Una tecnología de microondas inventada en la Universidad de Macquarie mejorará la fabricación de células solares y las hará más fáciles de reciclar.
Durante la fabricación de paneles solares, el silicio pasa por varios procesos de alta temperatura conocidos como recocido. Actualmente las células se cocinan en un horno.
Pero en un artículo publicado en el US Journal Applied Physics Letters, un equipo dirigido por el profesor Dr. Binesh Puthen Veettil de la Escuela de Ingeniería ha demostrado que el calentamiento con radiación de microondas es casi tan eficiente. Además, ahorra mucho tiempo y energía y tiene otras ventajas.
Debido a que la radiación de microondas calienta selectivamente el silicio, produce efectos casi instantáneos con ahorros masivos de energía. Esto se debe en parte a que el resto del panel laminado de vidrio, plástico y aluminio no se ve afectado en gran medida. Y esa propiedad que ha supuesto un beneficio de reciclaje inesperado para el que el grupo tiene una patente pendiente.
Beneficios del reciclaje
Con el tratamiento con microondas, el revestimiento de plástico (etilenvinilacetato) que protege la placa de silicona de la humedad y la contaminación se ablanda hasta el punto en que se puede despegar mecánicamente. Eso significa que la placa se puede delaminar fácilmente y sus componentes se pueden reutilizar sin emplear productos químicos agresivos.
« Hasta ahora, tenía sentido desde el punto de vista económico tirar los paneles al vertedero », dice el Dr. Veettil. « En los raros casos en que se reciclan, se aplastan los paneles, se calientan a unos 1400 °C y se lavan con productos químicos para eliminar el plástico, un proceso que consume mucha energía. Pero ahora, como 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 se reciclen ».
recocido selectivo
El recocido por microondas tiene varias otras ventajas. La capacidad de enfocar la radiación de microondas significa que el calentamiento que induce puede ser selectivo y altamente sintonizado. Algunos de los paneles más nuevos, por ejemplo, emplean lo que se conoce como tecnología de heterounión, en la que se intercalan silicio cristalino y amorfo. En estas celdas, un recocido más rápido y mejor dirigido es muy ventajoso.
El enfoque preciso también significa que el recocido se puede dirigir a partes específicas del panel solar, lo que lo hace ideal para recocer paneles solares con estructuras internas más complejas fabricadas para fines especiales.
Y, a diferencia de un horno en el que se desprenden todo tipo de sustancias químicas de las paredes, el recocido por microondas tiene lugar en un entorno limpio. « Así que hay menos contaminación », dice el Dr. Veettil. « Y todo el proceso puede llevarse a cabo a temperatura ambiente ».
Nuevos materiales
Hay varios otros proyectos que involucran celdas solares y energía sostenible en marcha en Macquarie. Uno de los coautores del artículo sobre recocido, el profesor asociado Shujuan Huang, dirige un grupo que analiza el recocido por microondas en células solares de perovskita. Las perovskitas son un grupo de minerales cristalinos con propiedades semiconductoras que pueden, en el futuro, utilizarse para células solares porque son flexibles, ligeras y baratas de producir.
En este caso, la radiación de microondas produjo células solares más eficientes en comparación con los métodos de recocido convencionales, pero la razón no está clara. El trabajo actual se está realizando en parte para responder a esa pregunta.
La investigación del Dr. Veettil, en colaboración con la escuela de energía fotovoltaica de la UNSW, se inició con fondos del Centro Australiano de Energía Fotovoltaica Avanzada y ha sido respaldada por el gobierno australiano a través de la Agencia Australiana de Energía Renovable.
El Dr. Binesh Puthen Veettil es ingeniero electrónico de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Macquarie y tiene un interés particular en las energías renovables.