Novinka:  Německým vědcům se podařilo vyrobit solární články ze 100 % recyklovaného křemíku

• 17. 03. 2022
• Redakce

 

Zelená recyklace solárních panelů

V současné době se hliník, sklo a měď z vysloužilých fotovoltaických panelů dají úspěšně zrecyklovat. Výjimkou jsou však samotné křemíkové solární články, ale toto se může brzy změnit.

Výzkumné týmy z Fraunhoferova centra pro koncetrátorovou fotovoltaiku a Fraunhoferova insitutu pro systémy solární energie (Fraunhofer ISE) ve spolupráci s největší německou recyklační společností Reiling GmbH & Co. KG představily řešení, které umí technologicky zpracovat křemík z vysloužilých panelů a použít ho k výrobě nových solárních článků.

Většina fotovoltaických elektráren (FVE) v Německu byla instalována během prvního boomu solární energetiky mezi roky 2009 a 2011. „Životnost těchto FVE se přiblíží ke konci v letech 2020-2030, kdy jim skončí podpora na bázi pevných výkupních cen. Proto bylo nutné najít řešení, které pomůže k využití křemíku z vysloužilých panelů, který je jednou z hlavních komponent solárních článků,“ říká Dr. Andreas Bett, ředitel institutu Frauhofer ISE.

„Pokud bychom s novou metodou nepřišli, recyklační společnosti by čekal enormní nápor, který by nebyly schopné pokrýt. Chtěli jsme vyvinout proces, který dává ekonomický smysl a který se potvrdí i v praxi,“ dodává prof. Dr. Peter Dold, projektový manažer Frauhofer CSP.

Recyklace bez ohledu na výrobce

Ještě v polovině roku 2020 byla recyklace křemíku ze solárních článků výzvou pro vědecké týmy z celého světa. Sklo, hliník a plasty lze poměrně úspěšně recyklovat z vysloužilých panelů. Ale cesta k recyklaci křemíku byla dlouhá a trnitá.

Týmy z Frauhoferova centra spolu s přední německou recyklační společností, která se zabývá recyklací panelů, Reiling GmbH & Co. KG představily řešení, které recykluje křemík z vyřazených modulů a využívá ho při výrobě nových PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) solárních článků. Technologie umožňuje recyklovat křemík ze všech modulů bez ohledu na výrobce a zároveň je snadno aplikovatelná i v reálné praxi, nejen v laboratořích.

Metoda využitelná nejen v laboratoři

Recyklační společnosti doposud využívaly proces, při kterém byly části solárních článků oddělovány a shromažďovány při mechanické recyklaci.

Výzkumníci z insititutu Fraunhofer ISE jsme nejprve pomocí třídících procesů zbavili ze skla a plastů částí článků o velikosti od 0,1 do 1 mm. Následovalo oddělování zbývajících komponent a celý proces byl zakončen mokrým chemickým leptáním.

Takto vyčištěný křemík se dále zpracovává. Krystalizace probíhá ze 100 % čistého recyklovatelného křemíku bez přidání komerčního ultra čistého křemíku. Plátky vyrobené z recyklovaného křemíku jsou využívány pro PERC solární články.

Vědcům se podařilo v první fázi výzkumu vyrobil solární článků  s účinnosti ve výši 19,7 %, což je pod účinností dnešních prémiových PERC článků, které dosahují účinnosti okolo 22 %. Na druhou stranu je to mnohem vyšší účinnost než v případě starých solárních článků, které se vyráběly ve starých vyřazených panelech.

Revoluce pri výrobě zelené energie

V příštích několika letech se blíží konec životnosti panelů z prvních vlny výstavby FVE v Německu. V té době se bude jednat až o 10 tisíc tun křemíku ročně, které se budou muset recyklovat z vysloužilých panelů. A tato čísla budou narůstat.

Vědci z institutu Frauhofer ISE věří, že do té době rozvinou technologii výroby PERC článků z vysloužilých panelů. Tímto se získá dokonalý nástroj, který zvýší recyklovatelnost křemíku.

A to je skvělá zpráva pro obnovitelné zdroje a udržitelné životní prostředí. Neboť odpad se tak změní v surovinu pro výrobu dalších nových zdrojů zelené energie.