Celdas fotovoltaicas más eficientes
Existe una demanda creciente de celdas fotovoltaicas de pequeño formato, semitransparentes o con formas determinadas. Por otro lado, la reparación y reutilización de celdas fotovoltaicas defectuosas proporcionará a la industria fotovoltaica europea una ventaja competitiva en este sector. Dotado de fondos de la UE, el proyecto «Repairing of photovoltaic wafers and solar cells by laser enabled silicon processing» (REPTILE) generó la tecnología y la metodología necesarias con las que transformar materiales baratos (celdas y obleas desechadas) en celdas y módulos fotovoltaicos pequeños, eficientes y a medida. La metodología utilizada podría generar eficiencias mayores en comparación con las de los módulos fabricados con celdas solares estándar. Su funcionamiento se basa en reconocer y clasificar de manera automática fallos en celdas de clase C o D y a continuación procesarlas para obtener una celda de clase A de menor tamaño. Un algoritmo selecciona la geometría ideal para lograr la mayor eficacia con el mínimo material desperdiciado. El prototipo de REPTILE cuenta con un sistema láser sin contacto que corta y aísla las partes defectuosas. Un sistema óptico con su código informático correspondiente permite detectar fallos y otorga al sistema de reparación con láser el grado de flexibilidad y automatización necesario. Otro componente clave del prototipo es el sistema automático de caracterización integrado en el láser. Una combinación de luminiscencia y termografía de gran potencia sirvió para detectar y caracterizar todo tipo de fallos relevantes con una resolución espacial adecuada para, posteriormente, realimentar el sistema de reparación con estos datos. Un agarrador de nuevo diseño separa las celdas en la fase de clasificación y desvía las reparadas y modificadas de nuevo hacia la cadena de producción. Tomando como base el prototipo creado, los miembros del proyecto crearon módulos a modo de prueba de concepto a partir de las celdas fotovoltaicas reparadas y evaluaron la eficacia del proceso de reparación. Los módulos producidos a partir de las celdas reparadas mostraron un rendimiento similar e incluso mejor que las celdas de clase A estándar. La labor del proyecto acerca posiciones entre el mercado fotovoltaico europeo y las pequeñas y medianas empresas, pues las celdas y obleas desechadas y reprocesadas generan nuevas oportunidades de mercado para estas pymes.
Palabras clave
Celda fotovoltaica, láser, fotovoltaico, oblea fotovoltaica, procesamiento de silicio, material residual