Sind Solarzellen bald komplett recyelbar?

Wind- und Photovoltaikanlagen werden für die Energiewende dringend benötigt. Letztere benötigen zum Betrieb Silizium beziehungsweise Perowskit. Beide Elemente müssen in aufwendigen Verfahren aus dem Erdreich entnommen und veredelt werden. Wissenschaftler der Universität Linköping haben ein Verfahren entwickelt, wodurch sich alternde Solarpanels komplett recyceln lassen.

Umweltfreundliche Recyclingquote

Das Recycling von Solarpanels gestaltet sich schwierig, zu diesem Ergebnis kam eine Studie des HI ERN-Instituts. Wissenschaftler der Universität Linköping haben im Fachmagazin Nature ein Verfahren veröffentlicht, durch das es möglich ist, eine Perowskit-Solarzelle vollständig zu recyceln.

Der Prozess gliedert sich dabei in drei Schritte:

1. Wärmebehandlung für das Solarmodul (3 Minuten bei 150 Grad Celsius).
2. Im Anschluss werden die einzelnen Schichten abgelöst.
3. Schließlich lassen sich die freigewordenen Elemente zurückgewinnen.

Die Wärmebehandlung ist wichtig, um die EVA-Verkapselung (Ethylacetat) aufzuweichen, sodass die im zweiten Schritt zum Zuge kommenden Lösungsmittel ihre Arbeit verrichten können. Als Lösungsmittel wird Natriumacetat, Natriumiodid und hypophosphorige Säure mit Wasser gemischt und auf im ständigen Wechsel auf 80 Grad erhitzt und wieder abgekühlt.

Wie Xun Xiao festhält, lassen sich alle Baugruppen (Glas, Elektroden, Perowskit-Schicht und die Ladungstransportschicht) erneut einsetzen. Selbst die eingesetzten Lösungsmittel und das Wasser lassen sich erneut nutzen.

Recycelte Solarzellen können eine Alternative sein

So innovativ das Verfahren auch sein mag, ist es wenig sinnig, wenn es sich nicht praktikabel einsetzen ließe. Dies hat sich auch das Team gedacht und eine Solarzelle fünfmal (erneut) recycelt, wobei sie zwischendurch mehreren Stresstests unterzogen wurde.

Das Ergebnis zeigte, dass ein Solarpanel aus recyceltem Material immer noch 99 Prozent seiner Ausgangsleistung besitzt. Aus technischer Sicht ist das Verfahren also durchaus attraktiv.

Detailverbesserungen und weitere Ideen

Im nächsten Testabschnitt soll das Verfahren vereinfacht werden, um es künftig in der Industrie nutzen zu können. Langfristig sehen die Wissenschaftler, dass Verfahren als ein Teil eines ganzen Wirtschaftskreislaufes. Bleibt nur zu hoffen, dass die Implementierung schnell vollzogen wird, denn Perowskit-Solarzellen besitzen eine geringere Lebensdauer als Solarpanels aus Silizium.