Transformación de Energía Solar Mediante Celdas Solares y el Efecto Fotovoltáico

Introducción

Una solución a la escasez de combustibles fósiles es el uso de energías renovables, como lo es la radiación solar, la energía eólica, la energía nuclear, hidráulica, geotérmica, biomasa. Para el uso de la energía solar se han construido celdas solares, las cuales convierten la energía solar de manera directa en energía eléctrica, gracias al efecto fotovoltaico. Hoy en día se pueden encontrar celdas de Si, GaAs, InP, CdTe, Cu(InGa) en forma de monocristales o policristales, a este tipo de celdas se les etiqueta como convencionales. Sin embargo, han surgido otras tecnologías como las celdas de película delgada, celdas de punto cuánticos, materiales sensibilizados por colorantes, o perovskitas, etc. Dentro de estas celdas las más eficientes ha sido la celda de GaAs en monounión, con una eficiencia del 28% y el Si con eficiencias entre el 20 y 27%.

Para que la energía solar llegué a ser una fuente convencional se necesitará que el costo de producción sea comparable con el costo de los combustibles fósiles, además de aumentar la eficiencia. Las celdas de primera generación han sido caras por el uso del silicio mono cristalino, además no presentan eficiencias mayores al límite Shockley–Queisser; el problema de eficiencia se logra implementando en la celda más de una unión p-n. Las celdas de segunda generación pueden solucionar el costo y flexibilidad usando películas delgadas de semiconductores, sin embargo, su eficiencia no es tan apreciable además de que esta disminuye con el tiempo.

En el presente trabajo se pretender dar una visión del impacto de la utilización de celdas solares de película fina en el ámbito social, ambiental y económico; para con ello establecer si esta tecnología es viable para la conversión energía solar-electricidad. Se inicia dando una breve explicación del funcionamiento de una celda solar; en la sección 3 se habla de las diferentes tecnologías de celdas solares de película delgada. En la sección 4 se hace la recopilación de algunos resultados del análisis del ciclo de vida, que se evalúa desde la extracción de materia vida hasta su muerte (reciclaje o desecho en algunos casos). En la cinco se presentar resultados recopilados en la literatura del costo nivelado de electricidad y el rendimiento energético de configuraciones de unión simple y tándem, para celdas de silicio amorfo, CIGS, CdTe; también se compara con otras tecnologías como silicio poli y monocristalino. Finalmente se presenta las discusiones y conclusiones.

¿Cómo funciona las celdas fotovoltaicas?

Una celda fotovoltaica es un dispositivo que transforma energía solar en energía eléctrica haciendo uso del efecto fotovoltaico. El proceso de conversión de energía fotovoltaica consiste en:

1.  Absorción de fotones
2. Creación de portadores de carga
3. Separación de portadores
4. Creación de corriente mediante un circuito externo

Si la luz que incide sobre la celda es lo suficientemente energética un electrón puede ser arrancado de su enlace dejando un hueco en su lugar, es decir, que se generó un par libre electrón-hueco; el hueco puede moverse libremente, ya que un electrón vecino puede ocupar su lugar dejando un enlace incompleto es decir un nuevo hueco. Este par electrón-hueco puede ser aprovechado para producir una corriente eléctrica, dicha corriente se logra con una diferencia de voltaje provocada por el campo eléctrico de una unión p-n.

Una unión tipo p-n, consiste en la unión de un material tipo p con un material tipo n. Un material tipo p es aquel al cual se le ha introducido una impureza; tomemos como ejemplo un cristal de silicio (Si) al cual se le agrego un átomo de boro, puesto que el boro tiene un electrón más de valencia el enlace entre estos átomos dada como resultado un hueco. La vacante puede moverse de átomo a átomo, pues cualquier electrón vecino puede ocupar su lugar.

