توسط : محققان ژاپنی در پژوهشی، بررسی کرده‌اند که چرا معمولاً شیشه بازیافتی پنل‌های خورشیدی فرسوده برای ساخت محصولات شیشه‌ای جدید مناسب نیستند. آن‌ها نشان دادند که هنگام جداسازی و ذوب پنل‌ها، موادی مثل آلومینیوم قاب، سیلیسیم سلول‌ها، مس اتصالات، قلع لحیم و کربن چسب EVA وارد شیشه می‌شوند و کیفیت آن را تغییر می‌دهند.
به گزارش pv magazine، محققان سازمان پژوهش هوکایدو در ژاپن کیفیت خرده‌شیشه پوشش پنل‌ها هنگام ذوب و استفاده دوباره از آن‌ها در محصولات شیشه‌ای را بررسی کرده‌اند. نتایج نشان داد حتی مقدار بسیار کم موادی مثل آلومینیوم و سیلیسیم می‌تواند رنگ شیشه را عوض کند و ترکیب شیمیایی آن را برهم بزند. این آلودگی‌ها باعث می‌شوند استفاده دوباره شیشه در صنایع باارزش، مثل تولید شیشه تخت یا بطری، دشوار شود.
تیم پژوهشی در این مطالعه بر جداسازی مواد از طریق فرایندهای حرارتی و روش «چاقوی داغ» تمرکز کرده است؛ رویکردی که برای بازیابی شیشه پنل‌های خورشیدی در عین کاهش خطر آلودگی، مناسب ارزیابی می‌شوند. بااین‌حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند که نیاز به تحقیقات گسترده‌تری در این زمینه وجود دارد: «بازیافت شیشه‌های فتوولتائیک از طریق ذوب هنوز به‌اندازه کافی بررسی نشده است.»
«هیرویـوکی اینانو»، نویسنده مسئول مقاله، توضیح داد: «ما دریافتیم که حتی مقادیر اندک ناخالصی‌های باقی‌مانده از پنل‌های خورشیدی می‌توانند بر کیفیت شیشه ذوب‌شده اثر بگذارند. درواقع کیفیت شیشه خردشده تعیین‌کننده نوع کاربردهای بعدی آن است.»
همچنین بخوانید: پنل‌های خورشیدی ساخته‌شده از شیشه بازیافتی با عملکرد مشابه پنل‌های نو
بررسی کیفیت شیشه بازیافتی پنل‌های خورشیدی برای استفاده در محصولات شیشه‌ای جدید
در این مطالعه، محققان واکنش‌های میان شیشه پنل‌های خورشیدی و ناخالصی‌هایی را که ممکن است طی فرایند جداسازی قطعات و ذوب ایجاد شوند، بررسی کردند. این بررسی به‌ویژه بر اکسید آنتیموان موجود در شیشه‌های فتوولتائیک و آلودگی‌های ناشی از سیلیسیم متمرکز بود.
برای بازسازی شرایط واقعی، تیم تحقیقاتی از معرف‌های شیمیایی متناظر با اجزای مختلف پنل خورشیدی استفاده کرد: آلومینیوم (Al) به‌عنوان نماینده فریم پنل، سیلیسیم (Si) برای سلول‌ها، مس (Cu) برای اتصالات، قلع (Sn) برای لحیم، و کربن (C) به‌عنوان نماینده رزین EVA.
محققان نمونه‌های شیشه همراه با هریک از این معرف‌ها را در دماهای بالا ذوب و سپس با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) ارزیابی کردند: «واکنش‌های اکسایش-کاهش میان اکسیدهای موجود در شیشه و این عناصر از طریق محاسبات ترمودینامیک شیمیایی بررسی شد.»
نتایج نشان داد که ناخالصی‌ها می‌توانند باعث تغییر رنگ شیشه شوند. برای مثال، حضور مس (Cu) موجب آبی شدن رنگ شیشه شد. سیلیسیم (Si) در غلظت ۰.۰۱ درصد وزنی تأثیری بر رنگ شیشه نداشت، اما در غلظت ۰.۱ درصد وزنی، نمونه شیشه به رنگ زرد درآمد.
براساس یافته‌ها، با افزایش مقدار سیلیسیم، اکسید آنتیموان کاهش یافت و سیلیسیم اضافی در شیشه باقی ماند. تیم تحقیقاتی توضیح داد: «ذرات ریز سیلیسیم که به شیشه می‌چسبند به‌راحتی قابل جداسازی نیستند. آلودگی سیلیسیم در شیشه‌های فتوولتائیک تأثیر چشمگیری بر تعادل واکنش‌های اکسایش-کاهش دارد، که این مسئله می‌تواند هم رنگ شیشه را تغییر دهد و هم ترکیب آن را از طریق کاهش اکسیدها دستخوش دگرگونی کند.»
این گروه پژوهشی اکنون درحال انجام مطالعه دیگری روی شیشه‌های ذوب‌شده است، با این تفاوت که این‌بار به‌جای استفاده از معرف‌های شیمیایی، از مواد واقعی استخراج‌شده از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کند.
جزئیات این تحقیق در مجله Journal of Non-Crystalline Solids منتشر شده است.
