El Centro Tecnológico gallego AIMEN, situado en O Porriño, ha participado en un proyecto en el que ha desarrollado una técnica de reparación de células solares defectuosas o rotas empleando tecnología láser e inspección automática. Se trata 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, en la que AIMEN cuenta con socios procedentes de distintos países: ISC Konstanz, un centro alemán puntero en investigación sobre energía solar; y tres firmas del sector fotovoltaico: SOLARTEC (checa), INGESEA (española) y ENOPSYS (griega).
El resultado de este proyecto ha sido un sistema prototipo 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.
Sistema pionero en reparación de células fotovoltaicas
El complejo proceso de fabricación de la industria fotovoltaica provoca que una gran cantidad de células (entre el 5 y el 8%) 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.
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. Asimismo, 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.
Comercialización
La firma Ingeniería y Soluciones en Energías Alternativas (INGESEA), dedicada a la automatización de procesos industriales, a la fabricación de equipos personalizados y servicios de asesoramiento y homologación, ha sido la encargada de crear el sistema “Cell-Doctor”. El siguiente paso será la creación de un prototipo a escala industrial que pueda servir para que futuros clientes puedan probarlo, ver los resultados y valorar la incorporación de dicho dispositivo en sus líneas productivas.
El tipo de firma a la que está orientado son fabricantes de células o módulos fotovoltaicos con una producción por encima de los 20 MW al año, ya que son las que suelen estar más automatizadas y procesan más cantidad de células.
Sobre AIMEN
El Centro Tecnológico AIMEN, con más de 45 años de experiencia en la I+D+i para la mejora de la competitividad del tejido industrial, es un referente en España y Europa, tanto en el campo de las tecnologías de unión y láser, como en la investigación de múltiples materiales y procesos industriales aplicados a todo tipo de sectores, tales como automoción, aeronáutica, naval, construcción, químico y petroquímico, entre otros.
El Centro de Aplicaciones Láser de AIMEN trabaja en el procesado de materiales con tecnología láser. El centro trabaja para la industria realizando proyectos de investigación y prestando servicios de prototipado, consultoría tecnológica y formación. En funcionamiento desde 2004, es actualmente el mayor de España en su categoría tanto por personal investigador como por inversión.