Un material tipo n es aquel al cual se le introduce como impureza un átomo con una valencia mayor, como ejemplo tenemos silicio-fósforo. El Si tiene cuatro electrones de valencia mientras que el fosforo tiene 5; el enlace entre ellos da como resultado un electrón libre. Al unir el material tipo n con el tipo p, los electrones libres pasaran al tipo n para llenar los huecos, es decir, que se lleva a cabo una recombinación; formando así lo que se conoce como zona de carga espacial en la unión, o barrera de potencial, la cual consiste en una región de carga positiva del lado de n (por falta de electrones) y una región de carga negativa del lado p (por exceso de electrones). Formación de zona de carga espacian en una unión p-n.

El objetivo de esta barrera de potencial es que al incide un fotón sobre el material n y este forme el par electrón-hueco, los electrones fluyan en la dirección de n para crear un polo negativo y los huecos a p para forma el polo positivo. Si la celda está en corto circuito los fotoelectrones fluyen creando una corriente eléctrica utilizable.

Celdas solares de película delgada

Una celda solar de película delgada está constituida por varias capas finas de distintos materiales, en general la celda solar se compone por un sustrato, un óxido conductor transparente (OCT), una capa de ventana, una capa absorbente y una capa de contacto. Su función es:

Sustrato: es un elemento pasivo. En configuraciones de superestrato este es transparente y sirve como contacto si se recubre con un óxido conductor. En configuraciones de sustrato, este es un recubrimiento metálico depositado en vidrio.

Óxido conductor transparente: son semiconductores tipo n, son buenos conductores y tiene una alta transparencia en el espectro visible. Estas propiedades se aprovechan formando una bicapa, una capa para la recolección de corriente lateral y una capa más delgada para minimizar la corriente de avance. Los materiales más usados para este fin son: SnO2, ITO , ZnO.

• Capa de ventana: en un heterounión la función principal es forma la unión con la capa absorbente, absorber la máxima cantidad de luz sin producir fotocorriente.
• Capa absorbente: Convierte la radiación solar en pares electrón-hueco.
• Contacto posterior: Contacto óhmico.

Las principales tecnologías de celdas de película delgada son:

• Silicio amorfo (α-Si),
• Seleniuro de galio e indio de galio (CIGS)
• Telururo de cadmio (CdTe)

 

Silicio amorfo

Para forma la primera celda solar de silicio amorfo en 1976, se inició depositando silicio amorfo hidrogenado (α-Si:H) con boro para formar el material p en un sustrato recubierto con oxido de estaño e indio (ITO por sus siglas en ingles), después se deposita una capa gruesa de silicio amorfo seguido de un material n que consta de α-Si:H dopado con fósforo o simplemente α-Si dopado con fósforo (ver Figura 2(a)). El contacto posterior se logra evaporizando o pulverizando una capa de aluminio. Bajo esta configuración se logró una eficiencia del 2.4%.

Para mejorar estas eficiencias se hizo un arreglo de tiple unión, en donde se introdujo una celda de silicio aleada con germanio (Ver Figura 2(b)). Bajo esta configuración se tiene una eficiencia del 13%. A parte de estas configuraciones existen tres arquitecturas diferentes para celdas de heterounión de silicio amorfo: unión frontal, unión trasero bifacial y contacto posterior interdigitalizado.

CdTe

Las celdas solares de película delgada de CdTe se fabrican en dos configuraciones, en superestratos y sustratos. En la Figura 3(a) se muestra una la configuración del superestrato, después de la preparación del sustrato trasparente con el óxido transparente se deposita por el método de deposición química en baño la capa que tomará el papel material n, que en este caso será una película de CdS. Después por el método de sublimación a corta distancia se deposita el material p, el cual es una película de CdTe. Como contacto se utiliza un recubrimiento pulverizado de CuNW con OCT. En esta configuración se ha logrado una eficiencia del 10%.

Otra configuración con superestrato se encuentra en; se deposita en el superestrato el material tipo n por pulverización magnetrónica de radiofrecuencia, con esta misma técnica se depositó el CdTe. Para depositar el contacto óhmico sobre el CdTe, se utilizó evaporación térmica de Au y haz de electrones para formar una película de Cu-Au. Esta configuración tuvo una eficiencia de 1.4%.

