Los investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) en Estados Unidos están trabajando en la fabricación, diseño e implementación de los paneles solares de perovskita para facilitar su reciclaje, incorporando la circularidad desde las etapas más tempranas de esta tecnología.
Dado que los paneles solares fabricados con perovskitas podrían desempeñar un papel importante en la descarbonización para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, los investigadores del NREL buscan la mejor manera de diseñar los paneles solares para minimizar su impacto en el medio ambiente de cara al futuro.
Los expertos señalan la oportunidad de aprovechar que este tipo de tecnología se encuentra en sus primeras etapas de fabricación, para mejorar su diseño hacia una mayor sostenibilidad. Así, buscan asegurar un producto sostenible ahora, en lugar de lidiar con cuestiones de sostenibilidad hacia el final de su vida útil. Por ello, NREL anima a dirigir los esfuerzos de la comunidad de investigación fotovoltaica hacia la economía circular y confiabilidad para hacer de la tecnología fotovoltaica de perovskita una de las fuentes de energía más sostenibles del mercado.
Actualmente, los paneles solares fabricados con silicio dominan la industria, que carecen de un diseño pensado para su circularidad. La otra tecnología solar líder, el telururo de cadmio (CdTe), ha tenido un programa de reciclaje establecido desde el inicio de la tecnología, en parte para abordar la escasez de telururo. Todas las formas de fabricación de tecnología conllevan costes ambientales, como los desafíos del reciclaje y el uso de sustancias químicas potencialmente tóxicas. Pero las perovskitas aún permiten abordar la circularidad del proceso.
Uso de materiales alternativos sostenibles
Según los investigadores, la forma más representativa de evaluar los impactos ambientales de la fabricación de paneles solares es analizar las emisiones de carbono liberadas durante la producción, la energía incorporada, la obtención de materiales sostenibles y la circularidad de los módulos.
Existen determinados problemas críticos de sostenibilidad para cada componente de un panel solar de perovskita. El plomo, por ejemplo, podría diluirse con otros metales químicamente similares, como el estaño, para reducir la cantidad de plomo en un futuro panel. Sin embargo, hasta ahora, estas sustituciones se han producido a costa de la eficiencia y la durabilidad, por lo que requiere mucha más investigación antes de que estos semiconductores propuestos estén listos para su uso en módulos fotovoltaicos.
Los investigadores también sugieren que los costosos metales utilizados en las células solares de perovskita deberían reemplazarse por alternativas de bajo coste, como el aluminio, el cobre o el níquel, para los módulos comerciales. También señalan que el óxido de flúor y estaño sería un material más práctico para los electrodos frontales de la célula en lugar del óxido de indio y estaño.
Circularidad de la fabricación de módulos fotovoltaicos
Los expertos destacaron distintas maneras de pensar en la circularidad de los paneles solares de perovskita. Un componente que requiere atención, según señalan, es el vidrio de los módulos solares, y animan a establecer una vía de reciclaje para el vidrio, dado que se trata de un material que será cada vez más crítico a medida que aumente la implantación de la energía fotovoltaica. La fabricación de vidrio actualmente requiere materias primas y es un proceso de gran consumo energético, según señalan.
Por último, los investigadores explican que aumentar la durabilidad del módulo fotovoltaico, y por lo tanto aumentar su vida útil, es un enfoque más eficaz para reducir la energía neta, la recuperación de la energía y las emisiones de carbono, que diseñar únicamente para la circularidad. Si bien un panel puede diseñarse teniendo en cuenta el fin, una vida útil más larga significa que no tendrá que reciclarse con tanta frecuencia.