La célula solar de próxima generación será totalmente reciclable

Investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado un método para reciclar todas las partes de una célula solar de perovskita utilizando agua como disolvente principal.

Investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, han desarrollado un método para reciclar repetidamente todas las piezas de una célula solar sin disolventes peligrosos para el medio ambiente. La célula solar reciclada tiene la misma eficiencia que la original. La célula solar está hecha de perovskita y el disolvente principal es el agua.

Se prevé que el uso de electricidad aumente drásticamente en los próximos años con el desarrollo de la IA y la transición al transporte electrificado, entre otras cosas. Para que este escenario no impulse el cambio climático, es necesario que distintas fuentes de energía sostenibles trabajen juntas.

Hace tiempo que se considera que la energía solar tiene un gran potencial y los paneles solares basados en silicio llevan más de 30 años en el mercado. Pero los paneles solares de silicio de primera generación están al final de su ciclo de vida, lo que ha creado un problema inesperado.

«Actualmente no existe ninguna tecnología eficaz para tratar los residuos de los paneles de silicio. Por eso los paneles solares viejos acaban en el vertedero. Enormes montañas de residuos electrónicos con los que no se puede hacer nada», explica Xun Xiao, estudiante de postdoctorado del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping (LiU), y un o de los autores del estudio, publicado en Nature.

Feng Gao, profesor de optoelectrónica del mismo departamento, añade: «Tenemos que tener en cuenta el reciclaje a la hora de desarrollar nuevas tecnologías de células solares. Si no sabemos cómo reciclarlas, quizá no deberíamos sacarlas al mercado».

Una de las tecnologías más prometedoras para las células solares de nueva generación es la perovskita. No sólo son relativamente baratas y fáciles de fabricar, sino también ligeras, flexibles y transparentes. Gracias a estas propiedades, las células solares de perovskita pueden colocarse en superficies muy diversas, incluso en ventanas. Además, pueden convertir hasta el 25% de la energía solar en electricidad, un porcentaje comparable al de las células solares de silicio actuales.

«Ahora mismo hay muchas empresas que quieren sacar al mercado células solares de perovskita, pero a nosotros nos gustaría evitar otro vertedero. En este proyecto hemos desarrollado un método que permite reutilizar todas las piezas en una nueva célula solar de perovskita sin comprometer el rendimiento de la nueva», explica Niansheng Xu, postdoctorando en LiU.

Sin embargo, dado que las células solares de perovskita tienen actualmente una vida útil más corta que las de silicio, es importante que su reciclado sea eficiente y respetuoso con el medio ambiente. Las células solares de perovskita también contienen una pequeña cantidad de plomo que es necesario para lograr una alta eficiencia, pero esto también plantea grandes exigencias a un proceso de reciclaje que funcione.

Además, en gran parte del mundo también existen requisitos legales para que los productores recojan y reciclen las células solares al final de su vida útil de forma sostenible.

Ya existen métodos para desmontar las células solares de perovskita. En la mayoría de los casos se utiliza una sustancia llamada dimetilformamida, un ingrediente común en los disolventes de pintura. Es tóxica, peligrosa para el medio ambiente y potencialmente cancerígena. Ahora, los investigadores de Linköping han desarrollado una tecnología que permite utilizar agua como disolvente para desmontar las perovskitas degradadas. Y lo que es más importante, las perovskitas de alta calidad pueden reciclarse a partir de la solución acuosa.

«Podemos reciclarlo todo: vidrios de recubrimiento, electrodos, capas de perovskita y también la capa de transporte de carga», afirma Xun Xiao.

El siguiente paso de los investigadores es desarrollar el método para utilizarlo a mayor escala en un proceso industrial. A largo plazo, creen que las células solares de perovskita pueden desempeñar un papel importante en el suministro de energía cuando se disponga de la infraestructura y las cadenas de suministro necesarias.