Bezpieczniejszy recykling oniw słonecznych

Fotowoltaiczne (PV) ogniwa słoneczne nie generują zanieczyszczeń podczas pracy. Jednakże w ich produkcji zużywa się duże ilości energii, a po zakończeniu eksploatacji stają się one odpadem elektronicznym. W stosowanych obecnie metodach produkcji wykorzystuje się cenne materiały, takie jak srebro. W projektowaniu modułów nie uwzględnia się też właściwie recyklingu, przez co wtórne wykorzystanie cennych surowców jest znacznie utrudnione. Z uwagi na szybki rozwój branży fotowoltaicznej konieczne jest pilne rozwiązanie tych problemów.

Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu "Cradle to cradle sustainable PV modules" (CU-PV) zajmują się maksymalizacją wydajności produkcji energii, a także minimalizacją wpływu produkcji na środowisko oraz recyklingiem urządzeń PV.

Aby zmniejszyć zapotrzebowanie na energię podczas produkcji, badacze projektują ogniwa słoneczne wymagające mniejszej ilości krzemu — np. cieńsze płytki — oraz charakteryzujące się większą sprawnością przemiany energii. Zastosowanie ogniw słonecznych z tylnym kontaktem pozwoli na zużywanie o 50% mniej krzemu i zaoszczędzenie około 30% energii podczas produkcji systemów PV. Nowe metody metalizacji odpowiednie do cienkich płytek umożliwią zminimalizowanie zużycia cennych materiałów, takich jak srebro czy ołów. Będą one oparte na fizycznym naparowywaniu próżniowym lub nadruku strumieniowym warstw zarodków krystalicznych, które są następnie powlekane warstwą niklu lub miedzi.

Inny cel projektu CU-PV polega na opracowaniu i przetestowaniu alternatywnych metod stosowanych po zakończeniu eksploatacji modułów PV.

Dotychczas przeprowadzono intensywne prace nad cienkimi podłożami oraz osadzaniem warstw zarodków. Trwają prace nad identyfikacją materiałów na moduły oraz metod wytwarzania odpowiednich dla powlekanych ogniw z kontaktem tylnym oraz recyklingu.

Poprzez analizę cyklu życia, naukowcy określili wady tradycyjnych metod recyklingu modułów, by ostatecznie opracować nową technologię recyklingu. Testy przeprowadzone na ogniwach słonecznych wykonanych z tych zmodyfikowanych materiałów wykazały, że proces odzyskiwania podzespołów jest stosunkowo łatwy i mało szkodliwy dla środowiska.

Realizacja projektu CU-PV wpisuje się w założenia unijnej dyrektywy w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE), której najnowsza wersja obejmuje moduły PV.