Der große Nachteil neuer Technologien wie Elektroautos und Sonnenkollektoren ist, dass sie nicht recycelbar sind. Die Menschen haben sich in den letzten 100 Jahren keinen Deut darum gekümmert, Sachen zu recyceln. Wenn sie es täten, würden die Bürger mit brennenden Fackeln und Mistgabeln vor den Toren der Konzernzentralen von Nestlé, Coca Cola und Pepsi stehen und fordern, dass sie aufhören sollen, die Erde mit ihrer endlosen Fülle von Abfallprodukten zu überschwemmen.
Doch plötzlich twittern die Leute, was mit den Batterien von Elektroautos passiert. Angstmacher im Internet sagen den Menschen, dass sie ihre alten Elektroautos in Seen und Flüsse fahren müssen, wenn sie aufhören zu arbeiten. Das Erstaunliche daran ist, dass die Leute diesem Codswallop glauben und es ihren Freunden erzählen, als wäre es in die Steintafeln gemeißelt, die Moses mitgebracht hat, als er den Berg hinabstieg. So viel zur öffentlichen Bildung, die Menschen klüger macht.
Ein weiterer Schrei, den Sie von der Anti-Technologie-Menge hören, ist, dass Millionen von alten Solarmodulen auf Deponien entsorgt werden, um dort jahrhundertelang zu verrotten. Pferd-Kuckuck! Brauchen wir eine Möglichkeit, Sonnenkollektoren zu recyceln? Ja das tun wir. Und arbeiten verantwortungsbewusste Erwachsene gerade an solchen Systemen? Ja, sind Sie. Beruhigt euch, Leute. Alles, was Sie auf Twitter oder Facebook lesen, ist kein Evangelium. Und fangen wir nicht mit den absichtlichen Fehlinformationen an, die von den sprechenden Köpfen auf Faux News 24 Stunden am Tag ausgespuckt werden.
Das Fraunhofer ISE ist eine der führenden Forschungseinrichtungen in Deutschland. In einem Pressemitteilung Diese Woche heißt es, es habe einen Weg gefunden, das Silizium in alten Solarmodulen zurückzugewinnen und wieder aufzubereiten, damit es bei der Herstellung neuer Solarzellen wiederverwendet werden kann. Demnach landen in Deutschland jährlich etwa 10.000 Tonnen Silizium in ausrangierten Photovoltaikmodulen auf dem Recyclingmarkt. Diese Zahl wird bis 2029 auf mehrere Hunderttausend Tonnen pro Jahr steigen.
Derzeit werden Aluminium, Glas und Kupfer der ausrangierten Module wiederaufbereitet, die Silizium-Solarzellen jedoch nicht. Frauhnofers Forscher haben eine Möglichkeit entwickelt, das Silizium in den ausrangierten Modulen im industriellen Maßstab aufzubereiten und für neue PERC-Solarzellen wiederzuverwenden. Silizium ist der Hauptbestandteil von Solarzellen.
Ältere Solarmodule stammen aus dem Jahr 2009
Die meisten PV-Anlagen in Deutschland wurden zwischen 2009 und 2011 während der ersten Photovoltaik-Ausbauwelle installiert. „Diesem Ausbau wird voraussichtlich zwanzig Jahre später, etwa 2029, eine erste Entsorgungswelle folgen, wenn die Einspeisevergütung für die installierten PV-Module ausläuft“, erklärt Prof. Dr. Andreas Bett, Institutsleiter des Fraunhofer ISE. „Deshalb ist es notwendig, frühzeitig adäquate Prozesse und Verfahren zur Rückgewinnung des Siliziummaterials aus den ausrangierten Modulen zu etablieren.“ Ende 2021 waren bundesweit rund 5 Millionen Tonnen Solarmodule mit einem Siliziumgehalt von 150.000 Tonnen installiert.
Mit dem neuen Verfahren ist es möglich, alle PV-Module aus kristallinem Silizium zu recyceln, unabhängig von Hersteller und Herkunft. Dr. Peter Dold, Projektleiter am Fraunhofer CSP, erklärt: „Wenn das nicht so wäre, wäre das viel zu viel Arbeit für die Recyclingunternehmen. Uns war es wichtig, einen skalierbaren und wirtschaftlich sinnvollen Prozess zu entwickeln. Im Labor ist vieles möglich, aber unser neues Verfahren soll sich in der Praxis für die Recyclingindustrie bewähren.“
Solarzellenfragmente werden von Nebenprodukten des mechanischen Recyclingprozesses getrennt und gesammelt. Die Zellfragmente haben eine Größe von 0,1 bis 1 Millimeter und werden zunächst durch verschiedene Sortierprozesse von Glas und Kunststoff befreit, an denen sie befestigt sind. Dann werden die Silberkontakte auf der Rückseite des Siliziums samt Antireflexschicht und schließlich der Emitter durch nasschemisches Ätzen entfernt. Nach der Reinigung wird das Silizium zu monokristallinen oder quasi-monokristallinen Ingots und dann zu Wafern verarbeitet.
Die Kristallisation erfolgt mit 100 % recyceltem Silizium ohne Zusatz von handelsüblichem Reinstsilizium. Im ersten Versuch betrug der Umwandlungswirkungsgrad der Solarzelle 19,7 %. „Das liegt unter dem Wirkungsgrad heutiger Premium-PERC-Solarzellen, die einen Wirkungsgrad von rund 22,2 Prozent haben, aber sicher über dem der Solarzellen in den alten, ausrangierten Modulen“, sagt Dold.
Das wegnehmen
Es gibt Berichte, dass die beim Lithium-Ionen-Recycling gewonnenen Materialien genauso gut oder besser abschneiden als neue Materialien. Für das recycelte Silizium aus dem Fruanhofer-Prozess gilt das noch nicht, aber es handelt sich hier um eine neue Technik. Zweifellos werden weitere Verfeinerungen des Systems die Leistung des recycelten Siliziums steigern. Die meisten frühen Solarmodule erreichen das Ende ihrer Nutzungsdauer in etwa 7 Jahren. Wenn diese Zeit kommt, wird das Fraunhofer ISE über die Werkzeuge verfügen, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß recycelt werden, was eine großartige Nachricht für die Revolution der erneuerbaren Energien und das Streben nach einer nachhaltigen Umwelt ist.
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