Alrededor de 10 mil toneladas de silicio proveniente de los módulos fotovoltaicos, terminan en Alemania en el reciclaje cada año. A partir de 2029 serán varios cientos de miles de toneladas por año.
Actualmente, solo se recicla el aluminio, el vidrio y el cobre de los módulos desechados de uso, pero no las células solares de silicio. Con el motivo de poder seguir utilizando este material, investigadores del Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP en Halle (Saale) y el Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, junto con la mayor empresa alemana de reciclaje de módulos fotovoltaicos, Reiling GmbH & Co. KG, desarrolló una solución: el silicio de los módulos se recicló a escala industrial y se utilizó para fabricar nuevas células solares PERC.

La mayoría de los sistemas fotovoltaicos que se instalaron en Alemania entre 2009 y 2011, el Prof. Dr Andreas Bett, director de Fraunhofer ISE, explica que “después de la ola de expansión de instalaciones fotovoltaicas, a partir de 2029 vendrá una segunda ola pero de la necesidad de reciclarlos, por lo tanto, se deben establecer de antemano procesos y métodos razonables para recuperar el silicio de los módulos usados”. En 2021, la cantidad total de módulos fotovoltaicos instalados en Alemania era de alrededor de cinco millones de toneladas, con un contenido de silicio de 150 mil toneladas. Como material semiconductor, el silicio es el principal componente de las células solares.

Por lo tanto, un grupo de trabajo en Fraunhofer CSP ha desarrollado un proceso con Reiling GmbH & Co. KG, financiado por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Clima BMWK (anteriormente BMWi), con el que se puede recuperar el silicio. Esto permite reciclar todos los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino, independientemente del fabricante y el origen. Además el Prof. Dr. Peter Dold, director de proyectos de Fraunhofer CSP aclara que “de lo contrario, significaría mucho esfuerzo para las empresas de reciclaje. Para nosotros era importante desarrollar un proceso escalable que también tuviera sentido económico. Se pueden 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 células solares se separan y recogen de los subproductos del tratamiento mecánico ya establecido. El primer paso en Fraunhofer CSP es eliminar el vidrio y el plástico de los restos celulares, que varían en tamaño de 0,1 a 1 milímetro. Luego, el contacto posterior, los contactos de plata, la capa antirreflectante y finalmente el emisor se eliminan mediante grabado químico húmedo. El silicio purificado de esta manera se procesa en lingotes monocristalinos o cuasi-monocristalinos en procesos estándar y se acumulan en láminas.

La cristalización se lleva a cabo con silicio 100 por ciento reciclado sin la adición de silicio ultrapuro comercial. Las láminas se procesaron en células solares PERC en Fraunhofer ISE en el PV-TEC, cuya eficiencia celular fue del 19,7 por ciento en la primera prueba. “Eso está por debajo de la eficiencia de las celdas solares PERC premium de hoy en día con una eficiencia de alrededor del 22,2 por ciento, pero ciertamente por encima de las celdas solares en los módulos viejos y desechados”, destacó Dold.
Fuente: Fraunhofer ISE