Bức xạ vi sóng được chứng minh là một phương tiện ủ silicon hiệu quả để sản xuất pin mặt trời
bởi Đại học Macquarie
Ảnh: Pixabay/CC0
Công nghệ vi sóng được phát minh tại Đại học Macquarie sẽ cải thiện việc sản xuất pin mặt trời và giúp chúng dễ dàng tái chế hơn.
Trong quá trình chế tạo các tấm pin mặt trời, silicon trải qua một số quy trình ở nhiệt độ cao được gọi là ủ. Hiện tại các tế bào được nấu chín trong lò nướng.
Tuy nhiên, trong một bài báo đăng trên tạp chí Applied Physics Letters tuần này, một nhóm do giảng viên cao cấp Tiến sĩ Binesh Puthen Veettil của Trường Kỹ thuật đứng đầu đã chỉ ra rằng sưởi ấm bằng bức xạ vi sóng cũng hiệu quả gần như vậy. Thêm vào đó, nó tiết kiệm đáng kể thời gian và năng lượng và có những lợi thế khác.
Bởi vì bức xạ vi sóng làm nóng silicon một cách có chọn lọc, nó dẫn đến các hiệu ứng gần như tức thời với mức tiết kiệm năng lượng lớn. Điều này một phần là do phần còn lại của tấm kính, nhựa và nhôm nhiều lớp hầu như không bị ảnh hưởng. Và tài sản đó đã dẫn đến một lợi ích tái chế bất ngờ mà nhóm đang chờ cấp bằng sáng chế.
lợi ích tái chế
Khi xử lý bằng vi sóng, lớp phủ nhựa (ethylene vinyl axetat) bảo vệ tấm silicon khỏi hơi ẩm và nhiễm bẩn sẽ mềm ra đến mức có thể bóc ra bằng cơ học. Điều đó có nghĩa là tấm có thể được tách lớp dễ dàng và các thành phần của nó được tái sử dụng mà không cần sử dụng hóa chất mạnh.
Tiến sĩ Veettil cho biết: “Cho đến nay, việc đổ các tấm pin vào bãi rác là hợp lý về mặt kinh tế. "Trong một số trường hợp hiếm hoi khi chúng được tái chế, bạn nghiền nát các tấm pin, làm nóng chúng ở nhiệt độ khoảng 1400°C và rửa chúng bằng hóa chất để loại bỏ nhựa—một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Nhưng bây giờ, khi các tấm pin mặt trời bắt đầu được sản xuất được lắp đặt với số lượng lớn khoảng 20–30 năm trước đang sắp hết tuổi thọ và ngừng hoạt động, các chính phủ đang yêu cầu chúng được tái chế."
ủ chọn lọc
Ủ vi sóng có một số lợi thế khác. Khả năng tập trung bức xạ vi sóng có nghĩa là sự gia nhiệt mà nó gây ra có thể được chọn lọc và điều chỉnh ở mức độ cao. Ví dụ: một số bảng điều khiển mới hơn sử dụng công nghệ được gọi là công nghệ dị thể, trong đó silicon kết tinh và silicon vô định hình được xen kẽ. Trong các tế bào này, quá trình ủ nhanh hơn, định hướng tốt hơn rất có lợi.
Lấy nét chính xác cũng có nghĩa là quá trình ủ có thể được hướng đến các bộ phận cụ thể của tấm pin mặt trời, khiến nó trở nên lý tưởng để ủ các tấm pin mặt trời có cấu trúc bên trong phức tạp hơn được chế tạo cho các mục đích đặc biệt.
Và, trái ngược với lò nướng nơi tất cả các loại chất hóa học được đổ ra khỏi tường, quá trình ủ vi sóng diễn ra trong một môi trường sạch sẽ. Tiến sĩ Veettil nói: “Vì vậy, có ít ô nhiễm hơn. "Và toàn bộ quá trình đều có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng."
vật liệu mới
Có một số dự án khác liên quan đến pin mặt trời và năng lượng bền vững đang được tiến hành tại Macquarie. Một trong những đồng tác giả của bài báo ủ, Phó giáo sư Shujuan Huang, dẫn đầu một nhóm nghiên cứu quá trình ủ vi sóng trong pin mặt trời perovskite. Perovskites là một nhóm các khoáng chất kết tinh có đặc tính bán dẫn, trong tương lai có thể được sử dụng cho pin mặt trời vì chúng linh hoạt, nhẹ và rẻ để sản xuất.
Trong trường hợp này, bức xạ vi sóng tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả hơn so với các phương pháp ủ thông thường, nhưng lý do không rõ ràng. Công việc hiện tại đang được thực hiện một phần để trả lời câu hỏi đó.
