Científicos de los Países Bajos propusieron un nuevo plan de pruebas para reciclar el silicio procedente de paneles fotovoltaicos al final de su vida útil. Su metodología ayudó a crear diferentes categorías de objetos para reciclar silicio para la producción de nuevos lingotes, pero también demostró que la mayor parte del silicio reciclado en un futuro próximo provendrá de productos de tipo p, que difícilmente serán reutilizados en un mercado ahora dominado por módulos de tipo n.
Un grupo de investigación coordinado por el Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada (TNO) ha investigado cómo las piezas limpias o los fragmentos de piezas recuperadas de módulos fotovoltaicos al final de su vida útil (EoL) podrían reutilizarse para la producción de nuevos lingotes de silicio cristalino y ha descubierto que las piezas dopadas con galio podrían ser particularmente adecuadas para este propósito.
Los científicos explicaron que el silicio de las obleas desechadas debería extraerse eliminando cualquier contaminación en sus superficies, lo que lo volvería a incluir en la categoría de materiales de alta pureza. «Los principales contaminantes son dopantes, oxígeno, carbono y quizás algo de nitrógeno», dijo el autor principal de la investigación. Bart Geerligs, dijo revistapv. «Analizamos esto principalmente desde la perspectiva del control de dopantes y resistividad, y hasta cierto punto también desde la perspectiva de otros contaminantes restantes».
En el estudio”Potencial de las células solares de silicio recicladas como materia prima para el crecimiento de nuevos lingotes.”, publicado en Progresos en energía fotovoltaicalos investigadores explicaron que su análisis abordó posibles limitaciones técnicas y económicas relacionadas, en particular, con dopantes e impurezas. También esperan que se puedan recuperar volúmenes significativos de silicio, especialmente de obleas de tipo P, a partir de 2040 aproximadamente, y que los mercados dopados con boro y galio se dividen más o menos equitativamente.
El grupo de investigación también creó una metodología para separar módulos de tipo ny de tipo p, y paneles de tipo p dopados con boro versus dopados con boro o galio. Se desarrollaron, por ejemplo, que si las células solares del módulo son policristalinas, necesariamente están dopadas con tipo p B. «Hasta donde sabemos, no ha habido producción comercial de módulos de tipo n basados en silicio policristalino», dijeron los académicos .
Además, crearon una separación entre las piezas que tienen metalización frontal o no. También dijeron que se debe identificar el voltaje para todos los módulos, excepto aquellos basados en la tecnología de celdas de contacto posterior interdigitado (IBC), y que se debe realizar una inspección visual en la parte posterior de todas las celdas. “El principio para la inspección es entonces que todas las celdas industriales de Al-BSF y PERC de tipo p tienen una metalización lateral trasera de Al combinada con almohadillas de plata locales para soldar las cintas de interconexión, y las celdas industriales de tipo n no. tienen tal combinación”, precisaron.
El equipo explicó que todo el plan de pruebas podría evitarse si una etiqueta en el panel desechado tuviera información útil. «Por ejemplo, se podría documentar que un módulo contiene células HJT (tipo n) o estar basado en células IBC de un fabricante como Sunpower o Maxeon», explicó con más detalle. «También sería muy útil si los módulos PERC mostraran visiblemente una fecha de producción porque antes de 2019, esto implicaría dopaje con boro, y después de 2022, implicaría dopaje de galio en las obleas».
«Este plan daría como resultado tres flujos de materiales», Geerligs dicho. «Estas son células dopadas de tipo n, células dopadas con boro de tipo py un flujo de células PERC monocristalinas que podrían estar dopadas con boro o con galio».
Los científicos concluyeron que reutilizar obleas de tipo p como materia prima para nuevos lingotes de tipo p no será económicamente viable, ya que las células de tipo n son ahora la tecnología dominante.
«La posible reducción de costes derivada del uso de materia prima reciclada no parece ser suficiente para compensar esto», afirmaron. “Otra posibilidad de obtener una rentabilidad mucho mayor para el reciclaje de oblea tipo p puede estar disponible con la tecnología en tándem perovskita-silicio, en cuyo caso la desventaja de eficiencia en comparación con el tipo n se reduce considerablemente y el rendimiento de la celda PERC se puede mejorar mediante un poli – Emisor de Si.”
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