La configuración de sustrato la deposición se invierte como se muestra en la Figura 3(b), en el sustrato (que puede no ser transparente) se deposita el contacto metálico, encima se hace la deposición de la pila CdTe/CdS y finalmente el OCT, donde incide los fotones. En usaron como contacto nanotubos de carbono 25nm de espesor, en seguida se deposita la unión CdTe/CdS por deposición de vapor, con espesores de 33 y 20 µm respectivamente; finalmente por pulverización de óxido de zinc intrínseco (IZO) y oxido de zinc dopado con aluminio (AZ0) se obtiene el óxido conductor transparente, bajo esta configuración se logró una eficiencia de 6.5%.

¿ Por qué son viables las celdas fotovoltaicas?

Algunas de las ventajas de las celdas fotovoltaicas en película delgada , especialmente las de Si, son:

• Las materias primas son abundantes y no tóxicas.
• Los sustratos son rígidos o flexibles y ligeros
• Su apariencia uniforme.
• Su diseño se puede lograr a través de impresión láser.

Las celdas PV de película de Si brindan una gran libertad de diseño, tanto por la propiedades mecánicas del sustrato como por su apariencia y las utilidades de diseño, ayudando con esto a las necesidades del consumidor; por ejemplo, se puede lograr la laminación en el mismo lugar de instalación o se podría curvas las láminas, esto a su vez brindaría una estética apreciable en los edificios. Sin embargo, el que sea flexible también es una desventaja, pues también se podría romper.

La generación de electricidad de manera limpia por tecnología de película delgada de CIGS tiene como principal ventaja la reducción de costos, pues estas tienen un coeficiente de absorción más alto que el silicio por ejemplo, además basta con un micrómetro de material para la conversión fotovoltaica. Como plus, se han reportado eficiencias aceptable , incluso mayores que las de Si, en se tiene eficiencia reportada del 22.6%, mientras que en se reporta una eficiencia de 14.4%, y en se reporta una eficiencia del 20.7% pero en un configuración tándem con perovskita.

¿Las celdas fotovoltaicas son realmente verdes?

El ciclo de vida de un panel solar se puede dividir en cuatro etapas que empieza desde la producción de materia prima, la fabricación, uso final y tratamiento; durante las cuatro etapas se generan residuos, además un sistema fotovoltaico (PV por sus siglas en inglés) no solo está compuesto por módulos fotovoltaico, sino también de elementos secundarios como la estructura de montaje, los cables, los sistemas de seguimiento y las baterías, etc. Entonces si realmente se quiere determinar el verdadero impacto ocasionado además de evaluar las cuatro etapas de las celdas se debe evaluar el ciclo de vida de los materiales secundarios.

Contaminación del agua.

La producción de equipos fotovoltaicos implica la producción de baterías, de paneles solares y del montaje; tomemos como ejemplo la producción de equipos a base de silicio cristalino, tan sólo en la producción de la oblea de silicio se requiere la utilización de muchos compuestos químicos, estos además de ocasionar problemas al medio ambiente son amenaza para la salud humana.

Durante la corrosión de la oblea se usa ácido fluorhídrico e hidróxido de sodio generando con ello la contaminación del agua con flúor y cromo. El uso de estas aguas contaminadas con cromo en los cultivos provoca la detención del crecimiento de la vegetación y al llegar al cuerpo humano puede causar enfermedades, como rinitis, afecciones respiratorias, trastornos del tracto digestivo y corrosión de la piel y los órganos internos[26]. Mientras que la ingesta excesiva de flúor por los cultivos ocasiona cambios patológicos en los dientes y huesos, como moteado de dientes o fluorosis dental, fluorosis esquelética, tiroides, hipotiroidismo, daña el coeficiente de inteligencia de los niños.

Contaminación del aire.

Durante la creación de las baterías se produce gases ácidos como hidrógeno, óxido de nitrógeno; durante el grabado también se produce hidrogeno, dióxido de carbono; en la serigrafia gas de cloruro de hidrogeno y fluoruro de hidrogeno (HF). La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos determino que la exposición por inhalación aguda al HF puede causar irritación grave y edema pulmonar, irritación ocular severa y quemaduras dérmica; otro riesgo es que al entrar en contacto de metales genera gas inflamable. Otros gases inflamables resultantes de la técnica de deposición de vapor químico (PECVD) es el borano y el silano; el borano enciende con facilidad al entra en contacto con el oxígeno y el halógeno, y basta una pequeña cantidad de silano para provocar un incendio. El cloruro de hidrógeno corroe las hojas de las plantas, las convierte en amarillas hasta que estas se marchitan y mueran, en seres humano causa tos y frustración. La inhalación del gas cloro provoca tos , disnea y dolor torácico retroesternal.

Durante el tratamiento de desulfuración en se reportó que tan solo en China el costo de daño ambiental por las emisiones de dióxido de azufre es 3.73X10-3 yuanes /kWh, cerca del rango de lo ocasionado en la producción de electricidad por carbono, mientras que el daño atribuido a los gases NOx es de 1.07X10-3 yuanes/kWh.

Muchas veces las instalaciones de producción de celdas fotovoltaicas, especialmente las de silicio amorfo usan para el lavado de los reactores, Gases de Efecto Invernadero (GEI), como el CF4, NF3 y el C2F6. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable en EUA estima que las emisiones de GEI provocadas durante la vida promedio de módulos basados en c-Si (silicio cristalino) y en sistemas fotovoltaicos de película delgada es de 50g CO2eq / kWh. En se estimó que se producía 208 kg de CO2eq./m2 en sistemas monocristalino de Si, mientras que en sistemas de CdTe y CIGS es de 75 y 86 kg de CO2eq/m2 , respectivamente.

Daño al suelo y su biota.

La mayoría de la veces las instalaciones de las plantas PV son en zonas áridas, donde la detención de suelo está a cargo de la vegetación, aunque una planta acaba con poca vegetación si acaba por completo con el medio de detención del suelo; otra actividad que contribuye a la pérdida del suelo es la compactación por maquinaria y la construcción de caminos de acceso . Esta pérdida de suelo en forma de polvo también puede afectar la eficiencia de las celdas solares, debido a la disminución de la radiación absorbida; se ha reportado una reducción de la eficiencia desde un 10% hasta el 25% .

La infraestructura de apoyo como la maquinaria para caminos de acceso, equipo eléctrico, etc., ocupa 2.5 veces más que el espacio asignado para los paneles solares, es decir que puede destruir el hábitat de especies animales y vegetales 2.5 veces más que el suelo solicitado para las obras. La fragmentación de los hábitats afecta la dinámica de la especies, por ejemplo, se pierde escondites y con ello se cambia las estrategia de caza, y existe una pérdida de alimentos. La luz polarizada que a menudo se encuentra en las instalaciones puede confundir a los insectos de tal manera que sus huevos son depositados en los paneles y con ello sus posibilidades de reproducción disminuye.

Impacto económico, social

El mayor impacto económico asociado a la instalación de una planta PV se encuentra en su introducción y en la aceptación social, este costo incluye las inversiones iniciales, los costos de operación y mantenimiento; el costo es de 2,552.46 dólares/kW aproximadamente . Pongamos un ejemplo, en el Proyecto de Energía Solar en Antofagasta, Chile se calculó una inversión de 1,338 millones de dólares, cuya inversión mayoritaria se realizó en la construcción de los módulos PV con un 37% , un 14% de la inversión se destinó a la torre, 6% en sistema de almacenamiento, 12% en bloque de energía, 1% en tierra, 8% en ingeniería y seguros, 6% en construcción, 6% en costos financieros y 5% en saldo de planta y 5% otros gastos. Otro ejemplo se da en, es un proyecto hipotético para la evaluación de uso de energía solar en México; se calculó que el costo total de bienes y servicios de alrededor es de 1358 millones de dólares, de los cuales el 49% se gastó en la fase de inversión.

