23948sdkhjf

Miljövänlig återvinning av metaller ur solceller

Forskare vid Chalmers tekniska högskola har utvecklat en metod som återvinner dyrbara metaller ur tunnfilm-solceller på ett mer miljövänligt sätt. Metoden möjliggör också för fler högeffektiva och böjbara solceller.

Solceller går att dela in i två typer där den vanligaste är den kiselbaserade och står för 90 procent av marknaden. Den andra typen är tunnfilm-solceller som i sin tur kan delas in i tre olika grupper. En av dessa grupper kallas Cigs (copper indium gallium selenide) som består av ett skikt med olika metaller, bland annat silver och indium. Det skriver Chalmers i ett pressmeddelande.

Tunnfilm-solcellerna är de mest effektiva av dagens tillgängliga tekniker och har fördelen att de går att göras böj- och anpassningsbara. Men efterfrågan på silver och indium är hög. En ökad produktion av dessa metaller följs också av en ökad mängd produktionsavfall som innehåller farliga ämnen och blandade metaller.

Därför är det av stor vikt att kunna separera de värdefulla metallerna från avfallet, så att de kan återanvändas i nya produkter och bidra till bättre miljö och ekonomi.

– Det är avgörande att få bort eventuella föroreningar och återvinna, så att materialet blir så rent som möjligt igen. Hittills har man använt hög värme och en stor mängd kemikalier för att lyckas, vilket är en kostsam process som dessutom inte är miljövänlig, säger Ioanna Teknetzi, doktorand vid institutionen för kemi och kemiteknik, som tillsammans med Burcak Ebin och Stellan Holgersson publicerat resultaten i tidskriften Solar Energy Materials and Solar Cells.

Ny miljövänligare process med samma utfall visar sig därmed vara fullt möjlig.

− Vi tog hänsyn till både renhet och miljövänliga återvinningsförhållanden, och studerade hur man kan separera metallerna i tunnfilm-solcellerna i sura lösningar genom ett mycket ”snällare” sätt att använda metoden lakning. Vi måste också använda kemikalier, men inte i närheten så mycket som med tidigare metoder. För att kontrollera renheten hos det återvunna indiumet och silvret mätte vi också koncentrationerna av möjliga föroreningar och såg att de kan minskas genom optimering, säger Ioanna Teknetzi.

100 procent av silvret och 85 procent av indiumet går att återvinna. Ingen extra värme behöver heller tillföras då processen sker i rumstemperatur.

– Det går på en dag, vilket är något längre tid än traditionella sätt, men med vår metod blir det mer kostnadseffektivt och miljövänligt. Vi ser att vår forskning kan användas som referens för att optimera återvinningsprocessen och bana väg för att använda metoden i större omfattning i framtiden, avslutar Burcak Ebin.

Så funkar det:

1. Filmen från solcellen analyseras med avseende på material, kemisk sammansättning, partikelstorlek och tjocklek. Solcellen placeras i en behållare med syralösning vid önskad temperatur. Omrörning används för att underlätta upplösning av metaller i syralösningen. Denna process kallas lakning.

2. Lakningens effektivitet och kemiska reaktioner bedöms genom att analysera prover som tas vid specifika tidpunkter under lakningsprocessen. De olika metallerna lakas vid olika tidpunkter. Det betyder att processen kan avbrytas innan alla metaller börjar lösa sig, vilket i sin tur bidrar till att uppnå högre renhet.

3. När lakningen är klar finns de önskade metallerna i lösningen i form av joner och kan enkelt renas för att återanvändas vid tillverkningen av nya solceller.

Chalmers tekniska högskola

Artikeln är en del av vårt tema om Forskarnytt.

Utvalda artiklar

Nyhetsbrev

Sänd till en kollega

0.078