Innovadora técnica repara células solares defectuosas mediante láser

  • El complejo proceso de fabricación de la industria fotovoltaica provoca que una gran cantidad de células (entre el 5 y el 8 por ciento) sean defectuosas o no alcancen una alta eficiencia y, hasta la fecha, no existía ningún sistema que permitiese la reutilización de estas piezas.

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El Centro Tecnológico gallego AIMEN ha participado en un proyecto internacional en el que ha desarrollado una técnica de reparación de células solares defectuosas o rotas empleando tecnología láser e inspección automática. Concretamente, el nuevo sistema prototipo es capaz de seleccionar, cortar y aislar áreas óptimas dentro de células solares defectuosas mediante el cálculo por ordenador de la geometría de máxima eficiencia y mínimo material desechado, obteniendo nuevos productos de alto valor añadido.

   El complejo proceso de fabricación de la industria fotovoltaica provoca que una gran cantidad de células (entre el 5 y el 8 por ciento) sean defectuosas o no alcancen una alta eficiencia y, hasta la fecha, no existía ningún sistema que permitiese la reutilización de estas piezas.

   Gracias a este proyecto, se ha logrado el desarrollo de un sistema láser integrado, denominado "Cell-Doctor", que permite la manipulación, el diagnóstico, la reparación y la clasificación de células solares mediante un único láser pulsado; minimizando la cantidad de residuo que genera esta industria, cuya gestión resulta muy complicada y costosa para las empresas.

   Gracias a este dispositivo, es posible el aislamiento eléctrico de las áreas defectuosas respecto de las de funcionamiento óptico dentro de una misma célula solar, evitando cortocircuitos que provocan pérdida de eficiencia y ponen en riesgo la utilidad de la célula solar e, incluso, del módulo en el que está conectada. Para ello, se han empleado láseres de vandato, que permiten eliminar defectos en una célula típica en un segundo.

   También es capaz de ejecutar cortes láser multipasada para separar grandes áreas con errores, transformando la célula solar en otra de menor tamaño activa en su totalidad. Este tipo de procedimiento es relativamente lento, pero muy respetuoso con el material y evita introducir nuevos defectos, como cortocircuitos.

   Asimismo, se diseñó un sistema de clasificación automática del resultado del proceso, en función del área activa, geometría, eficiencia, etc. de las células o fragmentos recuperados.

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   Estos avances han sido probados en entornos reales con la fabricación de novedosos paneles ultraligeros para su integración en vehículos, que fueron testados en la SunTrip 2013, la mayor competición europea de bicicletas solares. Además, se han empleado un total de 32 módulos solares de pequeño tamaño, con células óptimas y células reparadas, para construir un demostrador consistente en una marquesina solar, cuyo objetivo es la recarga de coches eléctricos.

   Este logro forma parte del proyecto de I+D+i REPTILE ("Repairing of Photovoltaic Wafers and Solar Cells by Laser Enabled Silicon Processing"), una iniciativa internacional que ha recibido el apoyo del Séptimo Programa Marco de I+D de la Unión Europea. AIMEN ha contado con socios procedentes de Alemania, República Checa y Grecia.

ep

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