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Nanowerkニュース) マッコーリー大学で発明されたマイクロ波技術により、太陽電池の製造が改善され、リサイクルが容易になります。 ソーラーパネルの製造中、シリコンはアニーリングとして知られるいくつかの高温プロセスを経ます。 現在、細胞はオーブンで調理されています。 しかし、年に発表された論文では、
アプライドフィジックスレターズ (
「シリコン太陽電池のマイクロ波アニール」）、工学部の上級講師であるビネシュ・プーセン・ヴェッティル博士が率いるチームは、マイクロ波放射を使用した加熱がほぼ同等の効率であることを示しました。 さらに、時間とエネルギーを大幅に節約でき、その他の利点もあります。 マイクロ波放射はシリコンを選択的に加熱するため、ほぼ瞬時に効果が得られ、エネルギーが大幅に節約されます。 これは、ガラス、プラスチック、アルミニウムの積層パネルの残りの部分がほとんど影響を受けないためでもあります。 そしてその特性は予期せぬリサイクルの利点をもたらし、グループは特許出願中です。
リサイクルのメリット
マイクロ波処理を行うと、シリコン プレートを湿気や汚染から保護するプラスチック (エチレン酢酸ビニル) コーティングが機械的に剥がせる程度に柔らかくなります。 つまり、プレートは簡単に剥離でき、強力な化学薬品を使用せずにそのコンポーネントを再利用できます。 「これまでは、パネルを埋め立て地に廃棄することが経済的に合理的でした」とヴィーティル博士は言います。 「まれにリサイクルされる場合、パネルを粉砕し、約 1400 °C に加熱し、化学薬品で洗浄してプラスチックを除去しますが、これは非常にエネルギーを必要とするプロセスです。 しかし現在、約20～30年前に大量に設置され始めた太陽光パネルが寿命を迎え廃止されつつあるため、政府はリサイクルするよう求めています。」
選択的アニーリング
マイクロ波アニーリングには他にもいくつかの利点があります。 マイクロ波放射を集中させる能力は、マイクロ波放射が引き起こす加熱を選択的かつ高度に調整できることを意味します。 たとえば、新しいパネルの一部には、結晶シリコンとアモルファスシリコンが交互に配置される、いわゆるヘテロ接合技術が採用されています。 これらのセルでは、より速く、より適切に方向付けられたアニーリングが非常に有利です。 正確な焦点合わせは、ソーラー パネルの特定の部分にアニーリングを向けることができることも意味し、特別な目的のために製造されたより複雑な内部構造を持つソーラー パネルのアニーリングに最適です。 また、壁からあらゆる化学物質が飛び散るオーブンとは異なり、マイクロ波アニールはクリーンな環境で行われます。 「そのため、汚染が少なくなります」とヴィーティル博士は言います。 「そして、プロセス全体はすべて室温で行うことができます。」
新素材
マッコーリーでは、太陽電池と持続可能なエネルギーに関連するプロジェクトが他にもいくつか進行中です。 アニーリング論文の共著者の XNUMX 人である Shujuan Huang 准教授は、ペロブスカイト太陽電池のマイクロ波アニーリングを研究するグループを率いています。
ペロブスカイト 半導体特性を持つ結晶鉱物のグループであり、柔軟で軽量で安価に生産できるため、将来的には太陽電池に使用される可能性があります。 この場合、マイクロ波照射により従来のアニーリング方法と比較してより効率的な太陽電池が生成されましたが、その理由は明らかではありません。 現在の取り組みは、その疑問に答えるために部分的に取り組んでいます。
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- 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62820.php
