Ús de làsers per allargar la vida útil del panell solar fins a 50 anys

Recentment, el National Renewable Energy Laboratory (NREL), part del Departament d'Energia dels Estats Units, va fer un avenç revolucionari quan van desenvolupar una metodologia de prova de concepte dissenyada per eliminar completament els polímers de la fabricació de plaques solars per a una manera més eficient i respectuosa amb el medi ambient. reciclatge.
Els panells solars han estat elogiats durant molt de temps per la seva reciclabilitat. Tanmateix, les fines capes de plàstic utilitzades en el procés de fabricació presenten reptes que dificulten el reciclatge eficient de materials valuosos com el silici i la plata.
Per abordar aquest repte, l'equip de recerca de NREL ha adoptat un enfocament diferent i ha presentat una solució innovadora per implementar la soldadura vidre a vidre directament a les cèl·lules solars.
El nucli d'aquesta solució rau en la utilització de la tecnologia làser infraroja femtosegon. Controlant amb precisió el pols làser, l'energia es centra en una àrea específica del panell solar en un període de temps molt curt, creant una soldadura robusta de vidre a vidre. Val a dir que la tecnologia làser femtosegon ja s'ha utilitzat àmpliament en l'àmbit de la cirurgia ocular mèdica, com la cirurgia de cataractes, i la seva seguretat i fiabilitat han estat totalment verificades.
Amb la soldadura per làser, s'elimina completament la necessitat de laminats plàstics a les plaques solars, simplificant molt el procés de reciclatge. Al final de la vida útil del panell, aquests mòduls fets per soldadura làser es poden trencar fàcilment, els cables de vidre i metall que contenen es poden reciclar sense cap problema i el material de silici es pot reutilitzar.
David Young, científic sènior de l'Eficient Crystalline Photovoltaics Group del Departament de Química i Nanociència de NREL, va dir: "Hi ha un consens general entre la majoria de recicladors que els polímers són el principal problema que dificulta el procés de reciclatge. L'arribada de la nostra tecnologia s'obre, sens dubte. crear tot un nou conjunt de possibilitats per al reciclatge de panells solars".
La investigació s'ha publicat a l'IEEE Journal of Photovoltaics. L'equip d'investigació assenyala que la tecnologia de soldadura làser té una àmplia gamma d'aplicabilitat, no només per a materials de silici, sinó també amb una varietat de materials com el calcogenur i el telurur de cadmi. A causa de la naturalesa altament enfocada del làser, la calor generada es limita a un rang molt petit i no causa danys al material de la bateria. Al mateix temps, la resistència de les soldadures dins del vidre és comparable a la del propi vidre, assegurant l'estabilitat i la durabilitat a llarg termini del mòdul.
Young explica a més: "Mentre el vidre en si no es trenqui, les soldadures estaran bé. A més, la duresa del mòdul soldat es millora significativament a causa de l'absència de polímer entre les peces de vidre. La nostra investigació demostra que amb una correcta instal·lació i modificació de les característiques en relleu del vidre laminat, el mòdul soldat pot arribar a ser prou dur com per complir els requisits de les proves de càrrega estàtica".
En el passat, els investigadors han intentat segellar les vores amb làsers de nanosegons i farcits de frites de vidre, però els resultats no han estat favorables. La naturalesa fràgil de les soldadures les va fer inadequades per a dissenys de mòduls exteriors. En canvi, la tecnologia de soldadura làser femtosegon desenvolupada per NREL aconsegueix una força de segellat superior a una fracció del cost, proporcionant una tecnologia forta per al reciclatge de panells solars.
Aquesta investigació compta amb el suport de Durable Module Materials Alliance, que es dedica a allargar la vida útil dels panells solars a 50 anys i més enllà. Amb la innovadora tecnologia làser de NREL, podem esperar aconseguir un reciclatge de panells solars més eficient i respectuós amb el medi ambient en el futur, contribuint al desenvolupament sostenible de les energies renovables.