Ocena ekonomiczna recyklingu krzemowych ogniw fotowoltaicznych, realizowanego w skali laboratoryjnej

• Autorzy: Klugmann-Radziemska E. , Ostrowski P. , Melcer A.

Warianty tytułu

EN

Economic evaluation of silicon photovoltaic solar cells technology, conducted in laboratory scale

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach nastąpił niespotykany jak dotąd wzrost ilości zainstalowanych systemów fotowoltaicznych (PV), które stanowić mogą przyjazną dla środowiska alternatywę dla konwencjonalnych źródeł zasilania. Ze względu na ich wieloletnią gwarancję, udzielaną przez producentów, moduły PV stają się odpadem po 25-letnim okresie eksploatacji. Najcenniejszym materiałem, jaki można odzyskać w procesie recyklingu zużytych lub uszkodzonych modułów jest krzem. Opracowano technologię odzyskiwania płytek krzemowych w procesie, składającym się z następujących etapów: separacja ogniw metodą termiczną, usuwanie warstwy antyrefleksyjnej i metalizacji przedniej oraz tylnej, usuwanie złącza p-n metodą chemiczną. Zoptymalizowano skład mieszanin trawiących z punktu widzenia wydajności i czasu trwania procesu. W artykule przedstawiono analizę korzyści ekonomicznych realizacji opracowanej metody recyklingu ogniw PV z krystalicznego krzemu.

EN

In recent years, photovoltaic power generation systems have been gaining unprecedented attention as an environmentally beneficial method for solving the energy problem. From the economic point of view pure silicon, which can be recovered from spent cells, is the most important material owing to its cost and limited supply. The article presents an economical analysis of chemical method for recycling spent or damaged modules and cells. The recycling of PV cells consists of two main steps: the separation of cells and their refinement. Cells are first separated thermally or chemically; the separated cells are then refined. During this process the antireflection, metal coating and p-n junction layers are re-moved in order to recover the silicon base, ready for its next use. This refinement step was performed using an optimised chemical method. The silicon wafers were used for producing new silicon solar cells, which were then examined and characterized with internal spectral response and current-volt-age characteristics.

Słowa kluczowe

PL

ogniwa fotowoltaiczne; krzem krystaliczny; recykling; odnawialne źródła energii; procesy chemiczne

EN

photovoltaic solar cells; recycling; silicon; renewable energy; chemical treatment

• Wydawca: Bydgoskie Towarzystwo Naukowe
• Czasopismo: Ekologia i Technika
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 18, nr 6
• Strony: 310--318
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz. tab., rys.

Twórcy

autor

Klugmann-Radziemska E.

autor

Ostrowski P.

autor

Melcer A.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, 80-233 Gdańsk, Narutowicza 11/12

Bibliografia

• 1. J. Jakubowicz, Mechanizm zarodkowania porów i zmiany mikrostruktury krzemu w procesach mokrego trawienia, Poznań 2006.
• 2. W. Kern, D. A. Puotinen, Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semiconductor technology, RCA Rev. 1970, 31:p.l87-206.
• 3. A. Muller, M. Ghosh, R. Sonnenschein, P. Woditsch, Silicon for photovoltaic applications, Material Science and Engineering B 2006, 134, p.357-262.
• 4. A. Muller, K. Wambach, E. Alsema, Life cycle analysis of a solar module recycling process, 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf., Barcelona, Spain 2005.
• 5. E. Klugmann-Radziemska, P.Ostrowski, Chemical Treatment of Crystalline Silicon Solar Cells as a Method of Recovering Pure Silicon From Photovoltaic Modules, Renewable Energy 2010, 35, p. 1751-1759.
• 6. K. Kaji, S. Yan, K. Itaya, J. Appl. Phys. 1995, 78, p.5727.
• 7. J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, PWN, Warszawa 2001.
• 8. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN.Warszawa 2002.
• 9. K. Petersem, IEFE Tran. El. Dev. ED-25, 1978, p.1241.