños convencionales y pueden alcanzar una bifacialidad del 85 %.
Esto también muestra que incluso la tecnología de galvanoplastia de cobre comercialmente establecida de Aiko todavía tiene margen de optimización. Ese potencial restante es consistente con las posibilidades más amplias de reducción de costos y mejora de la eficiencia de la tecnología BC.
Innovación de procesos en torno a la metalización sin plata
Junto con ACM, LONGi introdujo los procesos 0BB, shingling, conductivo backsheety de barra colectora oculta, presentando el sistema combinado como un "bosque de tecnologías".
Tomados individualmente, estos procesos no aparecen por primera vez. Una de las principales fortalezas de la presentación de LONGi fue la forma en que organizó los diferentes pasos del proceso en torno a ACM y los presentó como un sistema completo. Esto ayudó a poner mayor énfasis en el papel de la innovación integrada en la fabricación fotovoltaica.
Aiko había empaquetado previamente varias innovaciones similares en productos comerciales en lugar de presentarlas solo como conceptos técnicos. Su módulo ABC "Full-Screen" de tercera generación, lanzado en 2024, ya utilizaba interconexión de superposición de precisión, barras colectoras ocultas y un diseño 0BB. En SNEC 2026, la empresa presentó su producto ABC de cuarta generación, Full-Screen Ultra. Al reducir la distancia de fuga requerida, el diseño redujo aún más el área no generadora de energía en un 20 %.
Figura 4. Módulo Aiko G4 Full-Screen Ultra exhibido en SNEC 2026
Diferentes rutas técnicas han alcanzado un punto de acuerdo poco común sobre el aumento del área activa de generación de energía del módulo. La siguiente etapa de competencia aún se decidirá en el piso de fabricación. La calificación de potencia de una muestra de prueba puede aumentar rápidamente cuando se combinan varias mejoras de diseño. Lograr la producción a gran escala y superar la validación del mercado a largo plazo es mucho más difícil. Tanto los productos BC como los TOPCon todavía tienen un largo camino por recorrer.
La lógica de la innovación es lo que importa
El día después del lanzamiento de LONGi, el precio de las acciones de Aiko alcanzó primero su límite diario de negociación y ayudó a impulsar un repunte más amplio en las acciones de equipos fotovoltaicos. La reacción se convirtió rápidamente en un tema de discusión en toda la industria.
El capital a corto plazo tiende a operar con temas, expectativas y flexibilidad de valoración, por lo que los dos eventos no deben tratarse como una relación directa de causa y efecto. El lanzamiento de LONGi fortaleció la atención del mercado sobre la metalización de cobre, la tecnología BC y la optimización de procesos de módulos. Por lo tanto, no fue sorprendente que Aiko, que había comercializado tecnologías relacionadas antes y mostró una mayor sensibilidad en el precio de las acciones, se convirtiera en una referencia directa del mercado.
La razón más profunda es que las expectativas del mercado sobre el ciclo fotovoltaico parecen estar cambiando.
La noche del lanzamiento de LONGi, Aiko publicó su previsión de ganancias para el primer semestre de 2026. La empresa esperaba una pérdida neta atribuible a los accionistas de entre 680 millones y 790 millones de RMB. La eliminación de las devoluciones de impuestos a la exportación, las fluctuaciones del tipo de cambio y las provisiones por deterioro afectaron las cifras semestrales. Las señales más positivas provinieron del desempeño trimestral: las pérdidas en el segundo trimestre se redujeron en comparación con el primer trimestre, mientras que los ingresos de los módulos ABC, la cuota de ventas en el extranjero y el margen bruto mejoraron.
La respuesta del mercado sugiere que, al menos para las empresas líderes en tecnología, la etapa más difícil puede haber pasado. Si Aiko puede salir primero del ciclo y ayudar a liderar una recuperación más amplia de la industria aún dependerá del volumen de envíos de ABC, el margen bruto, la utilización de la capacidad y el flujo de caja operativo.
Al mismo tiempo, la presión política para eliminar el exceso de capacidad está aumentando. La norma nacional obligatoria titulada "Valores mínimos admisibles de eficiencia energética y grados de eficiencia energética para módulos fotovoltaicos de silicio cristalino e inversores", publicada en junio, y los cambios de política relacionados con la eliminación de las devoluciones del impuesto a la exportación fotovoltaica y la recaudación del impuesto al consumo son señales claras de que la campaña de la industria contra la competencia interna destructiva está avanzando.
A medida que el entorno externo se vuelve más restrictivo, la reducción de costos, la mejora de la calidad y las ganancias de eficiencia se están convirtiendo en cuestiones de supervivencia. Conservadora o agresiva, cada ruta finalmente enfrentará la misma prueba. Solo las empresas que establezcan una ventaja combinada en costo de producción, calidad del producto e innovación técnica estarán en condiciones de definir la próxima etapa de la industria fotovoltaica.
Ooitech cree: las uniones de recombinación de nanocristales de In₂O₃ con ingeniería de superficie combinadas con la ingeniería de HSM en volumen/interfaz han llevado los módulos tándem totalmente de perovskita de gran área a una eficiencia certificada del 26,2 %, acercando decisivamente esta tecnología a la comercialización.
La verdadera contienda no es simplemente plata versus cobre. Se trata de si un sistema de metalización puede combinar un bajo consumo de material con un rendimiento estable, una depreciación de equipos manejable, una interconexión de módulos confiable y un rendimiento comprobado frente al calor húmedo. La pasta de cobre ofrece una mayor facilidad de compatibilidad con la línea de producción, mientras que la electrodeposición puede lograr rejillas más finas y con mayor relación de aspecto, pero exige un control más estricto del proceso y de las aguas residuales. La ruta ganadora será la que rinda de manera consistente a escala de gigavatios, no la que tenga la afirmación más fuerte el día del lanzamiento.
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Lecturas adicionales y datos de contexto
Material de referencia público sobre este tema, publicado por las organizaciones que mantienen la hoja de ruta tecnológica y los datos de mercado del sector:
