es.wedoany.com Noticia: Alemania — El Centro de Silicio Fotovoltaico Fraunhofer (Fraunhofer CSP), en colaboración con la startup Exxosqel GmbH, ha desarrollado un módulo solar de vidrio delgado que compensa, mediante un recubrimiento especial, la pérdida de resistencia mecánica causada por la reducción del grosor del vidrio de cubierta.
Este prototipo de demostración utiliza láminas de vidrio frontal y posterior de 1 mm de espesor, con un área total de vidrio de 300 mm × 200 mm. El módulo emplea materiales de encapsulado estándar para módulos solares y utiliza celdas de cuarto de corte de células PERC M6 de 9 barras colectivas bifaciales. Estas celdas de cuarto de corte están conectadas en serie, con una potencia de salida de aproximadamente 1,58 vatios por celda. Ringo Köpge, científico del Fraunhofer CSP, indicó que el módulo se fabricó mediante un proceso de laminación fotovoltaica estándar, pero con modificaciones en parámetros como temperatura, presión y configuración del sistema.
El recubrimiento se describe como un tratamiento superficial reactivo multicomponente aplicado directamente sobre la superficie del vidrio. Reacciona químicamente con los grupos hidroxilo (Si–OH) asociados a superficies de vidrio dañadas y microgrietas, formando enlaces covalentes con la estructura del vidrio. Según Exxosqel, esta reacción puede reparar parcialmente las microgrietas, reducir la fragilidad superficial y aumentar la resistencia mecánica del vidrio. La capa compuesta reticulada resultante está diseñada para mantener la transparencia y la durabilidad química, al tiempo que conserva un índice de refracción compatible con el vidrio para minimizar las pérdidas ópticas.
Thomas C. Sauer, director ejecutivo de Exxosqel, explicó que la tecnología se inspira en la estructura de las conchas de abulón, donde una pequeña cantidad de material orgánico puede aumentar significativamente la tenacidad, formando una superficie compuesta más resistente sin perder transparencia ni durabilidad. Esta tecnología puede integrarse en los procesos existentes de producción o procesamiento de vidrio, lo que podría permitir fabricar productos de vidrio más delgados y ligeros sin sacrificar propiedades mecánicas. La empresa aún no ha revelado más detalles sobre la composición química del recubrimiento.
Según pruebas de laboratorio realizadas por Exxosqel, la resistencia de muestras de vidrio de 2 mm aumentó de 79 MPa a 364 MPa, y la de muestras de vidrio de 1 mm pasó de 184 MPa a más de 1300 MPa. La empresa estima que los sustratos de vidrio más delgados podrían reducir el peso hasta en un 40 %, disminuyendo así el uso de materiales, el consumo de energía y las emisiones de carbono.
Ringo Köpge señaló que el proceso de recubrimiento no se limita al módulo de demostración, sino que también puede aplicarse a módulos solares estándar. El Fraunhofer CSP considera que el recubrimiento de vidrio ultradelgado podría ofrecer soluciones para aplicaciones como la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV), incluidos módulos con cubiertas frontales impresas y diseños ligeros.
Se espera que esta tecnología reduzca los costos de fabricación, el consumo de materiales, el peso de los módulos y los costos asociados de transporte y manipulación mediante el uso de vidrio más delgado. Sin embargo, el vidrio más delgado también genera preocupaciones sobre la durabilidad mecánica en campo, especialmente en condiciones climáticas extremas como el granizo. Según un estudio reciente en India, los módulos solares con un grosor de vidrio frontal de 3,2 mm podrían no ser suficientes para soportar tormentas que generan granizo grande, y se recomienda utilizar al menos 4 mm de vidrio frontal para evitar daños graves.
Sauer afirmó que existe la creencia generalizada de que reducir el grosor del vidrio es inherentemente incompatible con una resistencia adecuada al granizo, pero su tecnología busca superar esta limitación tradicional mediante un mecanismo de refuerzo completamente diferente, desvinculando el rendimiento mecánico de las limitaciones de grosor del vidrio convencional. Las pruebas de resistencia al granizo en módulos de tamaño completo son el siguiente paso importante en el desarrollo. Basándose en los resultados mecánicos obtenidos hasta ahora, el equipo se muestra optimista, aunque las pruebas a gran escala aún deben proporcionar la evidencia necesaria.
