Aktuell werden von Altmodulen nur das Aluminium, Glas und Kupfer neu aufbereitet, nicht aber die Um auch Siliziumzellen weiter nutzen zu können, haben Forscher des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle an der Saale und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit der Firma Reiling, dem größten deutschen Recyclingunternehmen für Solarstrommodule. Ergebnis: Das Silizium der Module wurde im industriellen Maßstab wiederverwertet und für neue PERC-Solarzellen genutzt.
Fünf Millionen Tonnen Module pro Jahr
Die meisten Solarstromanlagen wurden in Deutschland in der ersten Ausbauwelle zwischen 2009 und 2011 installiert. „Auf diese wird nach Ende der zwanzig Jahre dauernden Einspeisevergütung ab 2029 absehbar eine erste Entsorgungswelle folgen“, erklärt Professor Andreas Bett. Er ist Institutsleiter des Fraunhofer ISE. „Es müssen daher im Vorfeld vernünftige Prozesse und Verfahren zur Rückgewinnung des Siliziums aus ausgedienten Modulen aufgebaut werden“. Bereits 2021 betrug die insgesamt installierte Modulmenge hierzulande rund fünf Millionen Tonnen, mit einem Siliziumanteil von 150.000 Tonnen.
Eine Arbeitsgruppe am Fraunhofer CSP hat mit ein Verfahren entwickelt, mit dem das Silizium zurückgewonnen werden kann. Dabei war es wichtig, einen skalierbaren Prozess zu entwickeln, der auch wirtschaftlich Sinn macht. Für das Verfahren werden aus Nebenprodukten des bereits etablierten mechanischen Aufbereitungsprozesses die Solarzellenbruchstücke abgetrennt und gesammelt. Die Zellbruchstücke im Größenbereich von 0,1 bis 1 Millimeter werden am Fraunhofer CSP im ersten Schritt durch verschiedene Sortierverfahren von Glas und Kunststoff befreit.
Knapp 20 Prozent Effizienz
Danach erfolgt durch nasschemisches Ätzen die schrittweise Entfernung des Rückseitenkontaktes, der Silberkontakte, der Antireflexschicht und letztendlich des Emitters. Das so gereinigte Silizium wird in Standardprozessen zu monokristallinen oder quasi-monokristallinen Ingots verarbeitet und anschließend zu Wafern weiterprozessiert. Die Wafer wurden am Fraunhofer ISE zu Perc-Solarzellen verarbeitet. Ergebnis: Der Zellwirkungsgrad lag im ersten Versuch bei 19,7 Prozent lag. (nhp)
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