En se reporta que los impactos sociales más relevantes en este tipo de proyectos es el trabajo infantil, muerte por mesotelioma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, asma, silicosis, y falta de asistencia en hospitales, y la falta de equidad entre hombres y mujeres en areas laborales. Este tipo de enfermedades se debe principalmente al material particulado que se desprende durante la fabricación. Durante el desarrollo de una planta PV se corre el riesgo de fomentar el trabajo infantil, dentro del país esto lo podemos ver reflejado en las estadísticas, pues aproximadamente el 5% y el 24% de la población infantil entre 6-17 años participaron en trabajos laborales en 2011.

La mayoría de los paneles solares de película delgada son desarrollados a base de metales como el cadmio, silicio, telurio, estaño, azufre y galio; estos además de ocasionar problemas al medio ambiente son amenaza para la salud humana sobre todo durante su producción. Durante la fabricación de celdas GaAs se hace uso del compuesto químico AsH3, el cual es considerado cancerígeno, además es inflamable al reaccionar con H2. Las celdas a base de silicio amorfo utilizan SiH4, el cual es explosivo. Otros materiales utilizados durante la fabricación considerados como cancerígenos es el arsénico, cadmio, el tetracloruro de carbono; el arsénico causa cáncer de pulmón, el Cd cáncer de riñón y el tetracloruro de carbono causa cáncer de hígado. La fabricación de células solares CdTe puede causar riesgos para la salud como la neumonitis, edema pulmonar y muerte, estos efectos también están asociados con compuestos solubles de cadmio como el CdCl2.

Soluciones a los impactos

• Reciclaje una posible solución.

Las investigaciones actuales se centrar en mejorar la eficiencia de los paneles solares, pero se han olvidado de lo que sucede con estos después de su tiempo de vida útil; su producción ha aumentado a nivel mundial, estimando una vida útil de 25 años se calcula que para el 2050 se generará 9.57 millones de toneladas; mientras que en Corea del Sur se estima una producción de residuos fotovoltaicos de entre 4.2 y 5.80 millones de toneladas , para España se estima que se obtendrá alrededor de 640,000 toneladas de desechos fotovoltaicos, mientras que Alemania, Italia, Francia y Reino Unido producirán 4.3, 2.1, 1.5, 1.0 millones de toneladas de basura fotovoltaica.

Para mitigar los impactos de estas grandes cantidades de desechos se ha propuesto métodos de reciclaje que va desde procesos mecánicos hasta procesos electrostáticos. Uno de los beneficios de la práctica del reciclaje de módulos PV es la reducción de CO2, se estima que una estación PV que opera con 2.46 MW de potencia ahorra durante su vida útil 49470 toneladas de CO2 equivalente y a esto le sumamos que esta práctica ahorraría entre 11840-17766 ton CO2eq. Un incentivo más para empezar esta práctica es la recuperación del materiales costosos como el silicio y la plata. Tan sólo un módulo de 60 celdas contiene 0.65 Kg de Si, con lo que se recuperaría por kilogramo hasta $15, mientras que por cada módulo se recupera $3.80 de plata; en total se recuperaría $ 60 mil millones a partir de 78 millones de toneladas de módulos solares.

Para llegar al objetivo de una industria fotovoltaica verde se han propuesto recuperar las materias primas para la fabricación de nuevas celdas. Un módulo fotovoltaico está compuesto además de las celdas fotovoltaicas, de capas de vidrio, etilvinilacetato (EVA), metales como plata y aluminio; para empezar a realizar el reciclaje de estos componentes se disuelve o quema el etilvinilacetato para lograr la separación del resto de los componentes. Luego, se procede al reciclaje de la celda fotovoltaica; si se trata una a base de Si, se elimina los electrodos, el revestimiento y la capa np con soluciones ácidas acuosas o básicas.

En desarrollaron un proceso más eco-sostenible de reciclaje para módulos PV de silicio recubiertos con Tedlar®, este es un proceso térmico en donde se separa el material polimérico de los materiales como Si, Ag, Cu, Al y vidrio; consta de dos pasos, en el primer paso se elimina la capa polimérica posterior del módulo fotovoltaico evitando las emisiones de sustancias fluoradas, y finalmente se elimina los polímeros restantes procurando no emitir de compuestos orgánicos volátiles(COV). Antes del primer paso se delamina la capa posterior para eliminar un polímero fluorado Tedlar® antes del tratamiento térmico y así evitar la generación de sustancias como del ácido fluorhídrico y los compuestos orgánicos fluorados; el segundo consiste en someter a calor el resto del módulo PV, los productos gaseosos secundarios de la descomposición se envían a un dispositivo de postcombustión para transformarlos en dióxido de carbono y agua.

