Mikrobølger fremmer produktion og genbrug af solceller

Mikrobølger fremmer produktion og genbrug af solceller

Tidsstempel: 14. april 2023 kl. 9
Kildeknude: 2583310
14. april 2023 (Nanowerk nyheder) En mikrobølgeteknologi opfundet på Macquarie University vil forbedre fremstillingen af ​​solceller og gøre dem nemmere at genbruge. Under fremstillingen af ​​solpaneler gennemgår silicium adskillige højtemperaturprocesser kendt som udglødning. I øjeblikket tilberedes cellerne i en ovn. Men i et blad udgivet i Applied Physics Letters ("Mikrobølgeglødning af siliciumsolceller"), har et hold ledet af lektor Dr. Binesh Puthen Veettil fra School of Engineering vist, at opvarmning ved hjælp af mikrobølgestråling er næsten lige så effektiv. Derudover sparer det betydelig tid og energi og har andre fordele. Fordi mikrobølgestråling selektivt opvarmer silicium, fører det til næsten øjeblikkelige effekter med massive energibesparelser. Det skyldes blandt andet, at resten af ​​det laminerede panel af glas, plast og aluminium stort set er upåvirket. Og den egenskab, der har ført til en uventet genbrugsfordel, som koncernen har patentanmeldt på.

Genbrugsfordele

Under mikrobølgebehandling blødgøres plastbelægningen (ethylenvinylacetat), der beskytter siliciumpladen mod fugt og forurening, til det punkt, hvor den kan skrælles af mekanisk. Det betyder, at pladen let kan delamineres, og dens komponenter kan genbruges uden at bruge skrappe kemikalier. "Indtil nu har det været økonomisk fornuftigt bare at dumpe panelerne på lossepladsen," siger Dr. Veettil. "I de sjældne tilfælde, hvor de genbruges, knuser du panelerne, opvarmer dem til omkring 1400 °C og vasker dem med kemikalier for at fjerne plastikken - en meget energikrævende proces. Men nu, da de solpaneler, der begyndte at blive installeret i stort antal for omkring 20-30 år siden, er ved at nå slutningen af ​​deres levetid og nedlægges, kræver regeringerne, at de skal genbruges."

Selektiv udglødning

Mikrobølgeglødning har flere andre fordele. Evnen til at fokusere mikrobølgestråling betyder, at den opvarmning, den inducerer, kan være selektiv og meget afstemt. Nogle af de nyere paneler anvender for eksempel det, der er kendt som heterojunction-teknologi, hvor krystallinsk og amorft silicium er sammenflettet. I disse celler er hurtigere, bedre rettet annealing yderst fordelagtig. Præcis fokusering betyder også, at udglødning kan rettes til specifikke dele af solpanelet, hvilket gør det ideelt til udglødning af solpaneler med mere indviklede indvendige strukturer fremstillet til specielle formål. Og i modsætning til en ovn, hvor alle mulige kemiske stoffer udskilles fra væggene, foregår mikrobølgeglødning i et rent miljø. "Så der er mindre forurening," siger Dr. Veettil. "Og hele processen kan udføres ved stuetemperatur."

Nye materialer

Der er flere andre projekter, der involverer solceller og bæredygtig energi, i gang hos Macquarie. En af medforfatterne til udglødningspapiret, lektor Shujuan Huang, leder en gruppe, der ser på mikrobølgeglødning i perovskit-solceller. Perovskites er en gruppe af krystallinske mineraler med halvlederegenskaber, som i fremtiden kan bruges til solceller, fordi de er fleksible, lette og billige at producere. I dette tilfælde producerede mikrobølgestrålingen mere effektive solceller sammenlignet med konventionelle udglødningsmetoder, men årsagen er ikke klar. Det nuværende arbejde udføres delvist for at besvare dette spørgsmål.

Tidsstempel:

Mere fra Nanoværk