Исследователи из Инженерной школы Университета Маккуори предлагают использовать микроволновое излучение при изготовлении солнечных панелей. Это позволяет экономить время и энергию на создание батарей и упрощает переработку и утилизацию отработавших свой срок фотоэлементов.
При изготовлении солнечных панелей кремний проходит несколько высокотемпературных процессов, известных как отжиг. По существующей технологии ячейки фотоэлементов изготавливаются в печи. Исследователи установили, что использование вместо этого микроволнового излучения позволяет избирательно нагревать кремний, что приводит к почти мгновенным эффектам с огромной экономией энергии.
Микроволновый отжиг имеет ряд преимуществ. Способность фокусировать микроволновое излучение означает, что вызываемый им нагрев может быть избирательным и точно настроенным. Например, в некоторых новых панелях используется так называемая технология гетероперехода, в которой чередуются кристаллический и аморфный кремний. В этих ячейках очень выгоден более быстрый и целенаправленный отжиг.
Точная фокусировка также означает, что отжиг может быть направлен на определенные части солнечной панели, что делает его идеальным для отжига солнечных панелей с более сложными внутренними структурами, изготовленными для специальных целей. При этом перовскитные фотоэлементы, обработанные с помощью этой технологии, оказались даже более эффективными, чем при традиционном производстве.
Кроме того, инженеры установили, что при обработке микроволнами пластиковое покрытие, защищающее кремниевую пластину от влаги и загрязнений, размягчается до такой степени, что его можно снять механически. Это означает, что пластину можно легко расслаивать, а ее компоненты можно использовать повторно без применения агрессивных химикатов.
До сих пор было экономически целесообразно просто выбрасывать панели на свалку. В редких случаях, когда они перерабатываются, панели измельчают, нагревают примерно до 1 400 °C и моют химическими веществами для удаления пластика — это очень энергоемкий процесс. Но теперь, когда солнечные панели, которые начали устанавливать в огромных количествах около 20–30 лет назад, подходят к концу своего жизненного цикла и выводятся из эксплуатации, правительства требуют их переработки.
Бинеш Путен Веттил, соавтор исследования
