A maioria dos fabricantes fotovoltaicos na Índia migrou sua produção de módulos do contato traseiro do emissor passivado (PERC) para a tecnologia TOPCon Tipo n. A TOPCon é agora a opção preferida para aqueles que entram na produção de células em larga escala ou na expansão da capacidade de produção.
Mesmo que a TOPCon esteja assumindo a indústria solar indiana, algumas fontes esperam que o contato traseiro interdigitado (IBC) e outros dispositivos solares do tipo BC – que oferecem maior eficiência de conversão – retirem uma parte do mercado da TOPCon até 2030.
Atualmente, há um número limitado de fabricantes de energia fotovoltaica em todo o mundo tomando medidas comerciais no espaço BC, embora empresas de energia solar de grande escala, como Aiko, Longi e Maxeon, possam trazer rapidamente essa nova tecnologia para a fabricação convencional.
As células BC representam uma variedade de arquiteturas celulares, em alguns casos combinadas com outras tecnologias, como TOPCon ou heterojunção (HJT) solar. Nos dispositivos BC, todos os contatos e outras estruturas necessárias para transportar a carga para fora da célula são colocados na parte traseira, eliminando as perdas de sombreamento na frente e oferecendo alta eficiência. A fabricação da tecnologia BC requer investimento em novas ferramentas e o domínio de processos mais complexos e delicados do que os necessários na produção de TOPCon.
Os fabricantes indianos, trabalhando com margens apertadas, planejam continuar com a TOPCon no curto prazo e continuar explorando melhorias nessa tecnologia, em vez de investir na BC Solar, que ainda enfrenta desafios na fabricação em larga escala. A Reliance Industries é atualmente o único fabricante na Índia com planos firmes para a fabricação de BC. A Reliance pretende comercializar a energia solar HJT-IBC até 2026. O negócio de novas energias do grupo está atualmente desenvolvendo painéis bifaciais de primeira geração com 26% de eficiência, usando a tecnologia HJT.
TOPCon no topo
Desde 2021, a tecnologia TOPCon emergiu como a sucessora favorita do PERC entre os fabricantes, inclusive na Índia. A TOPCon oferece uma transição mais simples e menos dispendiosa, com perspectivas de desempenho atualmente semelhantes às da HJT, sua principal rival. Embora o BC seja considerado o próximo passo evolutivo na energia solar – devido ao seu desempenho potencialmente superior ao de outras tecnologias de células de silício – mudar a produção em larga escala para qualquer tecnologia BC seria um assunto muito mais complexo do que atualizar para o TOPCon.
“As células BC envolvem contatos traseiros, que eliminam os barramentos frontais, aumentando a eficiência, mas exigindo ferramentas e processos especializados”, disse Vikas Singh, gerente geral de negócios globais da fornecedora chinesa de equipamentos de fabricação solar Yingkou Jinchen Machinery. “A transição exigirá grandes despesas de capital para reequipar as linhas de produção, adquirir novos equipamentos e retreinar a equipe. Para os fabricantes indianos, especialmente aqueles que operam com margens apertadas, isso pode ser um desafio. O alto custo inicial pode potencialmente dissuadir alguns players, especialmente os menores ou que atualizaram linhas recentemente.”
As estruturas BC podem ser implementadas em diferentes arquiteturas celulares, incluindo TOPCon e HJT, para melhorar a eficiência da célula. As células solares BC têm o potencial de atingir uma eficiência de até 29,1% – um número que é reconhecido como o maior potencial de desempenho entre todas as tecnologias solares de silício. No entanto, tornar as células bifaciais é mais um desafio. A maior produção do IBC na parte frontal ainda não pode justificar seu custo mais alto em comparação com o TOPCon.
Balachander Krishnan, diretor de operações da planta de lingotes para módulos da Indosol Solar, disse que as células solares BC podem capturar uma participação de mercado de 10% não antes de 2028. Ele observou vários obstáculos importantes para a adoção do IBC. Eles incluem altos gastos de capital, processos não padronizados com muitas rotas diferentes e aumento das despesas operacionais. Problemas de confiabilidade, rendimentos mais baixos e maiores rejeições e quebras elétricas devido a complexidades de fabricação também representam desafios. O menor fator de bifacialidade, de 70% em comparação com os 80% da TOPCon, também contribui para a dificuldade de adoção.
