Mejorando la reciclabilidad de los paneles solares con láseres
Los paneles solares son altamente reciclables, pero el uso de finas capas de plástico para revestir las células solares puede plantear desafíos a la hora de reciclar materiales valiosos como el silicio o la plata de forma eficaz.
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. ha desarrollado una prueba de concepto que ayuda a reducir el uso de polímeros mediante la realización de soldaduras directas de vidrio a vidrio en células solares.
El método utiliza láseres de femtosegundos, un tipo de láser infrarrojo que enfoca la energía en una escala de tiempo muy corta con un solo pulso láser. El láser crea soldaduras de vidrio sobre vidrio herméticamente selladas. Los láseres de femtosegundo se utilizan actualmente en procedimientos médicos oculares como la cirugía de cataratas.
Las soldaduras láser eliminarían la necesidad de laminados plásticos que dificultan el reciclaje. Al final de su vida útil, los módulos fabricados con soldaduras láser pueden romperse, y los alambres de vidrio y metal que contienen pueden reciclarse y el silicio reutilizarse.
"La mayoría de los recicladores confirmarán que los polímeros son el principal problema en términos de inhibir el proceso de reciclaje", dijo David Young, científico senior y director del grupo de Fotovoltaica Cristalina de Alta Eficiencia en el departamento de Química y Nanociencia del NREL.
NREL publicó el estudio en el IEEE Journal of Photovoltaics . Los autores dijeron que el láser es independiente del material celular y puede usarse con silicio, perovskitas y telururo de cadmio, entre otros, porque el calor del láser altamente enfocado se limita a unos pocos milímetros. Los investigadores dijeron que las soldaduras dentro del vidrio son esencialmente tan duraderas como el vidrio mismo.
"Mientras el vidrio no se rompa, la soldadura no se romperá", dijo Young. “Sin embargo, al no tener polímeros entre las láminas de vidrio, los módulos soldados deben ser mucho más rígidos. Nuestro artículo demostró que con un montaje adecuado y una modificación de las características en relieve del vidrio laminado, un módulo soldado puede hacerse lo suficientemente rígido como para pasar las pruebas de carga estática”.
En el pasado se intentó un tipo diferente de sellado de bordes utilizando láseres de nanosegundos y un relleno de frita de vidrio, pero las soldaduras resultaron demasiado frágiles para su uso en diseños de módulos exteriores. Las soldaduras con láser de femtosegundo ofrecen una resistencia superior con sellado hermético a un costo atractivo, dijo NREL.
La investigación se llevó a cabo a través del Durable Module Materials Consortium, cuyo objetivo es extender la vida útil de los paneles solares a 50 años o más.
Fuente:
pv-magazine