Исследователи из Университета Линчёпинга представили новый способ переработки солнечных батарей без использования вредных растворителей. Разработанный метод позволяет многократно утилизировать все компоненты солнечной батареи, сохраняя её исходную эффективность. Основу батареи составляет перовскит, а в качестве растворителя используется вода.
Растущий спрос на экологичную энергию
С развитием искусственного интеллекта и электрификацией транспорта потребление электроэнергии стремительно увеличивается. Чтобы минимизировать негативное влияние на климат, необходимо развивать устойчивые источники энергии, среди которых солнечная энергетика занимает особое место.
Кремниевые солнечные панели используются уже более 30 лет, но сейчас первые поколения таких батарей выходят из строя, создавая проблему утилизации. «На данный момент не существует эффективных технологий переработки кремниевых панелей, из-за чего они оказываются на свалках, образуя горы электронных отходов», — поясняет постдок Университета Линчёпинга Сюнь Сяо.
Перспективы перовскитовых солнечных батарей
Одной из наиболее перспективных технологий являются солнечные батареи на основе перовскита. Они лёгкие, гибкие, прозрачные и просты в производстве. Их можно устанавливать на различные поверхности, включая окна. Кроме того, их КПД достигает 25%, что сопоставимо с кремниевыми аналогами.
Однако срок службы перовскитовых батарей пока меньше, чем у кремниевых, поэтому особенно важно разработать эффективные методы их переработки. Также в их составе присутствует небольшое количество свинца, необходимого для высокой эффективности, что делает процесс утилизации ещё более значимым.
«Сейчас многие компании работают над коммерциализацией перовскитовых солнечных батарей, но мы хотим избежать проблемы захоронения отходов. В рамках нашего проекта мы создали метод, позволяющий повторно использовать все компоненты батареи без потери их характеристик», — рассказывает постдок Нианьшэн Сюй.
Вода как безопасный растворитель
Ранее для разборки перовскитовых солнечных батарей использовался диметилформамид — токсичное и потенциально канцерогенное вещество. Учёные из Линчёпинга предложили альтернативу: они разработали метод, при котором в качестве растворителя используется обычная вода. Этот процесс позволяет эффективно извлекать все компоненты батареи, включая стеклянное покрытие, электроды, перовскитовые слои и слой транспортировки заряда.
«Мы можем перерабатывать всё, сохраняя высокое качество материалов», — подчёркивает Сюнь Сяо.
Следующая цель учёных — адаптировать технологию для промышленного использования. Они уверены, что при развитии необходимой инфраструктуры перовскитовые солнечные батареи смогут сыграть ключевую роль в переходе к устойчивым источникам энергии.
Исследование было поддержано Фондом Кнута и Алисы Валленберг, Шведским энергетическим агентством и стратегической программой шведского правительства в области функциональных материалов (AFM). Разработчики уже подали заявки на патенты, связанные с новой технологией.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
