Instituto Fraunhofer desarrolla un proceso de reciclaje del silicio de los paneles solares
Alrededor de diez mil toneladas de silicio en módulos fotovoltaicos desechados terminan anualmente en el mercado de reciclaje en Alemania. Esta cifra aumentará a varios cientos de miles de toneladas por año para 2029.
Actualmente, el aluminio, el vidrio y el cobre de los módulos desechados se reprocesan, sin embargo, las células solares de silicio no. Para poder reutilizar el silicio, investigadores del Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP y el Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE junto con la mayor empresa alemana de reciclaje de módulos fotovoltaicos, Reiling GmbH & Co. KG, han desarrollado una solución para el silicio de los módulos desechados que se reciclaba a escala industrial y se reutilizaba para producir nuevas células solares,
La mayoría de los sistemas fotovoltaicos en Alemania se instalaron entre 2009 y 2011 durante la primera ola de expansión fotovoltaica. "Esta expansión previsiblemente será seguida por una primera ola de eliminación veinte años después, alrededor de 2029, cuando expire la tarifa de alimentación para los módulos fotovoltaicos instalados", explica el Prof. Dr. Andreas Bett, Director del Instituto Fraunhofer . “Por lo tanto, es necesario establecer procesos y procedimientos adecuados para recuperar el material de silicio de los módulos desechados en una etapa temprana”. Ya en 2021, la cantidad total instalada de módulos fotovoltaicos en Alemania era de unos cinco millones de toneladas, con un contenido de silicio de 150 000 toneladas, como material semiconductor, el silicio es el componente principal de las células solares.
Por lo tanto, un grupo de trabajo de Fraunhofer CSP, junto con Reiling GmbH & Co. KG, ha desarrollado un proceso para recuperar el material de silicio con fondos del Ministerio Federal Alemán de Asuntos Económicos y Clima BMWK. Con este proceso, es posible reciclar todos los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino, independientemente del fabricante y el origen. El Prof. Dr. Peter Dold, director de proyectos de Fraunhofer CSP, explica: "Si este no fuera el caso, sería demasiado trabajo para las empresas de reciclaje. Era importante para nosotros desarrollar un proceso escalable que tuviera sentido económico Es posible hacer muchas cosas en el laboratorio, pero nuestro nuevo proceso debería probarse en la práctica para la industria del reciclaje".
Para el proceso, los fragmentos de celdas solares se separan y recolectan de los subproductos del proceso de reciclaje mecánico, que ya está establecido. En Fraunhofer CSP, los fragmentos de células con tamaños de 0,1 a 1 milímetro se separan primero del vidrio y el plástico mediante varios procesos de clasificación. A esto le sigue la eliminación paso a paso del contacto trasero, los contactos de plata, la capa antirreflectante y finalmente el emisor mediante grabado químico húmedo. El silicio limpiado de esta manera se procesa en lingotes monocristalinos o cuasi-monocristalinos en procesos estándar y luego en obleas.
La
cristalización se lleva a cabo con silicio 100 por ciento reciclado sin la
adición de silicio ultrapuro comercial. Las obleas hechas de silicio reciclado
se fabricaron en células solares PERC en PV-TEC de Fraunhofer ISE. En la
primera prueba, la eficiencia de conversión de la celda solar fue del 19,7 por
ciento. "Esto está por debajo de la eficiencia de las celdas solares PERC
premium de hoy en día, que tienen una eficiencia de alrededor del 22,2 por
ciento, pero ciertamente está por encima de las celdas solares en los módulos
viejos y desechados", dice Dold, poniendo los resultados iniciales en
contexto. ”
Nota: PERC (Passivated Emitter Rear Cell), es el proceso que añade una capa adicional en la parte trasera de la placa solar que refleja parte de los fotones que consiguen pasar a través de la célula de nuevo hacia ella, aumentando la eficiencia total.
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