Nueva tecnología para desmetalizar y recristalizar células solares de módulos fotovoltaicos fuera de uso
Nueva tecnología para desmetalizar y recristalizar células solares de módulos fotovoltaicos fuera de uso pv magazine España
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Informe sobre la recuperación de silicio y metales de células solares recicladas
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
- ODS 7: Energía asequible y no contaminante
- ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
- ODS 12: Producción y consumo responsables
- ODS 13: Acción por el clima
- ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres
Un equipo internacional de investigadores ha propuesto una serie de procesos para recuperar el silicio y otros metales de las células solares recicladas. Su objetivo es reutilizar el silicio recuperado en la cadena de suministro fotovoltaica.
Un grupo europeo de científicos ha investigado la viabilidad técnica de la recuperación física de los contactos metálicos de las células solares extraídas de paneles solares fuera de uso y la cualificación del silicio recuperado para su reutilización en la cadena de suministro fotovoltaica.
Esta realidad exige urgentemente el diseño y la adopción de estrategias asequibles, eficaces y masivas de reciclaje y reutilización de todos los componentes fotovoltaicos, y en particular de los que más energía consumen en su fabricación y, por tanto, son responsables de la mayor cuota de impacto ambiental: las células solares, explican los científicos.
Desmetalización
- Para la recuperación de los contactos metálicos, el grupo utilizó soluciones de hidróxido potásico (KOH), etanol y agua para optimizar el proceso de desmetalización.
- Probaron varias configuraciones de la solución en células solares monocristalinas antiguas.
- Los experimentos de desmetalización tuvieron tres variables: diferentes temperaturas de operación, diferentes porciones de KOH y diferentes tasas de etanol.
- El procesado a una temperatura de 60 ºC en una solución de KOH al 10% – etanol al 5% durante 105 min se revela como la mejor opción para la recuperación de metales puros preservando la mayor cantidad de silicio posible.
Recristalización
- En cuanto al proceso de recristalización del silicio recuperado, el académico comenzó con fragmentos limpios de viejas obleas comerciales multicristalinas dopadas con B.
- Utilizaron un cultivador Czochralski (Cz) para crear un lingote, que luego se cortó en 79 obleas.
- Estas se sometieron a procesos de gettering por difusión de fósforo (PDG) para mejorar sus propiedades de transporte.
- El grupo utilizó los materiales recuperados para fabricar células solares de campo de superficie posterior de fósforo/aluminio (P/Al-BSF).
A partir de nuestros resultados, concluimos que las principales limitaciones en el rendimiento de los dispositivos observadas en los fabricados a partir de material recristalizado y fragmentos de oblea desmetalizados no son atribuibles a la degradación de la calidad del material en la que se incurre eventualmente durante las etapas de recuperación y utilización de los sustratos de silicio, sino más bien a fallos durante la fabricación de las células, concluyó el equipo.
Su análisis se presentó en el artículo “Validation of recycling processes for demetallisation and recrystallization of silicon solar cells” (Validación de procesos de reciclaje para desmetalización y recristalización de células solares de silicio), publicado en Solar Energy. La investigación fue llevada a cabo por científicos de la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Politécnica de Madrid y el Instituto Leibniz de Crecimiento Cristalino (IKZ) de Alemania.
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