La plata se cotizaba alrededor de 49 dólares la onza (31,10 gramos) el jueves, desde aproximadamente 44 dólares en la última semana de septiembre. El aumento y la posible superación de la barrera de 50 dólares en las próximas semanas o meses están impulsando a la industria fotovoltaica a intensificar esfuerzos para implementar el «ahorro» o reducción del contenido de plata en celdas y módulos.
¿Pero cuánto puede avanzarse en este proceso sin afectar la calidad de los productos fotovoltaicos?
«No necesariamente se está comprometiendo», dijo Ning Song, investigadora de UNSW, a pv magazine. «Si la reducción de plata está bien diseñada con un control adecuado de diseño y proceso, no tiene por qué comprometer la calidad de celdas y módulos solares. La clave es adoptar enfoques adecuados en lugar de simplemente reducir el contenido de plata».
Andreas Lorenz, investigador del Instituto Fraunhofer ISE de Alemania, también afirmó que la calidad de los productos solares no se verá afectada por la reducción de plata.
«Una reducción de calidad en celdas y módulos solares no sería aceptable. No veo ninguna indicación de reducción de calidad, a pesar de una reducción sustancial de plata por celda», dijo Lorenz.
Song señaló que si la reducción de plata no se implementa correctamente, los posibles problemas incluyen mayor resistencia en serie, menor calidad de soldadura y preocupaciones de confiabilidad a largo plazo. «Estos son desafíos de ingeniería que pueden gestionarse eficazmente mediante un adecuado diseño de metalización y optimización del proceso», explicó.
Lorenz explicó que la interconexión de celdas usando células sin barras colectoras con interconexión de múltiples hilos podría volverse desafiante si la altura de los dedos es demasiado baja, lo que podría causar problemas locales de conexión entre hilos y contactos impresos o sinterizados. «Sin embargo, confío plenamente en que estos desafíos se resolverán en producción masiva», agregó.
Song dijo que los investigadores se están centrando en sustituir la plata por metales más baratos como cobre, aluminio o níquel y en optimizar los diseños de interconexión.
«Por ejemplo, los diseños multi-busbar (MBB) y sin barras colectoras a nivel de módulo pueden ayudar a reducir el consumo de plata mientras mantienen el rendimiento», explicó. «Además, la impresión con pantalla completa abierta de línea fina y el electrodepositado de cobre se están explorando activamente como tecnologías potenciales para reducir plata».
Los científicos dijeron a pv magazine que están convencidos de que la industria intensificará los esfuerzos para reducir o incluso reemplazar la plata por cobre en los próximos años.
«Creemos que los precios crecientes de la plata están impulsando un fuerte interés en enfoques de metalización alternativos, incluyendo cobre, níquel, aluminio y diversas soluciones híbridas», dijo Song. «Actualmente es un área muy activa tanto en investigación como en desarrollo industrial. De hecho, algunos métodos híbridos cobre-plata ya se han adoptado en celdas solares comerciales de heterounión (HJT). Al mismo tiempo, cualquier cambio significativo a escala masiva en los productos principales de células dependerá en última instancia de asegurar que la eficiencia de la celda y el módulo, la confiabilidad a largo plazo, así como los costos de procesamiento e impacto ambiental, puedan gestionarse bien».
Lorenz dijo que las pastas imprimibles de cobre o que contienen cobre son el método más prometedor para reducir significativamente el uso de plata.
«Considerando el enorme aumento actual del precio de la plata, la presión sobre la industria fotovoltaica para reducir el uso de plata es muy alta», explicó el investigador de Fraunhofer ISE. «Esto acelerará el desarrollo de nuevas pastas de metalización para reemplazar la plata por materiales alternativos como el cobre y el níquel».
Lorenz agregó que reemplazar las pastas de plata con pastas que contienen cobre en módulos solares con contacto pasivado de óxido túnel (TOPCon) es más difícil debido a la oxidación, difusión de cobre, contaminación cruzada y problemas de confiabilidad a nivel de módulo.
«Espero que el rápido desarrollo de nuevas generaciones de pantallas/plantillas para imprimir contactos cada vez más finos con menos plata, particularmente en el lado frontal, continúe por un tiempo», dijo Lorenz. «Sin embargo, existen limitaciones para una reducción adicional del ancho de los dedos ya que los dedos impresos son ya muy estrechos. Muy interesantes son los desarrollos actuales de pasta de cobre sinterizada para celdas TOPCon, con las primeras pruebas mostrando resultados muy prometedores en dichas celdas. Esto podría ser una forma de reemplazar la plata por cobre a largo plazo”.
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