Moduli di celle solari sostenibili

L’energia solare fotovoltaica (FV) non inquina durante il suo utilizzo. Tuttavia, la produzione di un modulo FV consuma molte risorse energetiche, e alla fine della sua vita utile diventerà un rifiuto elettronico. I metodi di fabbricazione attuali si basano sull’uso di materiali fondamentali come l’argento. Anche il riciclaggio è fortemente considerato nella progettazione del modulo, rendendo difficili i metodi di riciclaggio ad elevato valore e a basso costo. Dato che il settore FV sta crescendo velocemente, sta aumentando anche l’urgenza con cui queste questioni devono essere affrontate.

Il progetto CU-PV (“Cradle to cradle sustainable PV modules”), finanziato dall’UE, si concentra sulla massimizzazione della produzione di energia, riducendo al contempo al minimo l’impronta ambientale nella fabbricazione e nel riciclaggio dei dispositivi FV.

Per diminuire la richiesta di energia nella fabbricazione, il progetto CU-PV sta ideando celle solari che richiedono meno silicio, come fette più sottili, e aumentano l’efficienza di conversione dell’energia. Il design delle celle solari a contatto posteriore porterà a un utilizzo del 50% in meno di silicio e a un risparmio di circa il 30% di energia dalla produzione di sistemi FV. Nuovi metodi di metallizzazione idonei a fette più sottili aiuteranno a ridurre al minimo l’uso di materiali importanti come l’argento e il piombo. Questi si baseranno sul deposito di vapori fisici o sul getto di inchiostro di strati seme che vengono placcati in seguito con nichel o rame.

Un altro punto su cui si è concentrato CU-PV è lo sviluppo e la dimostrazione di alternative per le attuali pratiche usate nella distruzione dei moduli FV alla fine della loro vita.

Finora, è stata effettuata una notevole quantità di lavoro rispetto a sottili substrati e al deposito di strati seme. È in corso del lavoro riguardo all’identificazione di materiali del modulo e a metodi di fabbricazione idonei a celle a contatto posteriore placcati e al riciclaggio.

Attraverso l’analisi del ciclo di vita, gli scienziati hanno individuato gli ostacoli nei metodi tradizionali per il riciclaggio dei moduli attuali e infine sviluppato una nuova tecnologia di riciclaggio. I test effettuati sulle celle solari con materiali appena modificati hanno dimostrato che il processo di recupero dei componenti è relativamente facile e a basso impatto ambientale.

Gli obiettivi di CU-PV sono in linea con la direttiva dell’UE sui rifiuti elettrici ed elettronici (WEEE), che nella sua ultima revisione ha incluso i moduli FV.