Mikrovågor främjar produktion och återvinning av solceller

Mikrovågor främjar produktion och återvinning av solceller

Tidsstämpel: 14 april 2023 9:17
Källnod: 2583310
14 april 2023 (Nanowerk Nyheter) En mikrovågsteknik som uppfunnits vid Macquarie University kommer att förbättra tillverkningen av solceller och göra dem lättare att återvinna. Under tillverkningen av solpaneler går kisel igenom flera högtemperaturprocesser som kallas glödgning. För närvarande tillagas cellerna i en ugn. Men i en tidning publicerad i Applied Physics Letters ("Mikrovågsglödgning av kiselsolceller"), har ett team ledd av universitetslektor Dr Binesh Puthen Veettil från School of Engineering visat att uppvärmning med mikrovågsstrålning är nästan lika effektiv. Dessutom sparar det mycket tid och energi och har andra fördelar. Eftersom mikrovågsstrålning selektivt värmer kisel, leder det till nästan omedelbara effekter med massiva energibesparingar. Detta beror delvis på att resten av den laminerade panelen av glas, plast och aluminium lämnas i stort sett opåverkad. Och den egenskapen som har lett till en oväntad återvinningsförmån som koncernen har patentsökt på.

Återvinningsfördelar

Under mikrovågsbehandling mjuknar plastbeläggningen (etylenvinylacetat) som skyddar kiselplattan från fukt och föroreningar till en punkt där den kan skalas av mekaniskt. Det innebär att plattan lätt kan delamineras och dess komponenter kan återanvändas utan att använda starka kemikalier. "Hittills har det varit ekonomiskt vettigt att bara dumpa panelerna i soptippen", säger Dr Veettil. "I de sällsynta fall då de återvinns krossar du panelerna, värmer dem till cirka 1400 °C och tvättar dem med kemikalier för att ta bort plasten - en mycket energikrävande process. Men nu, när solpanelerna som började installeras i stort antal för cirka 20-30 år sedan närmar slutet av sin livslängd och avvecklas, kräver regeringar att de ska återvinnas.”

Selektiv glödgning

Mikrovågsglödgning har flera andra fördelar. Förmågan att fokusera mikrovågsstrålning innebär att uppvärmningen den inducerar kan vara selektiv och mycket avstämd. Vissa av de nyare panelerna använder till exempel vad som kallas heterojunction-teknologi, där kristallint och amorft kisel är sammanflätade. I dessa celler är snabbare, bättre riktad glödgning mycket fördelaktig. Exakt fokusering innebär också att glödgning kan riktas mot specifika delar av solpanelen, vilket gör den idealisk för glödgning av solpaneler med mer intrikata inre strukturer tillverkade för speciella ändamål. Och till skillnad från en ugn där alla möjliga kemiska ämnen släpps ut från väggarna, sker mikrovågsglödgning i en ren miljö. "Så det är mindre kontaminering", säger Dr Veettil. "Och hela processen kan utföras vid rumstemperatur."

Nya material

Det pågår flera andra projekt som involverar solceller och hållbar energi på Macquarie. En av medförfattarna till glödgningspapperet, docent Shujuan Huang, leder en grupp som tittar på mikrovågsglödgning i perovskitsolceller. Perovskiter är en grupp kristallina mineraler med halvledaregenskaper som i framtiden kan komma att användas för solceller eftersom de är flexibla, lätta och billiga att tillverka. I det här fallet producerade mikrovågsstrålningen mer effektiva solceller jämfört med konventionella glödgningsmetoder, men orsaken är inte klar. Det pågående arbetet pågår delvis för att besvara den frågan.

Tidsstämpel:

Mer från Nanoverk