El Instituto de Energía Solar (IES) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) coordina el proyecto Resiliens, en el que los investigadores buscan desarrollar tecnologías para recuperar silicio y metales de módulos fotovoltaicos desechados, reutilizándolos en nuevas células solares. Los investigadores han optimizado un proceso para recuperar plata y silicio de alta pureza, lo que reducirá el consumo de materias primas y energía, promoviendo el reciclaje de módulos fotovoltaicos.
El gran aumento de la capacidad fotovoltaica anticipa un número cada vez mayor de módulos fotovoltaicos desechados al final de su vida útil. Además, algunas previsiones afirman que en 2030 se habrán desmantelado unos 400 millones de módulos, superando los 10.000 millones en 2050.
Un módulo fotovoltaico se compone de una ristra de células solares interconectadas entre sí, embebidas en láminas de polímero y pegadas a un vidrio para protegerlas de agentes exteriores. El vidrio, junto con un marco de aluminio, le da también rigidez para facilitar su instalación y dotarle de resistencia a golpes o cargas de viento. Sin embargo, al diseñar el módulo para hacerlo resistente a la degradación y al envejecimiento y garantizar su funcionamiento durante décadas, se dificulta la separación y recuperación de materiales una vez ha alcanzado el final de su vida útil.
En la actualidad se están proponiendo muchos métodos para el reciclaje de módulos utilizando enfoques mecánicos, térmicos o químicos, algunos de los cuales han alcanzado un alto nivel de desarrollo. Sin embargo, este nivel de desarrollo no ha llegado a los contactos metálicos y el silicio que forman las células solares, que son los elementos más exigentes en términos de consumo energético e impacto ambiental. Además, muchas veces la calidad de los materiales recuperados no es suficiente para reinyectarlos en la cadena de valor fotovoltaica.
Proyecto Resiliens
En el marco del proyecto Resiliens, el Instituto de Energía Solar de la UPM, investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la UCM, de la Facultad de Ciencias de la UAM y de IMDEA Nanociencia colaboran para establecer una tecnología factible, rentable y sostenible que permita recuperar el silicio y los metales de los dispositivos fotovoltaicos desechados y reutilizarlos en la fabricación de nuevas células solares.
Hasta ahora, los investigadores han optimizado un proceso de desmetalización que recupera la plata en estado sólido y que además alcanza un equilibrio óptimo entre la recuperación del metal y la preservación del sustrato de silicio. También han demostrado que la reinyección del silicio en la etapa de cristalización garantiza la obtención de un silicio con pureza suficiente para fabricar células solares de alta eficiencia, en un proceso que adapta las propiedades del silicio resultante a los requisitos actuales de la industria.
Los procesos utilizan métodos y componentes bien conocidos en la industria fotovoltaica, facilitando el escalado de los resultados y su transferencia a la industria. No obstante, los investigadores están trabajando para demostrar la validez de los métodos propuestos para la gran variedad de tecnologías solares existentes en el mercado, así como para analizar su compatibilidad con los encapsulantes usados en la industria.