Nueva tecnología de decapsulación para reciclar módulos solares

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Un grupo de científicos dirigido por la Academia China de Ciencias (CAS) ha desarrollado un nuevo método para desprender el etilvinilacetato (EVA) de los módulos solares al final de su ciclo de vida.

“Nuestra investigación indica que controlar el grado de expansión del EVA es crucial para una deslaminación eficaz”, declaró a pv magazine el autor principal de la investigación, Dong Wang. “Basándonos en esto, seleccionamos cuidadosamente el limoneno natural como disolvente ecológico. A determinadas concentraciones y temperaturas, el limoneno puede inducir una expansión adecuada del EVA, rompiendo eficazmente los enlaces de interfaz sin causar una expansión excesiva y dañar las células solares. Este proceso permite la deslaminación completa del vidrio”.

El limoneno es una sustancia química que se encuentra en la corteza de los cítricos, como limones, limas y naranjas y, según el equipo de investigación, facilita el hinchamiento controlado del EVA en el proceso de deslaminación, lo que a su vez evita la ruptura de las células debido a una fuerza desigual durante el hinchamiento.

“Este reactivo no reacciona químicamente con el EVA, lo que induce principalmente el hinchamiento controlable del EVA, creando las condiciones para el reciclado eficiente del reactivo”, explicó además Wang, quien añadió que este reactivo no tóxico consigue la separación entre capas mediante la disrupción de los grupos silano en la superficie del vidrio y la lámina posterior en contacto con el EVA.

Los científicos realizaron una serie de pruebas experimentales en un reactor de vidrio de doble capa y un reactor ultrasónico de temperatura constante para generar campos físicos ultrasónicos. La velocidad de separación del vidrio se determinó mediante el método de pesaje, que consiste en medir la masa del vidrio antes y después de la separación con una balanza electrónica.

También utilizaron el análisis termogravimétrico (TGA) y la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) para analizar la composición química y el mecanismo de unión en la interfaz entre el EVA, el vidrio, las células solares y la lámina posterior.

El análisis demostró que la nueva técnica es supuestamente capaz de romper los enlaces en la región adhesiva interfacial sin dañar excesivamente las células solares. “Este hinchamiento controlado demostró ser esencial para una deslaminación eficaz, como evidencian el grado de hinchamiento y los cambios morfológicos”, declararon los académicos.

“En condiciones experimentales optimizadas, pudimos separar completamente el vidrio y la lámina posterior, lo que permitió la recuperación potencial completa de las células solares de silicio cristalino”, añadió Wang, quien señaló que el ajuste de la concentración de la solución de limoneno fue la clave para regular eficazmente la expansión del EVA. “Combinándolo con el campo físico de los ultrasonidos, aceleramos la penetración del disolvente y la ruptura de los enlaces cruzados, mejorando así la eficacia de la separación”.

El equipo de investigación presentó el método propuesto en el estudio “Effective decapsulation method for photovoltaic modules: Limonene-induced EVA controlled swelling under sonication and debonding mechanism analysis” (Método de decapsulación eficaz para módulos fotovoltaicos: hinchamiento controlado por EVA inducido por limoneno mediante sonicación y análisis del mecanismo de desunión), publicado en el Journal of Cleaner Production.

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