Τα μικροκύματα προωθούν την παραγωγή και την ανακύκλωση ηλιακών κυττάρων

Τα μικροκύματα προωθούν την παραγωγή και την ανακύκλωση ηλιακών κυττάρων

Χρονική σήμανση: 14 Απριλίου 2023 9:17 π.μ.
Κόμβος πηγής: 2583310
14 Απριλίου 2023 (Ειδήσεις Nanowerk) Μια τεχνολογία μικροκυμάτων που εφευρέθηκε στο Πανεπιστήμιο Macquarie θα βελτιώσει την κατασκευή ηλιακών κυψελών και θα διευκολύνει την ανακύκλωσή τους. Κατά την κατασκευή των ηλιακών συλλεκτών, το πυρίτιο περνάει από διάφορες διαδικασίες υψηλής θερμοκρασίας γνωστές ως ανόπτηση. Επί του παρόντος τα κελιά ψήνονται σε φούρνο. Αλλά σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο Εφαρμοσμένα γράμματα φυσικής («Ανόπτηση με μικροκύματα ηλιακών κυψελών πυριτίου»), μια ομάδα με επικεφαλής τον ανώτερο λέκτορα Dr Binesh Puthen Veettil της Σχολής Μηχανικών έδειξε ότι η θέρμανση με χρήση ακτινοβολίας μικροκυμάτων είναι σχεδόν εξίσου αποτελεσματική. Επιπλέον, εξοικονομεί πολύ χρόνο και ενέργεια και έχει άλλα πλεονεκτήματα. Επειδή η ακτινοβολία μικροκυμάτων θερμαίνει επιλεκτικά το πυρίτιο, οδηγεί σε σχεδόν στιγμιαία αποτελέσματα με τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο ότι το υπόλοιπο πλαστικοποιημένο πάνελ από γυαλί, πλαστικό και αλουμίνιο παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστο. Και αυτό το ακίνητο που οδήγησε σε ένα απροσδόκητο όφελος ανακύκλωσης για το οποίο ο όμιλος έχει ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σε εκκρεμότητα.

Οφέλη από την ανακύκλωση

Υπό επεξεργασία μικροκυμάτων, η πλαστική επίστρωση (οξικός βινυλεστέρας αιθυλενίου) που προστατεύει την πλάκα πυριτίου από την υγρασία και τη μόλυνση μαλακώνει σε σημείο που μπορεί να αποκολληθεί μηχανικά. Αυτό σημαίνει ότι η πλάκα μπορεί εύκολα να αποκολληθεί και τα εξαρτήματά της να επαναχρησιμοποιηθούν χωρίς τη χρήση σκληρών χημικών. «Μέχρι τώρα ήταν οικονομικό να πετάμε τα πάνελ στη χωματερή», λέει ο Δρ Veettil. «Στις σπάνιες περιπτώσεις, όταν ανακυκλώνονται, συνθλίβετε τα πάνελ, τα θερμαίνετε περίπου στους 1400 °C και τα πλένετε με χημικά για να αφαιρέσετε το πλαστικό - μια διαδικασία εξαιρετικά απαιτητική ενέργεια. Αλλά τώρα, καθώς τα ηλιακά πάνελ που άρχισαν να εγκαθίστανται σε τεράστιους αριθμούς πριν από περίπου 20-30 χρόνια φτάνουν στο τέλος της ζωής τους και παροπλίζονται, οι κυβερνήσεις απαιτούν την ανακύκλωσή τους».

Επιλεκτική ανόπτηση

Η ανόπτηση με μικροκύματα έχει πολλά άλλα πλεονεκτήματα. Η ικανότητα εστίασης της ακτινοβολίας μικροκυμάτων σημαίνει ότι η θέρμανση που προκαλεί μπορεί να είναι επιλεκτική και εξαιρετικά συντονισμένη. Ορισμένα από τα νεότερα πάνελ, για παράδειγμα, χρησιμοποιούν αυτό που είναι γνωστό ως τεχνολογία ετεροσύνδεσης, όπου το κρυσταλλικό και το άμορφο πυρίτιο παρεμβάλλονται. Σε αυτά τα κύτταρα, η ταχύτερη, καλύτερα κατευθυνόμενη ανόπτηση είναι εξαιρετικά πλεονεκτική. Η ακριβής εστίαση σημαίνει επίσης ότι η ανόπτηση μπορεί να κατευθυνθεί σε συγκεκριμένα μέρη του ηλιακού πάνελ, καθιστώντας το ιδανικό για την ανόπτηση ηλιακών συλλεκτών με πιο περίπλοκες εσωτερικές δομές που κατασκευάζονται για ειδικούς σκοπούς. Και, σε αντίθεση με έναν φούρνο όπου κάθε είδους χημικές ουσίες απορρίπτονται από τους τοίχους, η ανόπτηση μικροκυμάτων πραγματοποιείται σε καθαρό περιβάλλον. «Έτσι υπάρχει λιγότερη μόλυνση», λέει ο Δρ Veettil. «Και όλη η διαδικασία μπορεί να γίνει σε θερμοκρασία δωματίου».

Νέα υλικά

Υπάρχουν πολλά άλλα έργα που αφορούν ηλιακά κύτταρα και βιώσιμη ενέργεια σε εξέλιξη στο Macquarie. Ένας από τους συν-συγγραφείς του εγγράφου ανόπτησης, ο αναπληρωτής καθηγητής Shujuan Huang, ηγείται μιας ομάδας που εξετάζει την ανόπτηση μικροκυμάτων σε ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη. Περοβσκίτες είναι μια ομάδα κρυσταλλικών ορυκτών με ιδιότητες ημιαγωγών που μπορεί, στο μέλλον, να χρησιμοποιηθούν για ηλιακά κύτταρα επειδή είναι εύκαμπτα, ελαφριά και φθηνά στην παραγωγή τους. Σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία μικροκυμάτων παρήγαγε πιο αποτελεσματικά ηλιακά κύτταρα σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους ανόπτησης, αλλά ο λόγος δεν είναι ξεκάθαρος. Η τρέχουσα εργασία αναλαμβάνεται εν μέρει για να απαντηθεί αυτό το ερώτημα.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Νανοχόκ