Công nghệ mới phục hồi silicon tinh khiết từ các tế bào NLMT khi gần hết vòng đời

Lớp trên cùng của tấm quang điện mặt trời chứa lớp phủ chống phản xạ và các điện cực bạc. Nguồn ảnh: Internet

Lợi thế của kỹ thuật này là độ thuần của silicon cao, không phải dùng đến axit flohydric độc hại, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất tấm quang điện mặt trời, để làm sạch thạch anh và ăn mòn tấm wafer (tấm silicon mỏng đã được cấy các vật liệu).

Trong tái chế mô-đun năng lượng mặt trời, axit ăn mòn được sử dụng để tách silicon khỏi tế bào bằng cách loại bỏ lớp phủ chống phản xạ, bạc, chì và điểm nối p – n. Điểm nối p – n (p-n junction) là một ranh giới hoặc giao diện giữa hai loại vật liệu bán dẫn, loại p và loại n, bên trong một tinh thể bán dẫn duy nhất. Phía “p” chứa quá nhiều lỗ trống, trong khi phía “n” chứa quá nhiều electron ở lớp vỏ ngoài của các nguyên tử trung hòa điện ở đó.

Cụ thể hơn, nhóm nghiên cứu ở KIET đã thay axit ăn mòn bằng ba loại hóa chất là dung dịch natri hydroxit (NaOH) 10M được quét lên lớp nhôm trong 5 phút ở ngưỡng 63 độ C; dung dịch axit nitric (HNO3) 6M được dùng để loại bỏ các điện cực bạc và chì; dung dịch axit photphoric 90% được dùng để loại bỏ lớp phủ chống phản xạ dựa trên silicon nitride (Si3NA4) ngâm trong 45 phút ở 70 độ C. Riêng các chi tiết bên ngoài của tấm quang điện mặt trời như thủy tinh, thủy tinh ethylene-vinyl axetat, đồng, thép, nhôm và nhựa thì được loại bỏ qua quá trình suy thoái nhiệt từ trước.

Tái chế tấm quang điện mặt trời được ví “mũi tên trúng nhiều đích”, mang lại cả lợi ích kinh tế thuần túy lẫn lợi ích môi trường. Nguồn ảnh: Internet

Theo các nhà khoa học, kỹ thuật nói trên có thể thu gom silicon tái chế với độ tinh khiết lên đến 99,99%. Chi phí tái chế cho 1kg PV với quy trình này ước tính là 68,9 USD và tổng lợi nhuận cho tái chế 1kg tấm quang điện mặt trời được tính là 185,4 USD.

Các nhà khoa học nhấn mạnh, sản phẩm silicon thu hồi có thể được sử dụng để sản xuất tấm quang điện mặt trời hoặc các linh kiện điện tử như điốt, bóng bán dẫn và vi mạch.

Kỹ thuật tái chế cũng có thể thu hồi nhôm, bạc và chì, dưới dạng nhôm hydroxit, bạc clorua và oxit chì. Đây là quy trình được xem là khả thi, “mũi tên trúng nhiều đích”, nhất là trong bối cảnh sản phẩm PV đang dồi dào như hiện nay.