Abstrakt

W pracy przedstawiono opracowaną technologię kompleksowego recyklingu wyeksploatowanych, zużytych lub uszkodzonych ogniw fotowoltaicznych (PV) z krystalicznego krzemu. Opracowano szereg technik i procesów technologicznych, odmiennych dla etapu delaminacji (separacji) i oczyszczania. Przedstawiono opracowane koncepcje, metody badawcze oraz rezultaty badań nad recyklingiem krzemowych ogniw i modułów fotowoltaicznych. Zaproponowano kolejność i rodzaj stosowanych etapów. Opracowano termiczny sposób delaminacji wyeksploatowanych komercyjnych modułów PV, umożliwiający rozdział materiałowy. Zoptymalizowano technologię trawienia wadliwych lub zużytych ogniw krzemowych, prowadzącą do odzysku krzemowego podłoża bazowego. Opracowano kilka typów mieszanin trawiących, różniących się składem chemicznym, zawierających różne typy utleniaczy. Na odzyskanym z ogniw PV mono- i polikrystalicznym bazowym podłożu krzemowym wytworzono nowe ogniwa PV, które mogą pracować przez kolejne 20÷30 lat. Wyznaczono parametry elektryczne otrzymanych ogniw PV okazały się nie gorsze, w porównaniu do ogniw wytworzonych z materiałów pierwotnych. Przeprowadzono analizę techniczno- ekonomiczną recyklingu ogniw i modułów PV. Zaproponowano technikę cięcia laserowego dla ogniw PV, które uległy drobnym złamaniom, pęknięciom lub wyszczerbieniom na etapie produkcyjnym. Dla nadmiernie rozdrobnionych ogniw PV opracowano sposób produkcji proszku krzemowego. Za-prezentowana w końcowej części pracy półautomatyczna instalacja umożliwia realizację recyklingu w skali laboratoryjnej. Wdrożenie opracowanych rozwiązań w skali przemysłowej pozwali obniżyć koszty produkcji, głownie dzięki oszczędności nakładów energetycznych, które przekładają na mniejszą dewastację środowiska naturalnego oraz zmniejszają materiałochłonność. Ponadto wdrożenie systemu recyklingu modułów PV zmniejszy, a w dalszej kolejności wyeliminuje znaczne ilości wyeksploatowanych urządzeń PV, zalegających na wysypiskach odpadów.

Autor (1)