Uma nova tecnologia de microondas pode facilitar a reciclagem de células solares

WangAnQi/iStock

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Como fonte renovável de energia, a energia solar tornou-se uma tendência. Ao contrário dos combustíveis fósseis como o carvão, a energia solar é limpa e livre de emissões. Embora seja bom para o meio ambiente, tem algumas desvantagens. Não é totalmente rentável e precisamos de melhores formas de reciclá-lo.

Mas agora estamos a aprender que os investigadores em Sydney podem ter encontrado uma forma de resolver este problema.

Um painel solar consiste em uma camada de células de silício. O silício, atuando como condutor e isolante para painéis solares, é o segundo material mais abundante encontrado no planeta depois do oxigênio. O silício encontrado nos painéis solares é altamente processado e passa por recozimento. Este processo de tratamento térmico é utilizado para aumentar a flexibilidade de um material e reduzir sua dureza.

Atualmente, o recozimento é feito em um forno com alta temperatura variando entre 900 e 1100 °C (1652 e 2012 °F). Num artigo publicado esta semana, uma equipe mostrou que o aquecimento de células solares de silício usando radiação de micro-ondas é quase tão eficiente quanto usar um forno. No entanto, o primeiro economiza tempo e é eficiente em termos energéticos, além de muitas outras vantagens.

Em comunicado divulgado pela Universidade Macquarie, os pesquisadores explicam que a radiação de micro-ondas aquece seletivamente o silício e deixa o painel laminado de vidro, alumínio e plástico praticamente inalterado. Isto tem um benefício significativo de reciclagem.

Sob tratamento, o revestimento plástico, que protege a placa de silicone contra contaminação e umidade, amolece e, portanto, pode ser removido mecanicamente. A balança pode então ser facilmente delaminada e seus componentes podem ser reutilizados sem produtos químicos agressivos.

Universidade Macquarie

“Até agora, do ponto de vista económico, fazia sentido simplesmente deitar os painéis no aterro”, diz o Dr. Binesh Puthen Veettil, líder do estudo e professor sénior da Escola de Engenharia da Universidade Macquarie. “Nos raros casos em que são reciclados, esmagamos os painéis, aquecemo-los a cerca de 1400°C e lavamo-los com produtos químicos para remover o plástico – um processo que exige muita energia. Mas agora, à medida que os painéis solares, que começaram a ser instalados em grande número há cerca de 20-30 anos, estão a chegar ao fim da sua vida útil e a ser desactivados, os governos exigem que sejam reciclados.”

O aquecimento por microondas é uma opção economicamente viável, rápida e de economia de energia, amplamente utilizada nas indústrias de borracha, madeira e cerâmica.

A pesquisa, feita em colaboração com a Escola de Fotovoltaica da UNSW Sydney, foi financiada pelo Centro Australiano de Fotovoltaica Avançada e é apoiada pelo governo australiano.

Resumo do estudo:

O recozimento por microondas de dispositivos semicondutores não foi extensivamente pesquisado. Raramente é utilizado na indústria, mas tem o potencial de reduzir significativamente o tempo e o custo associados ao processamento de semicondutores em grande volume, como os vários processos de aquecimento e recozimento necessários na fabricação de módulos fotovoltaicos. Neste artigo, descrevemos o recozimento por microondas de células solares de silício, a passivação efetiva de defeitos induzidos pela luz e uma redução na degradação induzida pela luz. Descobrimos que as células solares de silício são aquecidas rapidamente em um campo de micro-ondas e que a passivação eficaz de defeitos B – O pode ser alcançada pelo processamento de micro-ondas em menos de 2 s. O recozimento por microondas produz resultados semelhantes em comparação ao recozimento térmico rápido.

Os autores reconhecem o financiamento da ACAP para viabilizar este trabalho. Este programa foi apoiado pelo governo australiano através da Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA). A responsabilidade pelas opiniões, informações ou conselhos aqui expressos não é aceita pelo governo australiano.