새로운 마이크로파 기술로 태양전지 재활용이 쉬워졌습니다

WangAnQi/iStock

구독함으로써 귀하는 언제든지 구독을 취소할 수 있는 이용 약관 및 정책에 동의하게 됩니다.

신재생 에너지원으로서 태양광 발전이 트렌드가 되었습니다. 석탄과 같은 화석 연료와 달리 태양광 발전은 깨끗하고 배출 가스가 없습니다. 환경에는 좋지만 몇 가지 단점도 있습니다. 완전히 비용 효율적이지는 않으며 재활용할 수 있는 더 나은 방법이 필요합니다.

그러나 이제 우리는 시드니의 연구자들이 이 문제를 해결할 방법을 찾았을 수도 있다는 사실을 배우고 있습니다.

태양광 패널은 실리콘 셀 층으로 구성됩니다. 태양광 패널의 전도체 및 절연체 역할을 하는 실리콘은 산소 다음으로 지구상에서 발견되는 두 번째로 풍부한 물질입니다. 태양광 패널에서 발견되는 실리콘은 고도로 가공되어 어닐링 과정을 거칩니다. 이 열처리 공정은 재료의 유연성을 높이고 경도를 낮추는 데 사용됩니다.

현재 어닐링은 900~1100°C(1652~2012°F) 범위의 고온로에서 수행됩니다. 이번 주에 발표된 논문에서 한 팀은 마이크로파 방사선을 사용하여 실리콘 태양 전지를 가열하는 것이 용광로를 사용하는 것만큼 효율적이라는 것을 보여주었습니다. 그러나 전자는 다른 많은 장점에 비해 시간을 절약하고 에너지 효율적입니다.

맥쿼리 대학이 발표한 성명에서 연구원들은 마이크로파 방사선이 실리콘을 선택적으로 가열하고 유리, 알루미늄 및 플라스틱의 적층 패널을 크게 영향을 주지 않는다고 설명합니다. 이는 상당한 재활용 이점을 가지고 있습니다.

처리 과정에서 실리콘 판을 오염과 습기로부터 보호하는 플라스틱 코팅이 부드러워져 기계적으로 벗겨질 수 있습니다. 그런 다음 스케일은 쉽게 박리될 수 있으며 구성 요소는 유해한 화학 물질 없이 재사용될 수 있습니다.

맥쿼리대학교

“지금까지는 패널을 매립지에 버리는 것이 경제적으로 합리적이었습니다.”라고 Macquarie University 공과대학의 수석 강사이자 연구 책임자인 Binesh Puthen Veettil 박사는 말합니다. “드물게 재활용되는 경우에는 패널을 부수고 약 1400°C로 가열한 다음 화학 물질로 세척하여 플라스틱을 제거합니다. 이는 에너지를 많이 소모하는 공정입니다. 그런데 지금은 20~30년 전부터 엄청나게 설치되기 시작한 태양광 패널이 수명이 다해 폐기되면서 정부에서 재활용을 요구하고 있다”고 말했다.

마이크로파 가열은 고무, 목재 및 세라믹 산업에서 광범위하게 사용되는 경제적으로 실행 가능하고 빠르며 에너지 절약 옵션입니다.

UNSW 시드니의 광전지 학교와 공동으로 수행된 이 연구는 호주 첨단 광전지 센터의 자금 지원을 받았으며 호주 정부의 지원을 받았습니다.

연구 개요:

반도체 장치의 마이크로파 어닐링은 광범위하게 연구되지 않았습니다. 업계에서는 거의 활용되지 않지만, 태양광 모듈 제조에 필요한 다양한 가열 및 어닐링 공정 등 대용량 반도체 공정과 관련된 시간과 비용을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 본 논문에서는 실리콘 태양전지의 마이크로파 어닐링, 빛으로 인한 결함의 효과적인 패시베이션, 빛으로 인한 열화 감소에 대해 설명합니다. 우리는 실리콘 태양전지가 마이크로파 장에서 빠르게 가열되며 효과적인 B-O 결함 패시베이션이 마이크로파 처리를 통해 2초 이내에 달성될 수 있음을 발견했습니다. 마이크로파 어닐링은 급속 열 어닐링과 비교하여 유사한 결과를 산출합니다.

저자는 이 작업을 가능하게 하기 위한 ACAP 자금을 인정합니다. 이 프로그램은 호주 재생에너지청(ARENA)을 통해 호주 정부의 지원을 받았습니다. 호주 정부는 여기에 표현된 견해, 정보 또는 조언에 대한 책임을 지지 않습니다.