طور فريق بحثي دولي طريقة جديدة لفصل طبقات الوحدات الكهروضوئية في نهاية عمرها الافتراضي باستخدام التسخين الحثي، ما يتيح استعادة 99.8% من كتلة الوحدة الأصلية بما في ذلك الزجاج والخلية السيليكونية والمغلف البوليمري.
تفاصيل التقنية الجديدة
صمم الباحثون وحدة كهروضوئية زجاج-زجاج يسهل تفكيكها، حيث تُدخل أفلام تحرير من بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) بين الخلية والمغلف من إيثيلين فينيل أسيتات (EVA) على الجهتين للسماح بخروج الغازات الناتجة عن التسخين. يعتمد النظام على ملف نحاسي مبرد بالماء يعمل بتردد 270 إلى 300 كيلوهرتز ليسخن ملامس الخلية المعدنية بسرعة، ما يؤدي إلى تحلل موضعي للمغلف عند الواجهة الفاصلة.
نتائج التجارب المخبرية
أظهرت المحاكاة باستخدام برنامج Comsol Multiphysics واختبارات على نماذج مصغرة (5×8 سم) أن التسخين الحثي يخلق فارق حرارة يتجاوز 200 درجة مئوية بين الخلية والزجاج عند تيار ملف 100 أمبير. انفصلت الطبقات في 18.6 ثانية عند 100 أمبير، و8.3 ثوانٍ عند 150 أمبير، و5.4 ثوانٍ عند 200 أمبير. استعادت العملية 99.8% من الكتلة الإجمالية مع فقدان أقل من 10% من كتلة المغلف بعد كشطه ميكانيكيًا عن الزجاج، وبدون بقايا بوليمرية مرئية أو تلف هيكلي في الخلايا المستعادة.
خطوات مستقبلية نحو التطبيق التجاري
أشار المؤلف المراسل يونغ هوان لي من معهد كوريا لتكنولوجيا الإلكترونيات (KETI) إلى أن الخطوة التالية هي تطبيق العملية على ألواح كهروضوئية تجارية كاملة الحجم وتوسيع نطاقها لعمليات إعادة التدوير التجارية. نُشرت النتائج في دورية Communications Materials بمشاركة باحثين من جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية (UNSW).