Recykling paneli fotowoltaicznych. Polacy wiedzą, jak to robić

Recykling paneli fotowoltaicznych w tej chwili jest w Polsce pieśnią przyszłości. Technologia ta zaczęła zyskiwać u nas popularność względnie niedawno, przez co mało kto zaprząta sobie głowę kwestią utylizacji komponentów elektrowni słonecznych i odzyskiwania z nich wartościowych elementów. Naukowcy z Politechniki Gdańskiej wybiegli jednak myślami w przyszłość i opracowali metodę, która może pomóc uporać się ze starymi modułami za kilkadziesiąt lat.

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej potrafią w warunkach laboratoryjnych odzyskiwać niemal całkowicie czysty krzem ze zużytych modułów fotowoltaicznych. Czystość krzemu pozyskiwanego w wyniku rzeczonego procesu wynosi 99,99 proc.

Jak czytamy na stronie uczelni, pozyskany w ten sposób krzem może być wykorzystany do produkcji nowych ogniw fotowoltaicznych. Prof. Ewa Klugmann-Radizemska, kierownik projektu i dyrektor Szkoły Doktorskiej Wdrożeniowej Politechniki Gdańskiej zwraca uwagę, że w publikacjach naukowych na świecie nie ma podobnych rozwiązań do tego, które opracowano w Polsce, choć przemysł na świecie pracuje nad tą kwestią. Jak twierdzi, w Polsce nie istnieje żaden zakład, który poddaje moduły fotowoltaiczne recyklingowi.

- W tym projekcie będziemy prowadzić prace badawcze, które pozwolą firmie określić, czy wdrożenie naszej, dobrze sprawdzającej się w warunkach laboratoryjnych, technologii na dużą skalę będzie możliwe i opłacalne - mówi prof. Ewa Klugmann-Radziemska.

Moduł fotowoltaiczny składa się w uproszczeniu z aluminiowej ramy, szkła, laminatu oraz ogniw krzemowych. Podstawowym zadaniem w procesie recyklingu paneli fotowoltaicznych jest uwolnienie ogniwa.

- Aby uwolnić ogniwo, trzeba oddzielić od podłoża krzemowego te warstwy, które były nanoszone w procesie technologicznym. Stosujemy tu procesy: mechaniczne (zdjęcie aluminiowej ramy), termiczne (odparowanie laminatu w procesie pirolizy), oraz chemiczne. Praca nad samym ogniwem w procesie chemicznym podzielona jest na dwa etapy: z wykorzystaniem mieszanin zasad i kwasów. Wszystkie procesy łącznie zajmują około godziny - mówi prof. Klugmann-Radziemska.

Jeśli nie uda się odzyskać całego wafla krzemowego, naukowcy mogą pracować nad jego fragmentami. Te można wykorzystać do produkcji kolejnych ogniw fotowoltaicznych. Proces ten można zrealizować przez przetopienie sproszkowanego krzemu w piecu Czochralskiego. Po uzyskaniu walca krystalicznego krzemu można wycinać wafle krzemowe, które wykorzystuje się w przemyśle fotowoltaicznym i elektronice.

- Produkcja szkła, aluminium i krzemu wysokiej czystości, czyli materiałów używanych do produkcji modułów fotowoltaicznych, to najbardziej energochłonne technologie w produkcji przemysłowej, dlatego zastosowanie materiałów z recyklingu pozwoli znacznie ograniczyć zużycie energii pierwotnej - podkreśla kierownik projektu.