Ett EU-finansierat initiativ har utvecklat metoder för att återvinna värdefullt material från fotovoltaiskt (PV) avfall som kisel (Si) för återanvändning i branschen.

Enligt EU:s avfall från elektrisk och elektronisk utrustning (WEEE), 85 procent av PV -avfallet måste återvinnas och 80 procent återvinnas och återanvändas, år 2018.

Horizon2020 CABRISS -projektet bidrog till att omvandla de rättsliga skyldigheterna enligt WEEE -direktivet till nya affärsmöjligheter genom att vara banbrytande för en cirkulär ekonomi baserad på återvunnen, återanvänds och återvinns indium (In), Si och silver (Ag) material för PV och andra applikationer.

Stöds av SPIRE (Hållbar processindustri genom resurs- och energieffektivitet), konsortiet omfattade 11 företag och 5 forskningsinstitut från 9 EU-länder som arbetar i ett offentlig-privat partnerskap.

Enligt projektkoordinatorn David Pelletier:"CABRISS fokuserar främst på en värmekedja för fotovoltaisk produktion, på så sätt demonstrerar den sektorsövergripande industriella symbiosen med slutna processer. "Industriell symbios beskriver ett nätverk av olika organisationer för att främja miljöinnovation, långsiktig kulturförändring, och förbättra affärs- och tekniska processer. CABRISS utvecklade denna process genom att tillhandahålla råvaror som foderlager för andra industrier.

Värdefulla material från PV -avfall

Forskare använde tre olika källor till PV -avfall i projektet. Den första involverade en ny teknik för delaminering och återvinning av alla värdefulla material som Ag, I, Si och högrenhetsglas från PV-uttjänt tunnfilm och Si-baserade PV-moduler. Det andra omfattade fast avfall från PV -produktion, bestående av en blandning av trasiga Si -skivor och celler. Den slutliga källan är torrt Si -pulver PV -produktionsavfall, känd som kerf, återvunnet från material som förlorats under skärprocessen.

Projektpartners använde laserteknik för att öppna de tunnfilmade fotovoltaiska modulerna utan att skada, vilket resulterar i högre värde för det återvunna glaset. "För Si-baserade PV-moduler, en innovativ och vattenbaserad teknik utvecklades som, till skillnad från konventionell strimlingsteknik, bryter inte glas som resulterar i insamling av allt material i Si PV -moduler, säger Pelletier.

Ekonomiskt effektiv och miljövänlig

Detta tillvägagångssätt banade väg för högvärde, högavkastande återvinning av PV-moduler (tunnfilm och kisel) med ekonomiskt effektiv återvinning av alla återanvändbara material. "Resultatet är WEEE-kompatibel återvinning av PV-avfall, öka utbytet och kvaliteten på återvunna material, inklusive kisel, indium, silver, och oskadat glas av hög kvalitet, "Förklarar Pelletier.

Vidare, forskare testade innovativa kostnadseffektiva metoder för utvinning och återvinning av Ag och Si. De demonstrerade också möjligheten att rena det återvunna Si från trasiga skivor och celler till solkvalitet (5N-kvalitet) genom pyro- och hydrometallurgiska processer för direkt återanvändning i PV-industrin. "Raffinering av kiseltand har redan lett till metallurgiska kiselkvaliteter från 3N till 4N, "hävdar Pelletier.

CABRISS gynnar samhället genom att undvika miljöpåverkan från deponering av PV -avfall och den höga energi som investeras i att producera jungfruligt Si som inte har använts tidigare vid tillverkning. Det minskar också miljöpåverkan av själva återvinningsprocessen genom att optimera återvinningsförfaranden enligt resultaten från livscykelanalysen. "Dessutom, rapporter om god praxis för avfallsspårbarhet mellan PV -tillverkare/ PV -återvinnare hjälper till att förbättra återvinningsmöjligheterna och insamlingseffektiviteten, "Pelletier påpekar.