Un estudio realizado por investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos sugiere que el uso de láseres de femtosegundo para formar soldaduras de vidrio a vidrio en módulos solares podría facilitar su reciclaje.

Mejorar el reciclaje

Estas soldaduras eliminarían la necesidad de láminas de polímero plástico que actualmente se utilizan en los módulos solares, lo que dificulta el proceso de reciclaje. Al final de su vida útil, los módulos fabricados con estas soldaduras láser podrían ser triturados. El vidrio y los cables metálicos que atraviesan las células solares podrían reciclarse fácilmente, y el silicio podría ser reutilizado.

David Young, científico senior del departamento de Química y Nanociencia en NREL, y autor principal del estudio, explicó que la ausencia de polímeros entre las láminas de vidrio hace que los módulos soldados sean mucho más rígidos. La investigación de NREL demostró que las soldaduras de vidrio/vidrio con láser de femtosegundo son esencialmente tan fuertes como el vidrio mismo.

El estudio, publicado en la Revista IEEE de Fotovoltaicos, contó con la colaboración de colegas de NREL y de dos empleados de Trumpf Inc., la compañía que fabricó el láser de femtosegundo utilizado en la investigación.

Uso de semiconductores

Los paneles solares están construidos con semiconductores diseñados para capturar una porción específica del espectro solar, convirtiendo la luz solar en electricidad. Por lo general, estos semiconductores se colocan entre dos láminas de vidrio laminadas juntas con láminas de polímero.

El estudio demostró que las soldaduras de vidrio a vidrio utilizando láseres de femtosegundo son prácticamente tan resistentes como el propio vidrio. "Mientras el vidrio no se rompa, la soldadura permanece intacta", explicó Young. “Sin embargo, la ausencia de polímeros entre las láminas de vidrio significa que los módulos soldados deben ser mucho más rígidos. Nuestro trabajo demostró que, con el montaje adecuado y modificaciones en las características del vidrio, se pueden fabricar módulos soldados lo suficientemente resistentes como para superar las pruebas de carga estática”.

Mayor resistencia y sellado hermético a buen coste

Esta investigación de NREL marca el primer uso de láseres de femtosegundo para soldar vidrio en paneles solares. Aunque previamente se intentó un método diferente de sellado de bordes utilizando láseres de nanosegundo y un relleno de vidrio, estas soldaduras resultaron ser demasiado frágiles para aplicaciones en exteriores. Las soldaduras láser de femtosegundo ofrecen una mayor resistencia y un sellado hermético a un costo razonable.

David Young señaló que esta investigación es "definitivamente arriesgada, pero con grandes posibilidades de éxito", y destacó su relevancia para futuras investigaciones que buscan prolongar la vida útil de los paneles solares más allá de los 50 años y facilitar su reciclaje.