روش جدید می‌تواند تمام قسمت‌های یک سلول خورشیدی مدرن را با آب بازیافت کند

16 مارس 2025-Xun Xiao و Niansheng Xu به تماشای حل شدن سلول خورشیدی در آب – اعتبار: Thor Balkhed

انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه حل ها برای تقاضای فزاینده برای انرژی های تجدیدپذیر سبز است. با این حال، در حالی که پانل های خورشیدی معمولی به تولید انرژی پاک کمک می کنند، دفع آنها چندین چالش زیست محیطی را به همراه دارد.

اکنون، یک نوآوری پیشگامانه ممکن است آن را تغییر دهد: محققان روشی را برای بازیافت کامل پنل های خورشیدی مدرن با استفاده از آب به عنوان حلال اصلی ایجاد کرده اند که آن را به یک انرژی واقعاً پایدار تبدیل می کند.

روش دانشمندان دانشگاه لینشوپینگ در سوئد می‌تواند تمام قسمت‌های یک سلول خورشیدی مدرن را به طور مکرر بدون حلال‌های خطرناک برای محیط زیست بازیافت کند و سلول خورشیدی بازیافتی همان کارایی سلول خورشیدی اصلی را دارد.این روش با یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌ها برای سلول‌های خورشیدی نسل بعدی کار می‌کند: پروسکایت.

سلول های خورشیدی پروسکایت نه تنها نسبتا ارزان و آسان برای ساخت هستند، بلکه سبک وزن، انعطاف پذیر و شفاف هستند. به لطف این ویژگی ها، می توان آنها را روی سطوح مختلف مانند پنجره ها قرار داد. همچنین، آنها می توانند تا 25 درصد از انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل کنند که با سلول های خورشیدی سیلیکونی امروزی قابل مقایسه است.با این حال، پانل های سیلیکونی در پایان چرخه عمر خود هستند که مشکل دفن زباله را ایجاد کرده است.

Xun Xiao از دپارتمان فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی در دانشگاه لینشوپینگ می‌گوید: «در حال حاضر هیچ فناوری کارآمدی برای مقابله با ضایعات پانل‌های سیلیکونی وجود ندارد. به همین دلیل است که پنل‌های خورشیدی قدیمی به محل دفن زباله ختم می‌شوند.

فنگ گائو، استاد اپتوالکترونیک در همان کالج سوئدی، گفت: «ما باید بازیافت را در هنگام توسعه فناوری‌های نوظهور سلول‌های خورشیدی در نظر بگیریم.

Niansheng Xu، فوق دکترا در LiU می‌افزاید: «شرکت‌های زیادی وجود دارند که می‌خواهند سلول‌های خورشیدی پروسکایتی را در حال حاضر در بازار تهیه کنند، اما ما می‌خواهیم از دفن زباله‌های دیگر جلوگیری کنیم. در این پروژه، ما روشی را توسعه داده‌ایم که در آن می‌توان از تمام قطعات در یک سلول خورشیدی پروسکایت جدید بدون به خطر انداختن عملکرد سلول جدید استفاده کرد.

با توجه به اینکه سلول های خورشیدی پروسکایت در حال حاضر طول عمر کمتری نسبت به سلول های خورشیدی سیلیکونی دارند، مهم است که بازیافت سلول های خورشیدی پروسکایت کارآمد و سازگار با محیط زیست باشد. آنها همچنین حاوی مقدار کمی سرب هستند که برای کارایی بالا ضروری است، بنابراین باید در یک فرآیند بازیافت عملکردی به آن پرداخته شود.

در حال حاضر روش هایی برای از بین بردن سلول های خورشیدی پروسکایت وجود دارد. این بیشتر شامل استفاده از ماده ای به نام دی متیل فرمامید، یک عنصر رایج در حلال های رنگ است. سمی، برای محیط زیست خطرناک و بالقوه سرطان زا است. کاری که تیم LiU در عوض انجام داده است، توسعه فناوری است که در آن آب می تواند به عنوان یک حلال برای از بین بردن پروسکایت های تخریب شده استفاده شود.و مهمتر از آن، پروسکایت های با کیفیت بالا را می توان از محلول آب مورد استفاده بازیافت کرد.

Xun Xiao می‌گوید: «ما می‌توانیم همه چیز را بازیافت کنیم – شیشه‌ها، الکترودها، لایه‌های پروسکایت و همچنین لایه انتقال بار را بپوشانیم.

گام بعدی برای محققان توسعه روشی برای استفاده در مقیاس بزرگتر در یک فرآیند صنعتی است.

محققان مطالعه خود را در مجله Nature منتشر کرده اند و برای ثبت اختراع فناوری خود درخواست داده اند.