National Renewable Energy Laboratory vyvinula důkaz konceptu pro metodu odstraňování polymerů z výroby solárních panelů, aby se umožnila efektivnější recyklace.
Solární panely jsou vysoce recyklovatelné, ale použití tenkých plastových vrstev k zapouzdření solárních článků může způsobit problémy při efektivní recyklaci cenných materiálů, jako je křemík nebo stříbro.
Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) amerického ministerstva energetiky vyvinula důkaz konceptu. Ten pomáhá omezit používání polymerů přímým svarem sklo-sklo v solárních článcích.
Metoda využívá femtosekundové lasery, typ infračerveného laseru, který soustředí energii ve velmi krátkém časovém měřítku jediným laserovým pulzem. Laser vytváří hermeticky uzavřené svary sklo na skle. Femtosekundové lasery se v současnosti používají při lékařských očních zákrocích, jako je dnes operace šedého zákalu.
Laserové svary by eliminovaly potřebu plastových laminátů, které ztěžují recyklaci. Na konci své životnosti se mohou moduly vyrobené pomocí laserových svarů rozbít. A skleněné a kovové dráty v nich se mohou recyklovat. Křemík se tak může znovu použit.
,,Většina recyklátorů potvrdí, že polymery jsou hlavním problémem, pokud jde o inhibici procesu recyklace,“ řekl David Young, vedoucí vědecký pracovník a manažer skupiny pro vysoce účinnou krystalickou fotovoltaiku v oddělení chemie a nanověd v NREL.
Efektivnější recyklace díky infračervenému laseru
NREL publikoval studii v IEEE Journal of Photovoltaics. Autoři uvedli, že laser je buněčný materiál agnostický a lze jej použít mimo jiné s křemíkem, perovskity a teluridem kadmia. A to proto, protože teplo z vysoce zaostřeného laseru se omezuje na několik milimetrů. Vědci uvedli, že svary ve skle jsou v podstatě stejně odolné jako sklo samotné.
„Dokud se nerozbije sklo, nerozbije se ani svar,“ řekl Young. „Avšak nemít polymery mezi tabulemi skla vyžaduje, aby svařované moduly byly mnohem tužší. Náš dokument ukázal, že při správné montáži a úpravě reliéfních prvků válcovaného skla může být svařovaný modul dostatečně tuhý, aby prošel zkouškou statické zátěže.“
V minulosti se již vyzkoušel jiný typ těsnění hran pomocí nanosekundových laserů a skleněné frity, ale svary se ukázaly být příliš křehké pro použití ve venkovních konstrukcích modulů. Svary femtosekundovým laserem nabízejí vynikající pevnost s hermetickým utěsněním za přesvědčivou cenu, řekl NREL.
Výzkum se provedl prostřednictvím konsorcia Durable Module Materials Consortium, jehož cílem se jeví prodloužení životnosti solárních panelů na 50 let nebo déle.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
