المعادن الأساسية تحل محل الفضة في تصنيع الطاقة الشمسية مع مواجهة الصناعة لضغوط أسعار قياسية

قطاع الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) يمر بتحول تكنولوجي كبير حيث يتحول المصنعون حول العالم نحو بدائل النحاس والمعادن الأساسية الأخرى. ينبع هذا التحول من وصول أسعار الفضة إلى مستويات غير مسبوقة—حيث بلغت 93.77 دولار أمريكي للأونصة في منتصف يناير 2025، أي تقريبًا ضعف السعر قبل أربعة أشهر وقرابة 200 بالمائة أعلى من العام السابق.

أزمة تكلفة الفضة في إنتاج الطاقة الشمسية

أصبح دور الفضة في تصنيع الألواح الشمسية أكثر تكلفة بشكل متزايد. وفقًا لتحليل Bloomberg NEF من سبتمبر 2025، تشكل الفضة حوالي 14 بالمائة من إجمالي تكاليف إنتاج الوحدات الشمسية—مما يمثل تصاعدًا دراماتيكيًا من 5 بالمائة فقط في 2023. جعلت خصائصها الاستثنائية في التوصيل الكهربائي والحراري من الفضة ضرورية للخلايا الكهروضوئية، لكن ارتفاع الأسعار غير المسبوق غير بشكل جذري اقتصاديات التصنيع الشمسي.

تصاعدت حدة الاختلال بين العرض والطلب مع تحول صناعة الطاقة الشمسية إلى واحدة من أكبر المستهلكين الصناعيين للفضة في العالم. أدى هذا التنافس مع قطاعات الإلكترونيات والاستثمار إلى خلق ضغوط تكاليف غير مستدامة لمصنعي الألواح الذين يعملون في صناعة ذات هوامش ربح محدودة أصلاً. ردًا على ذلك، يستكشف المصنعون الرائدون ابتكارات تكنولوجية وبدائل من المعادن الأساسية لإدارة تكاليف المدخلات مع الحفاظ على كفاءة الإنتاج.

الشركات الصينية تقود التحول

تسيطر الصين، التي تتحكم بأكثر من 80 بالمائة من القدرة التصنيعية العالمية للطاقة الشمسية عبر البوليسيلكون، الرقائق، الخلايا، والوحدات، على هذا التحول التكنولوجي. أعلنت شركة LONGi Green Energy Technology عن خطط لبدء الإنتاج الضخم للخلايا الشمسية باستخدام معادن أساسية بدلاً من الفضة بدءًا من الربع الثاني من 2025. هذا التحرك من قبل أحد قادة التكنولوجيا المعترف بهم في الصناعة يشير إلى تحول هيكلي في الصناعة بدلاً من استجابة معزولة.

وتبعها شركات صينية كبرى أخرى. أعلنت شركة JinkoSolar Holding، المدرجة في البورصة الأمريكية، عن نيتها زيادة إنتاج الألواح الشمسية الخالية من الفضة. كما أن شركة Shanghai Aiko Solar Energy تنتج بالفعل خلايا شمسية بقدرة 6.5 جيجاوات بدون فضة. تشير هذه الجهود المتوازية بين قادة الصناعة إلى تحول منسق نحو نماذج تصنيع جديدة.

النحاس يظهر كبديل رئيسي

من بين المعادن الأساسية، برز النحاس كبديل مفضل. على الرغم من أن سعر الفضة يتداول عند حوالي 22000 بالمائة أعلى لكل أونصة تروي من النحاس، إلا أن المعدن الأحمر يقدم مزايا مقنعة: وفرة فائقة، تكلفة أقل، وسلسلة إمداد أكثر تنوعًا ومرونة. تتوافق هذه الخصائص مع أهداف الصناعة في زيادة الإنتاج دون التعرض لنقص المواد الخام الحرجة.

ومع ذلك، يواجه النحاس تحديات تقنية يجب على المصنعين التغلب عليها. تقل توصيلية المعدن قليلاً مقارنة بالفضة مما يثير مخاوف من المتانة، خاصة فيما يتعلق بالأكسدة والموثوقية طويلة الأمد لمكونات النحاس. تتطلب متطلبات التصنيع للخلايا ذات الاتصال المصفح بطبقة أكسيد النفق (TOPCon) درجات حرارة عالية تعقد عملية دمج النحاس.

تقدم تقنية الخلايا ذات الاتصال الخلفي (BC) خيارًا أكثر جدوى لاعتماد النحاس. يبسط هذا التصميم البديل للهياكل الشمسية عملية التكيف التقنية مقارنة بتكوينات TOPCon. تحقق أجيال جديدة من الخلايا الموصلة بالنحاس مستويات كفاءة تقترب من التصاميم التقليدية المعتمدة على الفضة، مع بعض التطبيقات التي تظهر تحسينات في القوة الميكانيكية والمتانة للوحدة—وهي عوامل حاسمة للتركيبات طويلة الأمد في بيئات قاسية.

تُظهر البيانات الميدانية أن وحدات BC يمكن أن تولد حتى 11 بالمائة طاقة أكثر خلال عمرها التشغيلي مقارنة بتقنية TOPCon، مما يعزز الحجة الاقتصادية لهذا التحول.

تأثير السوق والاعتبارات الزمنية

توقع معهد الفضة أن الطلب الصناعي على الفضة سينخفض بنسبة 2 بالمائة في 2025 ليصل إلى 665 مليون أونصة. من المتوقع أن يقل استهلاك الفضة في قطاع الطاقة الشمسية وحده بحوالي 5 بالمائة سنويًا على الرغم من تسجيل أرقام قياسية في التثبيتات العالمية للطاقة الشمسية. يعكس هذا الانخفاض استخدام الفضة بشكل حاد لكل وحدة مع تبني المصنعين لحلول المعادن الأساسية.

ومع ذلك، يظل جدول التحول تدريجيًا. من المتوقع أن تمثل خلايا TOPCon حوالي 70 بالمائة من الحصة السوقية حتى 2026، بينما لا يُتوقع أن تصل تكاليف تصنيع خلايا BC إلى سعر معادل مع تقنية TOPCon حتى نهاية العقد. يتوقع محللو الصناعة فترة تواجد مستمر لكلتا التقنيتين تمتد حتى 2028-2030، حيث تواصل صناعة الطاقة الشمسية تحسين هياكل النحاس وسلاسل التوريد.

توفر هذه الفترة الممتدة فرصة لنظام الطاقة المتجددة الأوسع—including إعادة تأهيل الألواح الشمسية المستعملة والمعدات—للتكيف مع تطور تركيبات المواد وبروتوكولات إعادة التدوير. مع اعتماد الصناعة على تصاميم أقل اعتمادًا على الفضة، ستعكس عمليات التصنيع الجديدة وإدارة دورة الحياة القدرة المثبتة على هذه التقدمات في علم المواد.

يمثل التحول من خلايا الطاقة الشمسية المعتمدة على الفضة إلى تلك المعتمدة على النحاس ليس مجرد استراتيجية لتحسين التكاليف، بل تطور جوهري في كيفية تصميم صناعة الطاقة الشمسية وتصنيعها والحفاظ على بنيتها التحتية للإنتاج خلال العقد القادم.