Una forma de realizar el reciclaje en celdas de películas delgada es a través de pirólisis en un ambiente nitrogenado para separar el EVA y obtener el vidrio y el galio. Un proceso más eficiente es el mecánico, donde se realiza trituración y/o tamizado, ya que se puede separar los metales por tamaño de partícula y reduce el costo de reciclaje. También se puede usar el tratamiento de separación electroestático, este tratamiento hace uso de las propiedades conductivas y electroestáticas de los materiales; los materiales pasa a través de un rodillo cargado como el que se muestra en la Figura X, las partículas cargadas se descargan por contacto, mientras que las no conductoras quedan sujetas al rodillo.

Un proceso verde de reciclado para todo tipo de películas delgadas (ya sea CdTe, a-Si y CIS/CIGS) que evaluar tanto las cuestiones ambientales, como las técnicas y económicas es el llamado Panel Verde Doble (DGP por sus siglas en inglés) propuesto por Giacchetta y colaboradores. Este proceso conta de dos subprocesos DGPa( mecanismo de reciclado para CdTe) y DGPb ( mecanismo para el reciclado de celdas de a-Si y CIS / CIG); en el primer subproceso primero se lleva a cabo una delaminación en una trituradora para romper el vidrio que puede contener el módulo, el polvo resultante se aspira. Ya liberadas las capas semiconductoras se procede a eliminarlas mediante un procesos de desgaste mecánico húmedo, después el material de este proceso entra en un proceso de flotación en donde se lleva una separación de fases liquida-sólida para recuperar el semiconductor; la parte solida como el vidrio se somete a un proceso de lavada mientras que la parte liquida como los metales se someten a una fundición (una vez deshidratados).

El subproceso DGPb primero se procede a una operación de voladura (consta de fragmentación sobre una superficie con altas energías ) al vacío sobre los fragmentos de vidrio recubiertos por la capa de material semiconductor y las otras capas metálicas, es resultado de este proceso es lavado y flotación para separar el material del semiconductor del vidrio. La mezcla restante de vidrio y recubrimiento se envía a una máquina de criba vibratoria donde la separación de los dos componentes se logra gracias a la diferencia tamaños; el vidrio que se separó se envía a la fase de lavado.

Conjuntos de aprovechamiento

Una solución para evitar el daños al suelo en la instalación de plantas fotovoltaicas, es instalar estas en suelos ya degradados o con poca biodiversidad, a este tipo de plantas también se le puede adicional agro sistemas en donde se incorpore plantas nativas y pastizales, tierras agrícolas, y animales que pastoreen en temporadas; instalar las plantas en tierras degradadas evitará la perdida de vegetación hábitat de las especies locales, con esta medida ya no se contribuirla a la erosión del suelo. La vegetación evitará el polvo suspendido y con ello se conservarla la eficiencia de los componentes fotovoltaicos.

En lugares con poco espacio se recomienda la instalación de sistemas de energías híbridos, es decir, la instalación conjunta de plantas eólicas, fotovoltaicas y centrales térmicas convencionales. En espacios urbanos las instalaciones de energía solar fotovoltaica se puede combinar con techos verdes para propiciar un hábitat para algunas especies de plantas, insectos y a su vez proporcionar servicios ecosistémicos.

