Итальянское исследовательское агентство Enea и итальянский производитель фотоэлектрических модулей с гетеропереходом Enel Green Power разрабатывают пилотную линию по полной переработке солнечных модулей.
Французская комиссия по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA) координирует исследовательский проект Photorama, целью которого является демонстрация нового процесса переработки после окончания жизненного цикла солнечных элементов. Задача состоит в том, чтобы рециркулировать сырье из отслуживших свой срок фотоэлектрических продуктов, максимально извлекая полезное сырье из фотоэлектрических панелей по сравнению с традиционными технологиями. Photorama также стремится обеспечить возможность использования переработанных материалов с учетом подхода циркулярной экономики к производству вторичного сырья.
Проект предусматривает строительство пилотной линии с низким уровнем выбросов для извлечения кремния (Si), индия (In), галлия (Ga) и серебра (Ag). Затем эти элементы будут повторно введены в производственный цикл для изготовления новых материалов или продуктов.
Работа линии будет осуществляться в три этапа: автоматическая разборка модулей, интеллектуальное разделение компонентов и инновационное восстановление материалов.
«Процесс начинается с новой технологии расслаивания, основанной на технологии алмазной проволоки, разработанной и запатентованной CEA», - сказал Pv Magazine исследователь Enea Массимо Иззи. «С помощью этой технологии стекло модуля, задний лист и ячейки будут отделены друг от друга таким образом, чтобы каждую часть модуля можно было обработать отдельно на этапе переработки».
Химико-физические процессы на основе сверхкритической жидкости (SCF), соединяющей жидкости CO2 и H2O, будут использоваться для получения материала с высокой скоростью восстановления, не прибегая к существующим и неэффективным методам измельчения, при которых ячейки, являющиеся ценными частями модулей, попадают в цепочку восстановления с низкой экономической ценностью - так называемый «спад».
Пилотная линия также может использоваться для переработки тонкопленочных фотоэлектрических модулей. Процесс будет основан на технологии, запатентованной немецкой Lux Chemtech, которая способствует высокой растворимости индия и галлия через метансульфоновую кислоту (MSA) в панелях CIGS. Такой метод также может быть использован для технологии гетероперехода, в которой кремний и индий электрохимически изолированы после растворения в MSA.
После завершения переработки цельное стекло будет повторно обработано для непосредственного использования в солнечной промышленности, а серебро будет преобразовано в проводящие чернила для трафаретной печати или в электропроводящие клеи, которые будут проверены и аттестованы на фотоэлектрических заводах. Кремний будет обрабатываться с различной степенью чистоты для использования в качестве кремниевого сырья при производстве фотоэлектрических элементов или в качестве мишени для напыления. Индий будет использоваться при осаждении тонких пленок для тестирования и квалификации в производстве фотоэлектрических элементов. Галлий будет обрабатываться для изготовления мишеней из Cu-Ga или Cu-In-Ga, используемых при производстве тонкопленочных фотоэлектрических элементов CIGS-CIS.
Ожидается, что пилотная линия достигнет уровня технологической готовности (TRL), равного семи. TRL измеряет степень зрелости технологических компонентов системы по шкале от одного до девяти, где девять - зрелые технологии для коммерческого применения. Пилотная линия позволит извлекать металлы из панелей с максимально высокой степенью чистоты.
Разработка нового процесса переработки будет проводиться в сочетании с испытаниями в реальных условиях. Enel Green Power предоставит модули для переработки и будет использовать переработанное сырье для производства солнечных элементов и модулей.
В консорциум также входят испанский поставщик фотоэлектрического оборудования Mondragon Assembly, норвежская исследовательская компания Sintef, бельгийский производитель плоского стекла Maltha, испанская исследовательская компания Idener и Lux Chemtech.