بازیافت سلول های خورشیدی با مایکرویو

تاسیسات نیوز– صدیقه بهزادپور: سلول های خورشیدی برای محیط زیست خوب هستند، اما دارای معایبی هستند. گران بودن ساخت آنها و راه های محدودی برای بازیافت آنها از جمله مشکلات آن محسوب می شوند، اما محققان تکنیک تولید جدیدی را توسعه داده اند که ممکن است هر دوی این مسائل را برطرف کند. به خوبی شناخته شده است که انرژی خورشیدی برای محیط زیست مفید است.

در روش جدید هیچ انتشار مستقیم گازهای گلخانه ای وجود ندارد و نور خورشید به عنوان یک منبع تجدیدپذیر که بعید است به این زودی تمام شود گزینه مناسبی هستند.

 پنل های خورشیدی از سلول های خورشیدی تشکیل شده اند که انرژی نور خورشید یا نور مصنوعی را مستقیماً از طریق اثر فتوولتائیک به الکتریسیته تبدیل می کنند. اما معایب ساخت پنل‌های خورشیدی این است که تولید سلول‌های خورشیدی بسیار انرژی‌زا است و راه‌های محدودی برای بازیافت آنها پس از پایان عمرشان وجود دارد.

 محققان در حال حاضر به راه حلی دست یافته اند. تیمی از دانشگاه مک‌کواری استرالیا یک فرآیند ساخت سلول‌های خورشیدی بهبودیافته و با صرفه‌جویی در زمان را توسعه داده‌اند که مزیت بیشتری برای بازیافت آن‌ها وجود دارد. سیلیکون رایج ترین ماده نیمه هادی است که در سلول های خورشیدی استفاده می شود. برای ساخت پنل های خورشیدی، سیلیکون تحت یک فرآیند عملیات حرارتی به نام آنیلینگ قرار می گیرد که خواص فیزیکی و عملکرد آن را تغییر می دهد. بازپخت در حال حاضر در یک کوره انجام می شود و به دمای بین ۱۶۵۲ تا ۲۰۱۲ درجه فارنهایت (۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد) نیاز دارد.

محققان دریافتند که استفاده از تشعشعات مایکروویو برای گرم کردن سیلیکون تقریباً به اندازه استفاده از کوره کارآمد است. گرمایش مایکروویو در حال حاضر در صنایع لاستیک، سرامیک و چوب به دلیل بهره وری انرژی، سرعت و یکنواختی گرمایش و صرفه اقتصادی استفاده می شود. تشعشعات مایکروویو به طور انتخابی سیلیکون را گرم می کند و فرآیند بازپخت را سریعتر و بسیار کارآمد می کند. علاوه بر این، مایکروویوها را می توان متمرکز کرد و برای گرم کردن انتخابی بخش های پانل خورشیدی استفاده کرد، که آنها را برای بازپخت پنل های خورشیدی جدیدتر، که از فناوری هتروجانکشن استفاده می کنند، که در آن سیلیکون کریستالی و آمورف در هم تنیده شده اند، خوب است و بر خلاف کوره ای که مواد شیمیایی را در طی فرآیند گرمایش جمع می کند، بازپخت مایکروویو تمیز است.

بینش ویتیل، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: «بنابراین، آلودگی کمتری وجود دارد. و کل فرآیند را می توان در دمای اتاق انجام داد.

محققان از طریق آزمایشات خود با بازپخت در مایکروویو، یک مزیت اضافی را کشف کردند: مایکروویو باعث شد تا پوشش پلاستیکی که از صفحه سیلیکونی در برابر رطوبت و آلودگی محافظت می‌کند، نرم شود. این بدان معنی است که می توان پوشش را جدا کرد و از اجزای صفحه دوباره استفاده کرد.

ویتیل گفت: «تا کنون، تخلیه پانل ها در محل دفن زباله منطقی بود. در موارد نادری که بازیافت می‌شوند، پانل‌ها را خرد می‌کنید، آن‌ها را تا حدود ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲۵۵۲ درجه فارنهایت) حرارت می‌دهید و با مواد شیمیایی می‌شویید تا پلاستیک را جدا کنید – فرآیندی که انرژی بسیار زیادی دارد. محققان قصد دارند تحقیقات بیشتری را برای بهینه سازی فرآیند تولید انجام دهند.

این مطالعه در مجله Applied Physics Letters منتشر شد.