Medidas de prevención para la producción

Algunas medidas que se han propuesto para prevención son las siguientes:

• Sistemas de ventilación diseñados adecuadamente en las estaciones de proceso
• Prevenir mediante tecnologías, procesos y materiales más seguros
• Detectores de UV/IR en las instalaciones de fabricación para detectar de gas incoloros
• Capacitación para los empleados de los procedimientos de seguridad
• Evaluar todas las alternativas durante los primeros pasos del desarrollo de la tecnología y el diseño de la instalación

 

Discusiones y conclusiones

El ciclo de vida de las celdas solares empieza con la extracción de materia prima y termina a dejar de ser útil, la vida útil de la celda es de alrededor de 25 años. Durante la fabricación se desprende sustancias toxicas como el cloruro de hidrogeno, el FH, borano, silano, arsénico, cadmio, tetracloruro de carbono, AsH3, SiH4, CdCl2, silicio en polvo que puede provocar enfermedades que va desde tos hasta cáncer. Además de estos desprendimientos hay emisiones GEI por el lavado de instalaciones; una propuesta para mitigar estos impactos es la capacitación de los empleaos para el manejo adecuado de estos materiales y/o instalar ventilación para que estos compuestos no lleguen al dañar la salud y que además sean recuperables.

La instalación de plantas fotovoltaicas requiere de uso de suelo, por lo tanto, durante su instalación hay una perdida considerable de vegetación, lo que ocasiona una pérdida de hábitat, por lo tanto, la dinámica de los animales cambia; cambian su comportamiento alimentario y reproductivo, en conclusión, su ciclo de vida se ve transformado totalmente. Una de las soluciones más viables para reparar este daño es que una vez terminada la instalación se implementen ecosistemas similares o en su defecto agrosistemas para un mejor aprovechamiento y de ser posible que todo este proceso se lleve a cabo en suelos usados para reparar el daño previo.

El degradar los suelos para la instalación de un planta de energía solar, no sólo daña al medio ambiente también ocasionar daños económicos y materiales. Las celdas PV en presencia de polvo baja su eficiencia, por lo tanto, su vida útil disminuye, lo que implicaría un gasto adicional y residuos tempranamente. Esta es una razón más para implementar agrosistemas en este tipo de plantas.

En términos económicos la mejor solución es el reciclaje, ya que, con esto no sólo se evita ocasionar más daño al medio ambiente, sino que también se tiene la recuperación monetaria. Los mismo materiales recuperados como el Si se pueden usar para la fabricación de nuevas celdas PV; los materiales de valor menor como el vidrio se podría ocupar para otro tipo de productos como botellas o ventanas. Los gases provocados durante el reciclaje químico tendrían uso como cualquier producto químico.

Pero no hay mejor solución que una gestión de calidad, que empiece desde su planeación y que contemple a las etapas futuras, y la capacitación de los empleados que laboran desde la producción o en la instalación. La evaluación del ciclo de vida debe contemplar el ciclo de vida de materiales secundarios, como las baterías y estructuras de soporte. Que muchas ocasiones causan más daño que la propia celda solar, por ejemplo, durante la fabricación de las baterías se desprende ácidos hídricos y NO.

Bibliografía

1.  A. Sharma ,S. K. Kar, Energy Sustainability Through Green Energy, 2015.
2.  E. Byun, J. Seo, D. Kim, et al., Bifacial CdS/CdTe thin-film solar cells with copper nanowires as a transparent back contact, Optics Express, 26 (2018) 23594-23601.
3. I. M. Dharmadasa, Advances in Thin-Film Solar Cells, C. Press, New York, 2012.
4.  T. D. Lee ,A. U. Ebong, A review of thin film solar cell technologies and challenges, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70 (2017) 1286-1297.
5. D. Esparza, G. Bustos-Ramirez, R. Carriles, et al., Studying the role of CdS on the TiO2 surface passivation to improve CdSeTe quantum dots sensitized solar cell, Journal of Alloys and Compounds, 728 (2017) 1058-1064.
6.  Q. Huaulmé, L. Cabau ,R. Demadrille, An Important Step toward More Efficient and Stable Dye-Sensitized Solar Cells, Chem, 4 (2018) 2267-2268.
7. A. R. B. Mohd Yusoff, P. Gao ,M. K. Nazeeruddin, Recent progress in organohalide lead perovskites for photovoltaic and optoelectronic applications, Coordinjava.lang.NoClassDefFoundError: Could not initialize class javax.imageio.ImageIO