Коришћење ласера ​​за продужење животног века соларних панела на 50 година

Недавно је Национална лабораторија за обновљиву енергију (НРЕЛ), део америчког Министарства енергетике, направила револуционарни пробој када је развила методологију доказа о концепту дизајнирану да потпуно уклони полимере из производње соларних панела ради ефикаснијег и еколошки прихватљивијег Рециклажа.
Соларни панели су дуго били хваљени због њихове могућности рециклирања. Међутим, танки пластични слојеви који се користе у процесу производње представљају изазове који ометају ефикасну рециклажу вредних материјала као што су силицијум и сребро.
Да би се суочио са овим изазовом, истраживачки тим НРЕЛ-а је заузео другачији приступ и дошао до иновативног решења за имплементацију заваривања стакло-стакло директно у соларне ћелије.
Срж овог решења лежи у коришћењу инфрацрвене фемтосекундне ласерске технологије. Прецизном контролом ласерског пулса, енергија се фокусира на одређено подручје соларног панела у врло кратком временском периоду, стварајући робустан завар стакло-стакло. Вреди напоменути да је фемтосекундна ласерска технологија већ нашла широку примену у области медицинске хирургије ока, као што је операција катаракте, а њена безбедност и поузданост су у потпуности верификоване.
Са ласерским заваривањем, потреба за пластичним ламинатима у соларним панелима је потпуно елиминисана, чиме се у великој мери поједностављује процес рециклаже. На крају радног века панела, ови модули направљени ласерским заваривањем могу се лако разбити, стаклене и металне жице у њима могу се рециклирати без икаквих проблема, а силиконски материјал се може поново користити.
Дејвид Јанг, виши научник у Групи за ефикасну кристалну фотонапону на Одељењу за хемију и нанонауку НРЕЛ-а, рекао је: „Постоји општи консензус међу већином рециклера да су полимери главно питање које омета процес рециклаже. Појава наше технологије свакако отвара отворио читав низ могућности за рециклажу соларних панела."
Истраживање је објављено у ИЕЕЕ Јоурнал оф Пхотоволтаицс. Истраживачки тим истиче да технологија ласерског заваривања има широк спектар применљивости, не само за силицијумске материјале, већ и за разне материјале као што су халкогенид и кадмијум телурид. Због високо фокусиране природе ласера, генерисана топлота је ограничена на веома мали домет и не оштећује материјал батерије. Истовремено, чврстоћа заварених спојева унутар стакла је упоредива са снагом самог стакла, осигуравајући дугорочну стабилност и издржљивост модула.
Јанг даље објашњава: „Све док се само стакло не разбије, завари ће бити у реду. Штавише, тврдоћа завареног модула је значајно побољшана због одсуства полимера између стаклених делова. Наше истраживање показује да уз одговарајуће уградњом и модификацијом рељефних карактеристика ваљаног стакла, заварени модул може постати довољно чврст да испуни захтеве за испитивање статичког оптерећења."
У прошлости, истраживачи су покушавали да заптиве ивице користећи наносекундне ласере и стаклене фрит пунилице, али резултати нису били повољни. Крхка природа заварених спојева учинила их је непогодним за дизајн спољашњих модула. Насупрот томе, технологија фемтосекундног ласерског заваривања коју је развио НРЕЛ постиже супериорну чврстоћу заптивања уз делић цене, обезбеђујући снажну технологију за рециклажу соларних панела.
Ово истраживање подржава Савез материјала за издржљиве модуле, који је посвећен продужењу века соларних панела на 50 година и више. Са НРЕЛ-овом иновативном ласерском технологијом, можемо очекивати да ћемо у будућности реализовати ефикасније и еколошки прихватљивије рециклирање соларних панела, доприносећи одрживом развоју обновљиве енергије.