de.wedoany.com-Bericht: Forscher der University of New South Wales (UNSW), der Technischen Universität Danzig und der Polnischen Akademie der Wissenschaften haben in einer gemeinsamen Studie experimentell aus ganz Australien gesammelte, ausgediente Solarzellen analysiert und die Machbarkeit der Wiederverwendung gereinigter Schlüsselkomponenten für die Herstellung neuer Paneele bewertet. Die Studie zielt darauf ab, das Problem der Photovoltaik-Abfallentsorgung zu lösen und Daten für die Gestaltung von Recyclingverfahren bereitzustellen.

Die Wissenschaftler Olivia Bowen, Anna Kuczynska-Lazewska, Rong Deng und Jacek Kluska wählten 12 Module von Herstellern aus Deutschland, China, Südkorea und den USA aus, zerlegten sie und entnahmen Proben von Aluminiumrahmen, Glas und Solarzellen für eine Zusammensetzungsanalyse.

Die Forschungsergebnisse wurden in einem auf Science Direct veröffentlichten Artikel mit dem Titel „Jenseits von Annahmen: Experimentelle Charakterisierung der Zusammensetzung ausgedienter Photovoltaikmodule in Australien zur Förderung des Recyclings" veröffentlicht. Die Ergebnisse zeigen, dass zwar Unterschiede in der Materialzusammensetzung zwischen den Modulen bestehen, die Schlüsselkomponenten jedoch recycelbar sind. Der Aluminiumgehalt der Aluminiumrahmen liegt zwischen 96,3 % und 98,3 %, was sie für das Recycling geeignet macht und erhebliche Primärenergiekosten einspart. Allerdings enthält ihre Oberflächenbeschichtung einen hohen Schwefelanteil, was die Reinheit und den wirtschaftlichen Wert mindert.

Die Glaskomponenten entsprechen den Standards für Rohstoffe zur Herstellung von neuem Glas, enthalten jedoch Spuren von Antimon, Blei, Chrom und Eisen. Das zur Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit zugesetzte Antimon wird als gefährlicher Stoff eingestuft, der gesetzlichen Beschränkungen unterliegt. Die Studie weist darauf hin, dass der Antimongehalt in Solarmodulen Schwellenwerte überschreiten könnte, sodass Recycler spezielle Genehmigungen und Überwachungsprozesse benötigen, um antimonhaltiges Glas sicher zu verarbeiten.

Die Analyse der Laminate zeigt, dass die Kristallinität des hochvernetzten Ethylen-Vinylacetats (EVA) unter 17 % liegt, was darauf hindeutet, dass es selbst in ausgedienten Modulen noch eine Schutzfunktion erfüllt. Die Forscher geben an, dass das Verständnis der EVA-Struktur und des Vernetzungsgrads für die Optimierung von Delaminierungsmethoden entscheidend ist. Eine EVA-Analyse vor der Festlegung der Delaminierungsmethode wäre für diesen Prozess vorteilhaft.

Die Zusammensetzung der von verschiedenen Herstellern produzierten Zellen unterscheidet sich erheblich. Branchentrends zeigen einen sinkenden Silbergehalt in neueren Paneelen. Der Kupfergehalt variiert je nach Zelltechnologie. Die Forscher weisen darauf hin, dass Silber bis zu 47 % des recycelbaren Werts eines Panels ausmachen kann. Der Trend zu sinkendem Silbergehalt bedeutet, dass die zukünftigen Einnahmen der Recycler zurückgehen könnten. Darüber hinaus unterstreicht das Vorhandensein von Blei und Zinn in allen Proben die Notwendigkeit eines sorgfältigen Umgangs mit Gefahrstoffen, insbesondere bei der Abwasserbehandlung.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Unterschiede zwischen den Paneelen verschiedener Hersteller ein Hindernis für kommerzielle Recyclingprozesse darstellen könnten. Sowohl Aluminium als auch Glas verlieren durch Verunreinigungen an Wert. Das Glasrecycling ist „stark davon abhängig", nicht durch andere Metalle verunreinigt zu werden. Das Zerkleinern oder Mahlen von Paneelen könnte das Glas mit Silber und Kupfer verunreinigen, was den Wert mindert und möglicherweise die größte Komponente des Panels unrecycelbar macht. Die Forscher empfehlen, dass selbst bei Vernachlässigung der Zelllaminate die einfache mechanische Entfernung dieser Komponenten verhindern könnte, dass große Abfallmengen auf Deponien landen. Diese experimentellen Daten sollen Forscher, Unternehmen, die Recyclingverfahren entwickeln, sowie politische Entscheidungsträger informieren und dazu beitragen, Recyclingstrategien für den wachsenden Photovoltaik-Abfallstrom in Australien und ähnlichen Märkten zu optimieren.