Gyanesh Chaudhary, presidente e diretor administrativo da Vikram Solar, disse que a sensibilidade ao custo do mercado indiano significa que o custo total da energia solar, em dólares por watt-pico de capacidade de geração de painéis, é crucial. A tecnologia BC envolve processos complexos e maior investimento no momento. Atualmente está em fase de desenvolvimento e novos avanços estão previstos para 2025.
Preparando-se para a transição
Até que o BC se estabeleça como uma opção mais viável, os fabricantes preferem se concentrar nos processos em suas linhas existentes para aumentar a eficiência da célula. Muitos produtores de energia solar, no entanto, têm o BC em seus roteiros de tecnologia, como vários dos principais fabricantes de módulos da Índia disseram à pv magazine.
“Para fornecedores de células de nível 1, a TOPCon já atingiu 26% de eficiência em suas linhas de produção, introduzindo o processo LECO [abertura de contato aprimorada por laser] e passivação de borda como um processo padrão em suas linhas de fabricação”, disse Krishnan, da Indosol.
Nesse cenário, Krishnan acredita que o TOPCon ainda tem maior potencial para ultrapassar 28% de eficiência celular, adotando uma série de inovações, incluindo TOPCon de dupla face, otimização do design de interface entre as muitas camadas de células, uma nova estrutura celular para aumentar a seletividade do portador, tecnologia polyfinger, novas pastas de prata e muito mais.
“Com esse roteiro claro em mente, os fabricantes se concentrarão em alavancar o potencial máximo das linhas TOPCon existentes, em vez de se concentrar em uma tecnologia mais recente que ainda não foi comprovada na fabricação em massa em termos de custo, rendimento e confiabilidade”, acrescentou.
Embora outros possam começar mais cedo com a adoção do BC, perceber algumas das possibilidades do TOPCon mencionadas acima deve manter a tecnologia competitiva no médio prazo. “Com as rotas de contato traseiro prometendo eficiências ainda maiores do que a TOPCon, os fabricantes indianos devem se concentrar na integração de técnicas avançadas, como dopagem seletiva, captura de luz e passivação de superfície”, disse Juhi Marwadi, diretor da fabricante de módulos Pixon. “Isso os ajudará a se manterem competitivos no mercado global, à medida que outros fabricantes também mudam para células de alta eficiência.”
Quanto à transição para BC, incentivos governamentais, amarrações tecnológicas e qualificação da força de trabalho são necessários para facilitar a transição.
“Os fabricantes precisam avaliar suas linhas de produção existentes e entender o grau de compatibilidade para a futura fabricação de BC”, disse Marwadi. Ela explicou que isso inclui otimização de processos para impressão de contatos, passivação e montagem de módulos, entre outras questões. Para facilitar a transição para BC, Marwadi disse que espera que os fabricantes indianos busquem parcerias com empresas internacionais de tecnologia e institutos de pesquisa especializados em tecnologia solar BC. Tais colaborações podem acelerar o processo de transferência de tecnologia e reduzir a curva de aprendizado para novas abordagens. “Os fabricantes precisarão investir na qualificação de sua força de trabalho para lidar com os processos IBC mais avançados”, disse Marwadi. “O esquema PLI [incentivo vinculado à produção] do governo indiano e outros incentivos da indústria solar podem oferecer apoio financeiro para fabricantes em transição para tecnologias de última geração, como o IBC.”
Hardip Singh, diretor de operações da Grew Energy, disse que o ritmo acelerado dos avanços tecnológicos na indústria solar apresenta um grande desafio para os fabricantes indianos. A taxa de retorno sobre o investimento em tecnologia de manufatura geralmente fica aquém desses avanços. Singh disse que espera que essa tendência continue, exigindo que os fabricantes se adaptem ou encontrem soluções inovadoras. Ele observou que os fabricantes já buscaram apoio do governo para resolver esse problema.
“Com a transição antecipada para os painéis BC já em 2025, estamos monitorando de perto os avanços dessa tecnologia” disse Suhas Donthi, presidente e CEO do Emmvee Group. “Estamos nos preparando para apresentar essas soluções de ponta ao mercado indiano quando atingirem o estágio certo para implantação comercial em larga escala.”
Edição para Intersolar 2024
Saiba também quais tecnologias já são ofertadas no mercado brasileiro no artigo “Tecnologia e qualidade dos módulos
fotovoltaicos no mercado nacional”.
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