CAS izumi fotonapetostno tehnologijo silikona

Recikliranje PV modulov pridobiva na pomenu, tehnologija za ponovno uporabo in čiščenje silicijskega materiala iz end-of-life modulov za ponovno uporabo v PV verigi za proizvodnjo novih celic se je izkazala za velik izziv. Pred kratkim so Xu Xinhai, Wang Yin in Lai Dengguo na Univerzi kitajske akademije znanosti izumili tehnologijo za recikliranje in nadgradnjo ostankov kristalno silicon PV modulov, uspešno pridobijo zaželene in visoke čistosti silicon reže z neotaknjeno strukturo, minimizirano debelino in odlično sposobnost zajemanja svetlobe.

Rezultati so bili objavljeni v Virih, Conservation & Recycling in so vključeni v sciencedirect.

1. Vrednost reciklidnega silikona v ponovno uporabo

Recikliranje in ponovno uporabo je ena od najbolj privlačnih strategij za odmik vplivov na okolje in preoblikovanje modulov PV odpadkov v trajnostni vir za PV industrijo. Zato je veliko prizadevanj usmerjenih v izterjavo virov iz modulov za PV odpadke, zlasti kristalni silikon (c-Si) iz C-Si PV modulov, ki imajo velik tržni delež.

Dragoceni aluminijev bezel se odstrani s kemičnim raztapljanjem in toplotno razgradnjajo, preostali material za enkapsulacijo EVA, ki ostane po ločitvi, pa se lahko dodatno opomore iz kaljene steklenice, Si celic in Cu spajka. Silikon sončnega razreda je mogoče obnoviti in nato podvreči postopku prečiščevanja kemičnega jedka in ga ponovno vbrizgati kot surovino za proizvodnjo sončnih celic.

Učinkovitost pretvorbe moči Si sončnih celic je odvisna predvsem od njihovih električnih in optičnih lastnosti, vključno s kakovostjo silicijavih reti (npr. intrinzična čistost, debelina), kovinske elektrode, površinska pasivnost in sposobnost zahajanja svetlobe površinske strukture (Ye et al., 2014). Za neuničujoče reciklirane silikonske rešete je težko izboljšati električne lastnosti z izboljšanjem njihove intrinične čistosti, razen če so taljene za razmnoževanje ingotov.

Zato je treba poiskati stroškovno učinkovite, trajnostne in benigne možnosti. Znanstveniki so predlagali idealen model recikliiranja za obnovitev nepoškodovalnih silicijevih rešet z neposrednimi značilnostmi za ponovno uporabo v komercialnih PV modulih za ponovno rekonstrukcijo novih sončnih celic.

2. Preskočite ingote in reciklite rešete neposredno

Znanstveniki v ključnem laboratoriju za preoblikovanje mestnih onesnaževal kitajske akademije znanosti upajo, da se bodo prilagodili tej nemožnosti.

Po mnenju raziskovalcev bi lahko preskočitev procesa proizvodnje ingota in rezanja rezali prihranila približno 40 % stroškov proizvodnje PV modula, vendar se sedanja tehnologija še vedno sooča s pomembnimi izzivi. Na primer, nečistoče na površini reciklidnih silicijevih celic je treba odstraniti s kemičnim jedkanjem, da se pridobijo čisti silikonski reti. Ta proces je tradicionalno drastičen in nenadzorovano, in običajno vodi do dramatičnega zmanjšanja debeline voska.

S tem v mislih je skupina iskala načine za obnovitev silicijevih reti, primernih za proizvodnjo visokoučinkovitih celic in modulov. Raziskovalci so na novo razvili toplotno širitev topila v kombinaciji z metodo toplotne razgradnje (SSTD), ki združuje neuničujočo silicija celic okrevanje s procesom SSTD, Sekvencialno jedkanje kisline za pre-prečišcenje silicija, nova extended MACE metoda za ultra-preciscenje i simultano ultra-low reflectance surface texture fabrication, and in-system reuse of the recovered material.

Uporabljene metode kemične obdelave očistijo siliconske reže in izboljšajo svoje površinske lastnosti. Po pridobitvi visoke čistosti in neozdravljenih reti so raziskovalci nastavili površinsko teksturo predelanih reti Si z uporabo enostopenjnega postopka MACE s kemičnim jedkanjem Cu/Ag, A kontrolirano konstruiranje raznih antirefleksivnih tekstura, vključno s zanimivim mikro/nanostrukturama s dvojnim razmakom, ima za posledicu niz površinskih struktura, vključno s DMN-om, nanowiresom, nanoporama i invertovanim pravokutnim čunjevom, a da znatno smanje površinsku refleksivnost i proizvode "black" silicijevih reti.

3. Neverjetni rezultati raziskav

S to tehniko je raziskovalcem uspelo pridobiti idealne in visoko čistoče silicijevih reti z neotaknjeno strukturo, zmanjšano debelino in odlično sposobnost zajemanja svetlobe. V skladu s papirjem imajo oplemeščeni reti dobro debelino (165 μm), odpornost (1,02-2,28 Ω-cm), življenjsko dobo nosilca (1,12-2,47 μs) in ultra nizko odbojnost (5-15 %) v primerjavi s komercialnimi reti, Zbog česar je izvedljivo proizvesti visokoučinkovite PV module.

Groba ekonomska ocena kaže, da je proizvodni strošek te integrirane strategije nižji od cene silicijevih reti iz običajnih reciklirnih procesov ali industrijskih proizvodnih procesov, prav tako pa omogoča popolno recikliranje aluminijastih okvirjev, kaljeno steklo, bakreni trak in visoko čistost srebra in aluminija v prahu, ki se lahko ponovno uporabi v sistemu – ekonomsko sposobnost in visoko vzdržnost virov.

Delo je del Nacionalne fundacije za naravoslovje Kitajske (št. 52102120) in je podprto s strani jugovzhodne Azije, nacionalne biomase odpadki, ki temeljijo na virih trajnostnega razvoja tehnologija R&R in application Demonstracija, in je navedena kot "Strateški pionirski znanost in tehnologija posebni projekt (A)" Kitajske akademije znanosti (št. XDA23030301). XDA23030301), ključni projekt industrijske pionirske dejavnosti v provinci Fujian (št. 2019H0056) in ključni projekt za družbeni razvoj v provinci Fujian (št. 2021Y0069).