Una nueva tecnología de microondas puede facilitar el reciclaje de células solares

WangAnQi/iStock

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Como fuente de energía renovable, la energía solar se ha convertido en una tendencia. A diferencia de los combustibles fósiles como el carbón, la energía solar es limpia y libre de emisiones. Si bien es bueno para el medio ambiente, tiene algunos inconvenientes. No es del todo rentable y necesitamos mejores formas de reciclarlo.

Pero ahora estamos aprendiendo que investigadores en Sydney pueden haber encontrado una manera de abordar este problema.

Un panel solar consta de una capa de células de silicio. El silicio, que actúa como conductor y aislante de los paneles solares, es el segundo material más abundante del planeta después del oxígeno. El silicio que se encuentra en los paneles solares está altamente procesado y pasa por recocido. Este proceso de tratamiento térmico se utiliza para aumentar la flexibilidad de un material y reducir su dureza.

Actualmente, el recocido se realiza en un horno con una temperatura alta que oscila entre 1652 y 2012 °F (900 y 1100 °C). En un artículo publicado esta semana, un equipo ha demostrado que calentar células solares de silicio mediante radiación de microondas es casi tan eficiente como utilizar un horno. Sin embargo, el primero ahorra tiempo y es energéticamente eficiente, entre muchas otras ventajas.

En un comunicado emitido por la Universidad Macquarie, los investigadores explican que la radiación de microondas calienta selectivamente el silicio y deja el panel laminado de vidrio, aluminio y plástico prácticamente intacto. Esto tiene un importante beneficio de reciclaje.

Durante el tratamiento, la capa de plástico que protege la placa de silicona de la contaminación y la humedad se ablanda y, por tanto, puede desprenderse mecánicamente. Luego, las incrustaciones se pueden deslaminar fácilmente y sus componentes se pueden reutilizar sin productos químicos agresivos.

Universidad Macquarie

"Hasta ahora, tenía sentido económico simplemente tirar los paneles al vertedero", dice el Dr. Binesh Puthen Veettil, líder del estudio y profesor titular de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Macquarie. “En los raros casos en que se reciclan, se trituran los paneles, se calientan a aproximadamente 1400°C y se lavan con productos químicos para eliminar el plástico, un proceso que requiere mucha energía. Pero ahora, cuando los paneles solares que comenzaron a instalarse en grandes cantidades hace unos 20 o 30 años están llegando al final de su vida útil y siendo desmantelados, los gobiernos exigen que sean reciclados”.

El calentamiento por microondas es una opción económicamente viable, rápida y que ahorra energía y se utiliza ampliamente en las industrias del caucho, la madera y la cerámica.

La investigación, realizada en colaboración con la Escuela de Energía Fotovoltaica de la UNSW Sydney, fue financiada por el Centro Australiano de Energía Fotovoltaica Avanzada y cuenta con el apoyo del Gobierno australiano.

Resumen del estudio:

El recocido por microondas de dispositivos semiconductores no se ha investigado exhaustivamente. Rara vez se utiliza en la industria, pero tiene el potencial de reducir significativamente el tiempo y el costo asociados con el procesamiento de semiconductores de gran volumen, como los diversos procesos de calentamiento y recocido necesarios en la fabricación de módulos fotovoltaicos. En este artículo, describimos el recocido por microondas de células solares de silicio, la pasivación efectiva de defectos inducidos por la luz y una reducción de la degradación inducida por la luz. Encontramos que las células solares de silicio se calientan rápidamente en un campo de microondas y que se puede lograr una pasivación efectiva del defecto B-O mediante procesamiento con microondas en menos de 2 s. El recocido por microondas produce resultados similares en comparación con el recocido térmico rápido.

Los autores agradecen la financiación del ACAP por permitir este trabajo. Este programa ha contado con el apoyo del Gobierno australiano a través de la Agencia Australiana de Energías Renovables (ARENA). El gobierno australiano no acepta responsabilidad por las opiniones, información o consejos expresados ​​en este documento.