Новые солнечные панели из отходов солнечных панелей

ЭТА СТАТЬЯ/ПРЕСС-РЕЛИЗ ОПЛАЧЕНА И ПРЕДСТАВЛЕНА SINTEF - подробнее

Солнечная энергия – это чистая энергия. Чистый и простой.

Но все начинает усложняться, когда дело доходит до получения сырья, необходимого для производства солнечных батарей. Мало того, что большая часть этого сырья поступает из Китая, но до трети материала теряется в процессе производства.

«Но этот материал можно восстановить в рамках производственного процесса», — говорит Мартин Беллманн. Он является старшим бизнес-разработчиком в SINTEF Industry и возглавляет международный проект солнечных панелей под названием Icarus, финансируемый ЕС.

«И, возможно, это позволит нам создать новую солнечную промышленность в Европе», — говорит он.

Солнечные панели в настоящее время обеспечивают 60 процентов глобального роста возобновляемой энергетики.

Беллманн объясняет, как солнечные панели начинаются с минерального кварца, который используется для производства сверхчистого кремния. Сначала кремний плавят в тигле и извлекают кристалл или слиток кремния.

«Слиток образует своего рода цилиндр, который растет и растет, медленно вытягивая кремний из тигля», — говорит Беллманн. «Затем его разрезают на квадратный блок, который распиливают на тонкие ломтики, или пластины, как мы, исследователи, их называем».

Типичная пластина имеет толщину всего 0,13 миллиметра (13 микрометров), и именно эти пластины используются для изготовления солнечных панелей.

Но в результате всей этой распиловки образуется большое количество порошка «опилок». Это похоже на распиловку деревянной доски – часть древесины теряется в виде опилок. То же самое происходит, когда вы распиливаете кремниевый слиток, даже если вы используете тонкую алмазную проволоку. Некоторый материал всегда будет потерян в виде «силиконового порошка».

«Мы теряем 35 процентов кремния в виде черного порошка», — говорит Беллманн.

Именно этот порошок, который он называет новым черным золотом, исследователи стремятся использовать.

«Сегодня мы просто выбрасываем этот порошок. Проект «Икар» в первую очередь ищет способы вернуть порошок в производственно-сбытовую цепочку и использовать его для изготовления кремниевых кристаллов и солнечных панелей», — говорит он.

Порошок собирается в жидкую смесь осадка, которая также содержит загрязнения, образующиеся в процессе распиловки, такие как кислород, углерод, никель, железо и алюминий.

«Кремний, загрязненный этими металлами, непригоден для производства солнечных панелей», — говорит Беллман.

Вот почему он работает вместе с партнерами по проекту Icarus, чтобы найти способы обеззараживания кремниевого порошка, чтобы его можно было переработать в качестве сырья для новых солнечных панелей.

То, что мы сегодня считаем отходами, можно использовать в других продуктах, например, в аккумуляторах для электромобилей. Ряд партнеров тестируют различные способы отделения кремния от загрязненной смеси.

Естественно, цель состоит в том, чтобы лучше использовать сырье, что, в свою очередь, будет полезно для окружающей среды и климата. Но также заявленной целью является достижение Европы большей самодостаточности.

«Европейский сектор солнечных панелей когда-то был больше, чем сейчас, но все было перенесено в Китай», — говорит Беллманн. «Сегодня мы в значительной степени зависим от сырья из Азии, и кремний не является исключением. Мы планируем использовать кремниевый порошок, чтобы уменьшить нашу зависимость от Китая».

Беллманн надеется, что исследовательский проект «Икар» станет основой для новой отрасли, возможно, также в Норвегии. Норвежская энергетика чиста, и в этом контексте это главное преимущество.

Плюсом проекта «Икар» является то, что исследователи планируют переработать кварцевые тигли, которые используются для выплавки кремния, прежде чем он будет превращен в кристаллы.

«Тигли ломаются, когда остывают в плавильной печи. Каждый раз, когда вы плавите кварц, вам придется покупать новый тигель и выбрасывать старый. Наша цель — использовать его в качестве сырья для производства карбида кремния», — говорит Беллманн.

Карбид кремния используется, в частности, в электронной промышленности, а электромобили — лишь один из многих продуктов, содержащих этот материал.