Una nuova tecnologia a microonde può facilitare il riciclaggio delle celle solari

WangAnQi/iStock

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Essendo una fonte di energia rinnovabile, l’energia solare è diventata una tendenza. A differenza dei combustibili fossili come il carbone, l’energia solare è pulita e priva di emissioni. Sebbene sia positivo per l’ambiente, presenta alcuni inconvenienti. Non è del tutto efficiente in termini di costi e abbiamo bisogno di modi migliori per riciclarlo.

Ma ora stiamo apprendendo che i ricercatori di Sydney potrebbero aver trovato un modo per affrontare questo problema.

Un pannello solare è costituito da uno strato di celle di silicio. Il silicio, che funge da conduttore e isolante per i pannelli solari, è il secondo materiale più abbondante presente sul pianeta dopo l'ossigeno. Il silicio presente nei pannelli solari è altamente lavorato e sottoposto a ricottura. Questo processo di trattamento termico viene utilizzato per aumentare la flessibilità di un materiale e ridurne la durezza.

Attualmente, la ricottura viene eseguita in un forno con una temperatura elevata compresa tra 900 e 1100 ° C (1652 e 2012 ° F). In un articolo pubblicato questa settimana, un team ha dimostrato che riscaldare le celle solari al silicio utilizzando le radiazioni a microonde è efficiente quasi quanto utilizzare una fornace. Tuttavia, il primo consente di risparmiare tempo ed è efficiente dal punto di vista energetico, oltre a molti altri vantaggi.

In una dichiarazione rilasciata dalla Macquarie University, i ricercatori spiegano che la radiazione a microonde riscalda selettivamente il silicio e lascia il pannello laminato di vetro, alluminio e plastica in gran parte inalterato. Ciò ha un vantaggio significativo in termini di riciclaggio.

Durante il trattamento, il rivestimento in plastica, che protegge la piastra in silicio dalla contaminazione e dall'umidità, si ammorbidisce e quindi può essere rimosso meccanicamente. La scala può quindi essere facilmente delaminata e i suoi componenti possono essere riutilizzati senza prodotti chimici aggressivi.

Università Macquarie

"Fino ad ora, dal punto di vista economico, era logico semplicemente gettare i pannelli nella discarica", afferma il dott. Binesh Puthen Veettil, responsabile dello studio e docente senior della School of Engineering della Macquarie University. “Nei rari casi in cui vengono riciclati, i pannelli vengono frantumati, riscaldati a circa 1400°C e lavati con prodotti chimici per rimuovere la plastica: un processo ad alto dispendio energetico. Ma ora, mentre i pannelli solari che iniziarono ad essere installati in gran numero circa 20-30 anni fa stanno raggiungendo la fine della loro vita e vengono smantellati, i governi chiedono che siano riciclati”.

Il riscaldamento a microonde è un’opzione economicamente valida, veloce e a risparmio energetico, ampiamente utilizzata nell’industria della gomma, del legno e della ceramica.

La ricerca, condotta in collaborazione con la Scuola di fotovoltaico dell'UNSW Sydney, è stata finanziata dall'Australian Centre for Advanced Photovoltaics ed è sostenuta dal governo australiano.

Estratto dello studio:

La ricottura a microonde dei dispositivi a semiconduttore non è stata studiata approfonditamente. Viene utilizzato raramente nell'industria, ma ha il potenziale di ridurre significativamente i tempi e i costi associati alla lavorazione di semiconduttori su grandi volumi, come i vari processi di riscaldamento e ricottura richiesti nella produzione di moduli fotovoltaici. In questo articolo descriviamo la ricottura a microonde delle celle solari in silicio, l'efficace passivazione dei difetti indotti dalla luce e una riduzione della degradazione indotta dalla luce. Abbiamo scoperto che le celle solari al silicio vengono riscaldate rapidamente in un campo a microonde e che un’efficace passivazione dei difetti B–O può essere ottenuta mediante elaborazione a microonde in meno di 2 s. La ricottura a microonde produce risultati simili rispetto alla ricottura termica rapida.

Gli autori riconoscono il finanziamento ACAP per aver consentito questo lavoro. Questo programma è stato sostenuto dal governo australiano attraverso l'Agenzia australiana per le energie rinnovabili (ARENA). Il governo australiano non si assume alcuna responsabilità per opinioni, informazioni o consigli qui espressi.