La nueva tecnología que permite fabricar placas solares PERC de silicio reciclado

La energía renovable y la tecnología asociada a ella soluciona muchos problemas medioambientales, pero genera otros que conviene atajar para hacer viable la definitiva implantación de este tipo de filosofía energética en el futuro.

El principal escollo es el reciclaje de los desechos generados por las nuevas tecnologías, como pueden ser las baterías de los coches eléctricos o las placas solares fotovoltaicas.

Las células PERC de silicio reciclado obtuvieron una eficiencia del 19,7% en la primera prueba

Técnicas como el reciclaje por flotación de espuma suponen importantes avances en el campo del reciclaje en materia de movilidad eléctrica, pero también es necesario abordar el tema de las placas solares fotovoltaicas, cuya proliferación comenzó hace años y actualmente genera 10.000 toneladas de silicio en Alemania.

Reciclaje de silicio viejo

Para contribuir a solucionarlo, investigadores alemanes del Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP en Halle y el Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, junto con la mayor empresa alemana de reciclaje de módulos fotovoltaicos, Reiling GmbH & Co. KG, han desarrollado una solución: el reciclaje del silicio de los módulos solares a escala industrial para su posterior uso en la fabricación de nuevas células solares PERC.

«Después del final de la tarifa de alimentación de 20 años, se producirá una primera ola de eliminación de residuos a partir de 2029», explica Andreas Bett, director del Fraunhofer ISE. «Por lo tanto, se deben establecer de antemano procesos y métodos razonables para recuperar el silicio de los módulos usados».

Qué es panel solar PERC

La tecnología PERC se utiliza para mejorar la eficiencia de las células solares mediante la captura de la mayor cantidad posible de fotones adicionales sin realizar un cambio fundamental en la célula solar.

Esto se consigue utilizando células de silicio monocristalino convencionales a las que se les añade una capa pasivante en su parte posterior. Además, las células solares se micrograban con productos químicos o un láser para así atravesar la capa pasivante, permitiendo su penetración. Finalmente, se añade una capa dieléctrica que aísla la célula solar.

La capa pasivante está diseñada para reflejar los fotones a través de la capa de silicio, impidiendo que los electrones lleguen al contacto posterior. Esto hace que el silicio capte más fotones, produciendo más electricidad y aumentando en aproximadamente un 2% el rendimiento máximo de las células solares PERC en relación a las de silicio monocristalino.

Cómo utilizar el silicio reciclado

Para el proceso, los fragmentos de células solares se separan y recogen de los subproductos del proceso de tratamiento mecánico ya establecido. El primer paso a tomar es eliminar el vidrio y el plástico de los fragmentos celulares, cuyo diámetro oscila entre 0,1 y 1 milímetro.

Posteriormente, el contacto posterior, los contactos de plata, la capa antirreflectante y finalmente el emisor son gradualmente retirados utilizando un grabado químico húmedo. De esta manera, el silicio purificado es procesado primeramente en lingotes monocristalinos o cuasi-monocristalinos, y luego en obleas.

La cristalización se lleva a cabo con silicio 100% reciclado sin la adición de silicio ultrapuro. Las obleas se procesan en células solares PERC, consiguiendo una eficiencia celular del 19,7% en la primera prueba.

«Esta cifra está por debajo de la eficiencia de las celdas solares PERC premium de hoy en día con una eficiencia de alrededor del 22,2%, pero ciertamente por encima de las celdas solares en los módulos viejos y desechados», concluye Peter Dold, director de proyectos de Fraunhofer CSP.

Fuente: El Periódico de la EnergíaFotos: Pixabay