Mikrofale przyspieszają produkcję i recykling ogniw słonecznych

14 kwietnia 2023 (Wiadomości Nanowerk) Technologia mikrofalowa wynaleziona na Uniwersytecie Macquarie usprawni produkcję ogniw słonecznych i ułatwi ich recykling. Podczas produkcji paneli słonecznych krzem przechodzi kilka procesów wysokotemperaturowych zwanych wyżarzaniem. Obecnie komórki piecze się w piekarniku. Ale w artykule opublikowanym w Stosowane litery fizyki („Wyżarzanie mikrofalowe krzemowych ogniw słonecznych”) zespół kierowany przez starszego wykładowcę dr Binesha Puthena Veettila ze Szkoły Inżynierii wykazał, że ogrzewanie za pomocą promieniowania mikrofalowego jest prawie równie wydajne. Ponadto pozwala zaoszczędzić znaczną ilość czasu i energii oraz ma inne zalety. Ponieważ promieniowanie mikrofalowe selektywnie nagrzewa krzem, prowadzi to do niemal natychmiastowych efektów i ogromnych oszczędności energii. Dzieje się tak częściowo dlatego, że pozostała część laminowanego panelu ze szkła, tworzywa sztucznego i aluminium pozostaje w dużej mierze nienaruszona. I ta właściwość, która doprowadziła do nieoczekiwanych korzyści z recyklingu, na które grupa oczekuje na patent.

Korzyści z recyklingu

Pod wpływem obróbki mikrofalowej powłoka z tworzywa sztucznego (etylen-octan winylu), która chroni płytkę silikonową przed wilgocią i zanieczyszczeniami, mięknie do tego stopnia, że ​​można ją mechanicznie oderwać. Oznacza to, że płytę można łatwo rozwarstwić, a jej elementy ponownie wykorzystać bez użycia agresywnych środków chemicznych. „Do tej pory wyrzucanie paneli na wysypisko śmieci miało sens ekonomiczny” – mówi dr Veettil. „W rzadkich przypadkach, gdy panele są poddawane recyklingowi, panele są miażdżone, podgrzewane do około 1400 °C i myte chemikaliami w celu usunięcia plastiku – jest to proces bardzo energochłonny. Ale teraz, gdy panele słoneczne, które zaczęto instalować masowo około 20–30 lat temu, dobiegają końca i są wycofywane z eksploatacji, rządy żądają ich recyklingu”.

Wyżarzanie selektywne

Wyżarzanie mikrofalowe ma kilka innych zalet. Zdolność skupiania promieniowania mikrofalowego oznacza, że ​​wywołane przez nie ogrzewanie może być selektywne i wysoce dostrojone. Na przykład niektóre z nowszych paneli wykorzystują tak zwaną technologię heterozłączy, w której krzem krystaliczny i amorficzny są przeplatane. W tych ogniwach szybsze i lepiej ukierunkowane wyżarzanie jest bardzo korzystne. Precyzyjne ogniskowanie oznacza również, że wyżarzanie można skierować na określone części panelu słonecznego, co czyni go idealnym rozwiązaniem do wyżarzania paneli słonecznych o bardziej skomplikowanych strukturach wewnętrznych wykonanych do specjalnych celów. I w przeciwieństwie do piekarnika, w którym usuwane są ze ścian wszelkiego rodzaju substancje chemiczne, wyżarzanie mikrofalowe odbywa się w czystym środowisku. „Dzięki temu zanieczyszczenie jest mniejsze” – mówi dr Veettil. „Cały proces można przeprowadzić w temperaturze pokojowej”.

Nowe materiały

W Macquarie realizowanych jest kilka innych projektów związanych z ogniwami słonecznymi i zrównoważoną energią. Jeden ze współautorów artykułu na temat wyżarzania, profesor nadzwyczajny Shujuan Huang, kieruje grupą badającą wyżarzanie mikrofalowe w perowskitowych ogniwach słonecznych. Perowskity to grupa minerałów krystalicznych o właściwościach półprzewodnikowych, które w przyszłości mogą zostać wykorzystane w ogniwach słonecznych, ponieważ są elastyczne, lekkie i tanie w produkcji. W tym przypadku promieniowanie mikrofalowe wytworzyło ogniwa słoneczne o większej wydajności w porównaniu z konwencjonalnymi metodami wyżarzania, ale przyczyna nie jest jasna. Obecne prace są podejmowane częściowo w celu odpowiedzi na to pytanie.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62820.php