Polscy naukowcy opracowali technologię recyklingu krzemu!
Jak przyznała profesor Ewa Klugmann-Radziemska – kierownik projektu i zarazem dyrektor Szkoły Doktorskiej Wdrożeniowej Politechniki Gdańskiej, opracowano sposób wydobywania ogniw krzemowych z modułów fotowoltaiczny chroniony patentem, dzięki któremu jest możliwość odzyskania krzemu o czystości 99,99%! Dzięki temu można go ponownie wykorzystywać do produkcji kolejnych ogniw fotowoltaicznych. Technologia badaczy z Politechniki Gdańskiej jest o tyle wyjątkowa, że nie ma obecnie na jej temat żadnej publikacji w żadnych materiałach naukowych na świecie. Niestety, w Polsce nadal nie istnieje żaden zakład, który zajmowałby się recyklingiem modułów PV.
Czysty krzem w godzinę!
Moduły fotowoltaiczne w dużym uproszczeniu składają się przede wszystkim z aluminiowej ramy, szkła, laminatu oraz ogniw krzemowych ochranianych przez warstwę laminatu. By uwolnić ogniwo, najpierw należy oddzielić je od warstwy, która była nanoszona w procesie technologicznym. W tym celu stosowane są procesy mechaniczne (do zdjęcia aluminiowej ramy), termiczne (do odparowania laminatu w procesie pirolizy), jak i chemiczne, które składają się z dwóch etapów. Najpierw wykorzystywana jest mieszanka zasad, a następnie kwasów. Czas trwania wszystkich procesów to około godzina. Oczywiście może dojść do sytuacji, gdy dane ogniwo nie będzie mogło być odzyskane. Wówczas też naukowcy będą pracować nad jego fragmentami, które następnie będą mogły być wykorzystane do produkcji kolejnych ogniw fotowoltaicznych. W tym celu odzyskany krzem zostaje sproszkowany w piecu Czochralskim. W dalszej kolejności taki krystaliczny krzem wolny od defektów w formie walca służy do wycinania tzw. wafli krzemowych. Warto dodać, że owe badania wpisują się w światowy model gospodarki obiegu zamkniętego. Oznacza to, że dzięki takim rozwiązaniom możliwy będzie recykling modułów na poziomie 90 procent, już z uwzględnieniem odzysku aluminium i szkła.
Czysty krzem jest bardzo ważny dla przemysłu
Jak zaznacza kierownik całego procesu, profesor Ewa Klugmann-Radziemska produkcja szkła, krzemu i aluminium wysokiej czystości, czyli materiałów używanych do produkcji modułów fotowoltaicznych jest najbardziej energochłonna pod względem technologicznym w produkcji przemysłowej. Dlatego też dzięki zastosowaniu materiałów z omawianego recyklingu, znacznie obniżymy zużycie energii pierwotnej, a co za tym idzie koszty produkcji. Pierwsze duże instalacje fotowoltaiczne na terenie Europy powstały już w latach 80. XX wieku, z kolei okres ich eksploatacji wynosi średnio 25-30 lat. Oznacza to, że aktualnie mamy najlepszy czas na rozpoczęcie stosowania tejże technologii recyklingu. Na terenie całej Europy znajduje się bowiem ogrom odpadów fotowoltaicznych, produkowanych w różnych okresach i fabrykach. Niestety, niezbędna jest dokładna identyfikacja materiałów, użytych w produkcji paneli, w tym oczywiście określenie, jakie tworzywa i metale zostały użyte.