NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável) Estados Unidos. Foto: Dennis Schroeder/NREL/Divulgação
O uso de lasers femtosegundo para soldas de vidro-vidro na construção dos painéis solares pode facilitar a reciclagem desses produtos no final de sua vida útil. Essa foi a conclusão da pesquisa de prova de conceito Towards Polymer Free Femtosecond Laser Welded Glass/ Glass Solar Modules, realizada pelo NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável) do DOE (Departamento de Energia) dos EUA.
“A maioria das empresas de reciclagem afirma que o polímero é o principal problema no processo de reciclagem de módulos fotovoltaicos”, disse o autor principal do estudo David Young, cientista sênior e gerente do grupo High-Efficiency Crystalline Photovoltaics no departamento de Química e Nanociência do NREL.
Tipicamente, os módulos fotovoltaicos são constituídos de semicondutores que são colocados entre duas folhas de vidro laminadas junto com folhas de polímero.
A solda de vidro-vidro eliminaria a necessidade de ter folhas de plástico polímero na composição dos módulos, tornando a reciclagem mais fácil e fazendo com que ao final da sua vida útil os materiais possam ser quebrados, onde o vidro e os fios de metal possam ser reciclados e o silício possa ser reutilizado.
A pesquisa
Essa é a primeira pesquisa a utilizar laser de femtosegundo na formação de soldas de vidro-vidro para serem usadas para vedar painéis solares.
A pesquisa mostrou ainda que a solda é tão forte quanto o vidro, ou seja, enquanto o vidro não quebrar, a solda não se quebrará. Porém, o estudo ressalta que não ter polímeros entre as folhas de vidro exige que os módulos soldados sejam muito mais rígidos.
Outro ponto de destaque do estudo é que a montagem adequada e a modificação nas características de relevo do vidro laminado podem tornar o módulo soldado rígido o suficiente para passar no teste de carga estática.
O artigo ainda descreve que outros tipos de solda foram testadas no passado, porém se mostraram menos resistentes para serem usadas nos módulos.
Além destas vantagens, a pesquisa afirma que a solda pode ser usada por qualquer tipo de tecnologia para módulos fotovoltaicos, como silício, perovskita, telureto de cádmio. Isso porque o calor da solda fica confinado a alguns milímetros do foco do laser.
Além de David Young, o estudo conta com a participação de outros profissionais do NREL, Tim Silverman, Nicholas Irvin e Nick Bosco. O artigo também tem a participação de dois co-autores da empresa Trumpf, empresa que fabricou o laser de femtosegundo.
Young disse que a pesquisa é de alto risco e de alta recompensa, e informa que haverá outras pesquisas com o objetivo de prolongar a vida útil dos módulos solares para mais de 50 anos e permitir uma reciclagem mais fácil.
A pesquisa foi desenvolvida por meio do Consórcio de Materiais de Módulo Durável, liderado pelo NREL e financiado pelo Escritório de Tecnologias de Energia Solar do Departamento de Energia dos EUA no Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável.
O NREL é o principal laboratório nacional do Departamento de Energia dos EUA para pesquisa e desenvolvimento em energia renovável e eficiência energética.
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