O uso de lasers de femtossegundo para soldar vidro-vidro na construção de painéis solares pode facilitar significativamente o processo de reciclagem desses produtos ao final de sua vida útil. Essa é a conclusão de um estudo de prova de conceito intitulado “Towards Polymer Free Femtosecond Laser Welded Glass/Glass Solar Modules”, conduzido pelo NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável) do DOE (Departamento de Energia) dos Estados Unidos.
Segundo o autor principal do estudo, David Young, cientista sênior e gerente do grupo de Fotovoltaicos Cristalinos de Alta Eficiência no departamento de Química e Nanociência do NREL, a maioria das empresas de reciclagem aponta o polímero como o principal obstáculo no processo de reciclagem de módulos fotovoltaicos.
Tradicionalmente, os módulos fotovoltaicos são compostos por semicondutores colocados entre duas camadas de vidro laminado, juntamente com folhas de polímero. A soldagem de vidro-vidro eliminaria a necessidade dessas folhas de polímero, tornando a reciclagem mais simples, permitindo que os materiais sejam separados ao final da vida útil do painel solar para reciclagem de vidro, metais e reutilização do silício.
Este estudo marca a primeira vez que lasers de femtossegundo foram utilizados para soldagem de vidro-vidro em painéis solares. A pesquisa demonstrou que a solda é tão resistente quanto o vidro, proporcionando uma solução duradoura. No entanto, a ausência de polímeros entre as camadas de vidro exige que os módulos soldados sejam mais rígidos. A montagem adequada e a modificação das características de relevo do vidro laminado podem garantir que os módulos soldados atendam aos requisitos de carga estática.
Além disso, a pesquisa indica que essa técnica de soldagem pode ser aplicada a diferentes tecnologias de módulos fotovoltaicos, como silício, perovskita e telureto de cádmio, devido ao confinamento do calor do laser a alguns milímetros de distância.
O estudo, realizado em colaboração com a empresa Trumpf, fabricante do laser de femtossegundo, é considerado de alto risco e alta recompensa, com o objetivo de prolongar a vida útil dos módulos solares para mais de 50 anos e facilitar a reciclagem. O trabalho foi desenvolvido 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.
O NREL é o principal laboratório nacional do Departamento de Energia dos EUA para pesquisa e desenvolvimento em energia renovável e eficiência energética.
