Un método de sales fundidas sin ácidos recupera el 94 % de la plata de las celdas solares

Investigadores de China han desarrollado un método sin ácidos para recuperar hilos de plata de celdas solares de campo en la superficie posterior de aluminio al final de su vida útil, utilizando una mezcla fundida de hidróxido de sodio e hidróxido de potasio (NaOH-KOH).

La sal fundida corroe la capa de pasivación de nitruro de silicio (SiNx) de la célula y debilita el enlace entre la plata y el SiNx, lo que permite que los hilos de plata se desprendan y se recuperen directamente como metal, en lugar de disolverse en iones de plata y recuperarse posteriormente.

A 230 °C durante 150 segundos, el proceso recuperó el 94,34 % de la plata y eliminó eficazmente la capa de SiNx, según indicaron los investigadores. La recuperación máxima de plata alcanzó el 97,11 %.

La pérdida de sustrato de silicio se limitó al 2,62 % a 230 °C durante 100 segundos. Los investigadores descubrieron que, una vez eliminada la capa de SiNx, el silicio expuesto es atacado por iones hidróxido en la sal fundida, lo que provoca picaduras y convierte el silicio en silicatos solubles de sodio y potasio.

Este trabajo se basa en un enfoque anterior de reciclaje con sal fundida de NaOH-KOH publicado en 2024. Los investigadores señalaron que los métodos actuales con sales fundidas evitan el uso de ácidos, pero no controlan eficazmente la pérdida del sustrato de silicio, y que el nuevo estudio aclara los mecanismos detrás tanto de la recuperación de la plata como de la pérdida de silicio.

La mayor parte de la recuperación de plata de los módulos al final de su vida útil aún se basa en la lixiviación ácida con ácido nítrico y otros ácidos fuertes, lo que convierte la plata en iones y genera emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y aguas residuales ácidas, según los investigadores. Señalaron que la plata representa menos del 0,03 % del peso de un módulo al final de su vida útil, pero casi la mitad de su valor total, y que la primera generación de módulos fotovoltaicos comerciales está llegando ahora al final de su vida útil de entre 25 y 30 años.

El trabajo se llevó a cabo a escala de laboratorio.

Los hallazgos aparecen en el artículo «Sustainable recovery of silver wires from crystalline silicon solar cells» (Recuperación sostenible de hilos de plata a partir de celdas solares de silicio cristalino), publicado recientemente en la revista Journal of Cleaner Production.

Investigadores de la Universidad de Newcastle (Australia), CSIRO Energy y PV Industries recuperaron recientemente, en promedio, el 93 % de la plata de manera electroquímica a partir de una solución simulada de lixiviación con ácido nítrico, utilizando cátodos de acero inoxidable. Por otra parte, investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, la Universidad Tecnológica de Gdansk y la Academia Polaca de Ciencias descubrieron que la plata puede representar hasta el 47 % del valor recuperable de un módulo, aunque la disminución del contenido de plata en los paneles más nuevos reducirá los ingresos futuros por reciclaje.