Un equipo de científicos de la Agencia para la Ciencia, la Tecnología y la Investigación (A*STAR) y la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) ha desarrollado una tecnología para convertir módulos de células solares antiguos en materiales termoeléctricos de recolección de energía, que son capaces de recolectar y convertir el calor en energía eléctrica.

Esta tecnología tiene como objetivo reducir los residuos globales generados por el silicio en los módulos de células solares al final de su vida útil.

El reciclaje de módulos de células solares es un proceso complejo y costoso. La nueva tecnología convierte esta limitación en una oportunidad al aprovechar las propiedades contrastantes de los termoeléctricos para convertir las células caducadas de los paneles solares en materiales termoeléctricos mejorados. Entre ellos, la adición de impurezas y defectos ayuda a mejorar el rendimiento en lugar de perjudicarlo.

En este proceso, las células del panel solar se pulverizan en un polvo fino. A continuación, se agregan polvos de fósforo y germanio para alterar sus propiedades originales, y luego la combinación de polvos se procesa a alta temperatura y calor. Este proceso dota al silicio residual de propiedades termoeléctricas, como la conversión de energía y la eficiencia de refrigeración, lo que mejora el rendimiento de los dispositivos termoeléctricos de silicio mejorados.

Después de varias rondas de evaluación, el equipo logró el rendimiento termoeléctrico óptimo y su cifra de mérito termoeléctrico fue la más alta entre los rendimientos termoeléctricos del silicio elemental, estableciendo un récord. La investigación fue publicada en la revista científica Advanced Materials.

"Este proyecto demuestra el concepto de ingeniería de fonones, un enfoque eficiente y útil para controlar por completo la conductividad térmica de los sólidos", dijo Gang Zhang, científico sénior del equipo de IHPC. El equipo de IHPC contribuye al campo de las propiedades de los materiales.

El equipo también está trabajando en la aplicación de esta tecnología al reciclaje de residuos de silicio a gran escala para varias aplicaciones de recolección de energía a alta temperatura.

Según un estudio del Laboratorio Nacional de Energías Renovables , la vida media de un módulo solar es de 30 años. Se estima que para 2050, la cantidad de componentes no utilizados alcanzará casi 80 millones de toneladas. No existe un proceso que recicle las partes valiosas de los módulos solares y mitigue las partes tóxicas, según el estudio.

La eliminación en vertederos de módulos solares usados ​​no representa un riesgo significativo para la salud, según un informe de la Agencia Internacional de Energía. El informe se centra en los peligros potenciales de la gestión del final de la vida útil de los módulos solares y la protección de las materias primas utilizadas en los nuevos módulos solares.

El mes pasado, los investigadores del Instituto Fraunhofer afirmaron que habían logrado una eficiencia de conversión de energía récord del 47,6 por ciento para una celda solar de cuatro uniones. Investigadores de la Universidad de Surrey y del Imperial College de Londres han desarrollado una forma de mejorar la absorción de energía en los módulos de paneles solares .