L-użu tal-lasers biex testendi l-ħajja tal-pannelli solari għal 50 sena

Riċentement, il-Laboratorju Nazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli (NREL), parti mid-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti, għamel avvanz rivoluzzjonarju meta żviluppa metodoloġija ta 'prova ta' kunċett iddisinjata biex tneħħi kompletament il-polimeri mill-manifattura ta 'pannelli solari għal aktar effiċjenti u favur l-ambjent. riċiklaġġ.
Il-pannelli solari ilhom imfaħħrin għar-riċiklabbiltà tagħhom. Madankollu, is-saffi rqaq tal-plastik użati fil-proċess tal-manifattura jippreżentaw sfidi li jfixklu r-riċiklaġġ effiċjenti ta 'materjali ta' valur bħas-silikon u l-fidda.
Biex tindirizza din l-isfida, it-tim ta 'riċerka ta' NREL ħa approċċ differenti u ħareġ b'soluzzjoni innovattiva biex jimplimenta l-iwweldjar minn ħġieġ għal ħġieġ direttament fiċ-ċelloli solari.
Il-qalba ta 'din is-soluzzjoni tinsab fl-utilizzazzjoni tat-teknoloġija tal-laser infrared femtosecond. Billi tikkontrolla b'mod preċiż il-polz tal-lejżer, l-enerġija hija ffukata fuq żona speċifika tal-pannell solari f'perjodu ta 'żmien qasir ħafna, u toħloq weldjatura robusta tal-ħġieġ għall-ħġieġ. Ta 'min isemmi li t-teknoloġija tal-laser femtosecond diġà ġiet użata ħafna fil-qasam tal-kirurġija medika tal-għajnejn, bħall-kirurġija tal-katarretti, u s-sigurtà u l-affidabbiltà tagħha ġew verifikati bis-sħiħ.
Bl-iwweldjar bil-lejżer, il-ħtieġa għal laminati tal-plastik fil-pannelli solari hija kompletament eliminata, u b'hekk jissimplifika bil-kbir il-proċess ta 'riċiklaġġ. Fl-aħħar tal-ħajja tas-servizz tal-panel, dawn il-moduli magħmula mill-iwweldjar bil-lejżer jistgħu jinqasmu faċilment, il-wajers tal-ħġieġ u tal-metall fihom jistgħu jiġu riċiklati mingħajr problemi, u l-materjal tas-silikon jista 'jerġa' jintuża.
David Young, xjenzat anzjan fil-Grupp Fotovoltajċi Kristallin Effiċjenti fid-Dipartiment tal-Kimika u tan-Nanoxjenza ta 'NREL, qal, "Hemm kunsens ġenerali fost il-biċċa l-kbira tar-riċiklaturi li l-polimeri huma l-kwistjoni ewlenija li tfixkel il-proċess ta' riċiklaġġ. Il-miġja tat-teknoloġija tagħna ċertament tiftaħ. twaqqaf sett ġdid sħiħ ta’ possibbiltajiet għar-riċiklaġġ tal-pannelli solari.”
Ir-riċerka ġiet ippubblikata fl-IEEE Journal of Photovoltaics. It-tim ta 'riċerka jindika li t-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer għandha firxa wiesgħa ta' applikabilità, mhux biss għal materjali tas-silikon, iżda wkoll b'varjetà ta 'materjali bħal chalcogenide u telluride tal-kadmju. Minħabba n-natura ffukata ħafna tal-lejżer, is-sħana ġġenerata hija limitata għal firxa żgħira ħafna u ma tikkawżax ħsara lill-materjal tal-batterija. Fl-istess ħin, is-saħħa tal-weldjaturi ġewwa l-ħġieġ hija komparabbli ma 'dik tal-ħġieġ innifsu, u tiżgura l-istabbiltà fit-tul u d-durabilità tal-modulu.
Young jispjega aktar, "Sakemm il-ħġieġ innifsu ma jinkisirx, il-weldjaturi se jkunu tajbin. Barra minn hekk, l-ebusija tal-modulu wweldjat titjieb b'mod sinifikanti minħabba n-nuqqas ta 'polimeru bejn il-biċċiet tal-ħġieġ. Ir-riċerka tagħna turi li b'mod xieraq installazzjoni u modifika tal-karatteristiċi intaljati tal-ħġieġ irrumblat, il-modulu wweldjat jista 'jsir iebes biżżejjed biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-ittestjar tat-tagħbija statika."
Fil-passat, ir-riċerkaturi ppruvaw issiġillar tat-tarf bl-użu ta 'lejżers nanosekondi u mili tal-frit tal-ħġieġ, iżda r-riżultati ma kinux favorevoli. In-natura fraġli tal-weldjaturi għamlithom mhux adattati għal disinji ta 'moduli ta' barra. B'kuntrast, it-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer femtosecond żviluppata minn NREL tikseb saħħa tas-siġillar superjuri bi frazzjoni tal-ispiża, li tipprovdi teknoloġija b'saħħitha għar-riċiklaġġ tal-pannelli solari.
Din ir-riċerka hija appoġġjata mill-Alleanza tal-Materjali tal-Modulu Durabbli, li hija ddedikata biex testendi l-ħajja tal-pannelli solari għal 50 sena u lil hinn. Bit-teknoloġija innovattiva tal-laser NREL, nistgħu nistennew li nirrealizzaw riċiklaġġ ta 'pannelli solari aktar effiċjenti u favur l-ambjent fil-futur, li jikkontribwixxu għall-iżvilupp sostenibbli ta' enerġija rinnovabbli.