Новая микроволновая технология может облегчить переработку солнечных батарей

ВанАньЦи/iStock

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Как возобновляемый источник энергии, солнечная энергия стала тенденцией. В отличие от ископаемого топлива, такого как уголь, солнечная энергия экологически чистая и не содержит выбросов. Хотя это хорошо для окружающей среды, у него есть некоторые недостатки. Это не совсем рентабельно, и нам нужны более эффективные способы его переработки.

Но теперь мы узнаем, что исследователи из Сиднея, возможно, нашли способ решить эту проблему.

Солнечная панель состоит из слоя кремниевых ячеек. Кремний, действующий как проводник и изолятор для солнечных панелей, является вторым по распространенности материалом на планете после кислорода. Кремний, содержащийся в солнечных панелях, подвергается тщательной обработке и отжигу. Этот процесс термообработки используется для повышения гибкости материала и снижения его твердости.

В настоящее время отжиг проводится в печи с высокой температурой от 1652 до 2012 °F (от 900 до 1100 °C). В статье, опубликованной на этой неделе, команда показала, что нагрев кремниевых солнечных элементов с помощью микроволнового излучения почти так же эффективен, как и использование печи. Однако первый вариант экономит время и энергоэффективен по сравнению со многими другими преимуществами.

В заявлении, опубликованном Университетом Маккуори, исследователи объясняют, что микроволновое излучение выборочно нагревает кремний и оставляет ламинированную панель из стекла, алюминия и пластика практически незатронутой. Это дает значительную выгоду от переработки.

В процессе обработки пластиковое покрытие, защищающее кремниевую пластину от загрязнений и влаги, размягчается и, следовательно, может быть снято механическим способом. Затем окалину можно легко расслаивать, а ее компоненты можно использовать повторно без применения агрессивных химикатов.

Университет Маккуори

«До сих пор имело экономический смысл просто выбрасывать панели на свалку», — говорит доктор Бинеш Путен Виттил, руководитель исследования и старший преподаватель Инженерной школы Университета Маккуори. «В тех редких случаях, когда панели перерабатываются, вы раздавливаете панели, нагреваете их примерно до 1400°C и моете химическими веществами для удаления пластика — очень энергозатратный процесс. Но теперь, когда солнечные панели, которые начали устанавливать в огромных количествах около 20-30 лет назад, подходят к концу и выводятся из эксплуатации, правительства требуют их переработки».

Микроволновое отопление — это экономически выгодный, быстрый и энергосберегающий вариант, широко используемый в резиновой, деревообрабатывающей и керамической промышленности.

Исследование, проведенное в сотрудничестве со Школой фотоэлектрической энергии Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, финансировалось Австралийским центром передовой фотоэлектрической энергии и поддерживается правительством Австралии.

Аннотация исследования:

Микроволновой отжиг полупроводниковых приборов широко не исследовался. Он редко используется в промышленности, но у него есть потенциал значительно сократить время и затраты, связанные с обработкой полупроводников в больших объемах, например, различными процессами нагрева и отжига, необходимыми при производстве фотоэлектрических модулей. В этой статье мы описываем микроволновый отжиг кремниевых солнечных элементов, эффективную пассивацию светоиндуцированных дефектов и уменьшение светоиндуцированной деградации. Мы обнаружили, что кремниевые солнечные элементы быстро нагреваются в микроволновом поле и что эффективная пассивация дефектов B–O может быть достигнута с помощью микроволновой обработки менее чем за 2 с. Микроволновой отжиг дает аналогичные результаты по сравнению с быстрым термическим отжигом.

Авторы выражают признательность ACAP за финансирование этой работы. Эта программа была поддержана правительством Австралии через Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии (ARENA). Правительство Австралии не несет ответственности за мнения, информацию или советы, выраженные здесь.