تعمل أجهزة الميكروويف على تطوير إنتاج الخلايا الشمسية وإعادة تدويرها

تعمل أجهزة الميكروويف على تطوير إنتاج الخلايا الشمسية وإعادة تدويرها

الطابع الزمني: 14 أبريل 2023 ، الساعة 9:17 صباحًا
عقدة المصدر: 2583310
14 أبريل 2023 (أخبار Nanowerk) ستعمل تقنية الموجات الدقيقة التي تم اختراعها في جامعة ماكواري على تحسين تصنيع الخلايا الشمسية وتسهيل إعادة تدويرها. أثناء تصنيع الألواح الشمسية، يمر السيليكون بعدة عمليات ذات درجات حرارة عالية تُعرف باسم التلدين. حاليا يتم طهي الخلايا في الفرن. ولكن في ورقة نشرت في رسائل الفيزياء التطبيقية ("التليين بالموجات الدقيقة للخلايا الشمسية السيليكونية")، أظهر فريق بقيادة المحاضر الكبير الدكتور بينيش بوثن فيتيل من كلية الهندسة أن التدفئة باستخدام إشعاع الميكروويف لها نفس الكفاءة تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوفر الكثير من الوقت والطاقة وله مزايا أخرى. نظرًا لأن إشعاع الميكروويف يسخن السيليكون بشكل انتقائي، فإنه يؤدي إلى تأثيرات فورية تقريبًا مع توفير هائل في الطاقة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن بقية اللوحة المصفحة المصنوعة من الزجاج والبلاستيك والألمنيوم لم تتأثر إلى حد كبير. وهذه الخاصية التي أدت إلى فائدة إعادة التدوير غير المتوقعة والتي لدى المجموعة براءة اختراع معلقة لها.

فوائد إعادة التدوير

تحت المعالجة بالميكروويف، يصبح الطلاء البلاستيكي (أسيتات فينيل الإيثيلين) الذي يحمي صفيحة السيليكون من الرطوبة والتلوث ناعمًا إلى درجة يمكن تقشيرها ميكانيكيًا. وهذا يعني أنه يمكن فصل اللوحة بسهولة وإعادة استخدام مكوناتها دون استخدام مواد كيميائية قاسية. يقول الدكتور فيتيل: "حتى الآن كان من المنطقي اقتصاديًا التخلص من الألواح في مكب النفايات". "في الحالات النادرة، عندما يتم إعادة تدويرها، تقوم بسحق الألواح وتسخينها إلى حوالي 1400 درجة مئوية وغسلها بالمواد الكيميائية لإزالة البلاستيك - وهي عملية تتطلب طاقة كبيرة. ولكن الآن، مع وصول الألواح الشمسية التي بدأ تركيبها بأعداد كبيرة منذ حوالي 20 إلى 30 عامًا إلى نهاية عمرها الافتراضي وإيقاف تشغيلها، تطالب الحكومات بإعادة تدويرها.

الصلب الانتقائي

التلدين بالميكروويف له العديد من المزايا الأخرى. إن القدرة على تركيز إشعاع الميكروويف تعني أن التسخين الناتج عنه يمكن أن يكون انتقائيًا ومضبوطًا بدرجة عالية. بعض اللوحات الأحدث، على سبيل المثال، تستخدم ما يعرف بتكنولوجيا الوصلات المتغايرة، حيث يتم تشذير السيليكون البلوري وغير المتبلور. في هذه الخلايا، يعد التلدين الأسرع والأفضل توجيهًا مفيدًا للغاية. ويعني التركيز الدقيق أيضًا أنه يمكن توجيه التلدين إلى أجزاء معينة من الألواح الشمسية، مما يجعلها مثالية لتليين الألواح الشمسية ذات الهياكل الداخلية الأكثر تعقيدًا المصنعة لأغراض خاصة. وعلى النقيض من الفرن الذي يتم فيه التخلص من جميع أنواع المواد الكيميائية من الجدران، فإن التلدين بالميكروويف يتم في بيئة نظيفة. يقول الدكتور فيتيل: "لذا يكون التلوث أقل". "ويمكن تنفيذ العملية برمتها في درجة حرارة الغرفة."

مواد جديدة

هناك العديد من المشاريع الأخرى المتعلقة بالخلايا الشمسية والطاقة المستدامة قيد التنفيذ في ماكواري. يقود أحد المؤلفين المشاركين في ورقة التلدين، البروفيسور المشارك شوجوان هوانغ، مجموعة تبحث في التلدين بالموجات الدقيقة في خلايا البيروفسكايت الشمسية. بيروفسكايت هي مجموعة من المعادن البلورية ذات خصائص أشباه الموصلات التي يمكن استخدامها في المستقبل في الخلايا الشمسية لأنها مرنة وخفيفة الوزن ورخيصة الإنتاج. في هذه الحالة، أنتج إشعاع الميكروويف خلايا شمسية أكثر كفاءة مقارنة بطرق التلدين التقليدية، ولكن السبب غير واضح. يتم تنفيذ العمل الحالي جزئيًا للإجابة على هذا السؤال.

الطابع الزمني:

اكثر من نانوويرك