Microondas avançam na produção e reciclagem de células solares

14 de abril de 2023 (Notícias do Nanowerk) Uma tecnologia de micro-ondas inventada na Universidade Macquarie irá melhorar a fabricação de células solares e torná-las mais fáceis de reciclar. Durante a fabricação de painéis solares, o silício passa por vários processos de alta temperatura conhecidos como recozimento. Atualmente as células são cozidas no forno. Mas num artigo publicado em Applied Physics Letters (“Recozimento de células solares de silício por microondas”), uma equipe liderada pelo professor sênior Dr. Binesh Puthen Veettil, da Escola de Engenharia, mostrou que o aquecimento usando radiação de microondas é quase tão eficiente. Além disso, economiza tempo e energia consideráveis ​​e tem outras vantagens. Como a radiação de micro-ondas aquece seletivamente o silício, ela leva a efeitos quase instantâneos com enorme economia de energia. Isto ocorre em parte porque o restante do painel laminado de vidro, plástico e alumínio permanece praticamente inalterado. E aquela propriedade que gerou um benefício inesperado de reciclagem para o qual o grupo tem patente pendente.

Benefícios da reciclagem

Sob tratamento por micro-ondas, o revestimento de plástico (etileno vinil acetato) que protege a placa de silicone da umidade e da contaminação amolece a ponto de poder ser removido mecanicamente. Isso significa que a placa pode ser facilmente delaminada e seus componentes reutilizados sem o uso de produtos químicos agressivos. “Até agora, do ponto de vista económico, fazia sentido simplesmente deitar os painéis no aterro”, diz o Dr. Veettil. “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.”

Recozimento seletivo

O recozimento por microondas tem várias outras vantagens. A capacidade de focar a radiação de micro-ondas significa que o aquecimento induzido pode ser seletivo e altamente sintonizado. Alguns dos painéis mais recentes, por exemplo, empregam o que é conhecido como tecnologia de heterojunção, onde o silício cristalino e o silício amorfo são intercalados. Nestas células, um recozimento mais rápido e melhor direcionado é altamente vantajoso. O foco preciso também significa que o recozimento pode ser direcionado a partes específicas do painel solar, tornando-o ideal para o recozimento de painéis solares com estruturas internas mais complexas, fabricadas para fins especiais. E, ao contrário de um forno onde todos os tipos de substâncias químicas são eliminadas das paredes, o recozimento por microondas ocorre em um ambiente limpo. “Portanto, há menos contaminação”, diz o Dr. Veettil. “E todo o processo pode ser realizado à temperatura ambiente.”

Novos materiais

Existem vários outros projetos envolvendo células solares e energia sustentável em andamento no Macquarie. Um dos co-autores do artigo sobre recozimento, o professor associado Shujuan Huang, lidera um grupo que analisa o recozimento por microondas em células solares de perovskita. Perovskitas são um grupo de minerais cristalinos com propriedades semicondutoras que poderão, no futuro, ser utilizados em células solares por serem flexíveis, leves e de produção barata. Neste caso, a radiação de microondas produziu células solares mais eficientes em comparação com os métodos convencionais de recozimento, mas a razão não é clara. O trabalho atual está sendo realizado em parte para responder a essa pergunta.

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• Fonte: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62820.php