Verfahren zur Herstellung von PERC-Solarzellen aus recyceltem Silizium

Mehrere Startups und Initiativen in Deutschland und Europa haben bereits damit begonnen, Verfahren zur Gewinnung wertvoller Rohstoffe wie Aluminium, Glas und Kupfer aus alten Photovoltaik-Modulen zu entwickeln. Denn aktuellen Schätzungen zufolge wird allein in Deutschland bis Ende der 2020er Jahre die Menge ausgemusterter Solarmodule auf über 100.000 Tonnen jährlich ansteigen. (pv-magazine, 10.11.2021)

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISEhaben jetzt gemeinsam mit dem Modul-Recyclingunternehmen Reiling ein Verfahren entwickelt, wie sich das Silizium alter kristalliner Solarmodule im industriellen Maßstab aufbereiten lässt, um es zur Herstellung neuer PERC-Solarzellen weiterzuverwenden. Dabei soll es keine Beschränkung auf bestimmte Hersteller geben: „Es war uns wichtig, einen skalierbaren Prozess zu entwickeln, der auch wirtschaftlich Sinn macht“, betont Peter Dold, Projektleiter am Fraunhofer CSP. „Im Labor ist vieles möglich, aber unser neues Verfahren sollte sich für die Recyclingindustrie in der Praxis bewähren.“ (pv-magazine, 08.02.2022)

Für das Verfahren werden die Solarzellenbruchstücke aus Nebenprodukten des mechanischen Aufbereitungsprozesses gesammelt. Diese 0,1 bis 1 Millimeter großen Bruchstücke werden am Fraunhofer CSP durch verschiedene Sortierverfahren von Kunststoff und Glas befreit und dann durch nasschemisches Ätzen schrittweise der Rückseitenkontakt, die Silberkontakte, die Antireflexschicht sowie der Emitter entfernt. Aus dem aufbereiteten Silizium werden monokristalline oder quasi-monokristalline Ingots hergestellt und diese im letzten Schritt zu Wafern weiterverarbeitet. Die Kristallisation erfolgt mit 100 Prozent Recycling-Silizium ohne Zusatz von Reinstsilizium. Die so gefertigten Recycling-PERC-Solarzellen hatten in einem ersten Testlauf einen Wirkungsgrad von 19,7 Prozent. Im Vergleich: Der durchschnittliche Wirkungsgrad von neuen Premium-PERC-Solarzellen liegt bei ca. 22 Prozent. 

Quellen:

pv-magazine, Artikel von Petra Hannen (8.02.2022):

https://www.pv-magazine.de/2022/02/08/fraunhofer-ise-fertigt-perc-solarzellen-aus-recyceltem-silizium-mit-197-prozent-wirkungsgrad/, zul. aufgerufen am 9.02.2022 um 11.15 Uhr.

pv-magazine, Artikel v. Petra Hannen (10.11.2021):

https://www.pv-magazine.de/2021/11/10/solar-materials-will-rohstoffkreislauf-von-photovoltaik-modulen-schliessen/, zul. aufgerufen am 9.02.2022 um 11.40 Uhr.