Когда кремниевые солнечные элементы достигают конца своего срока службы, они не являются твердыми отходами, а скорее городским рудником, богатым вторичными ресурсами. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии прогнозирует, что к 2050 году общемировой совокупный объем отходов солнечных панелей достигнет 78 миллионов тонн, что обеспечит обширную сырьевую базу для отрасли переработки драгоценных металлов. Переработка выброшенных кремниевых солнечных элементов позволяет извлекать множество материалов, включая высокочистый кремний, серебро, медь, алюминий и стекло. С точки зрения бизнеса, мировой рынок переработки солнечных панелей достиг приблизительно 366 миллионов долларов в 2025 году и, по прогнозам, превысит 993 миллиона долларов к 2035 году, со совокупным годовым темпом роста (CAGR) 10,5%. Европейская Директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) стала пионером в распространении своих правил на солнечные панели, что привело к совершенствованию цепочки поставок в сфере переработки. В настоящее время технология термической обработки стала основным процессом благодаря своей высокой эффективности в восстановлении более 80% веса элемента.
Бывшие в употреблении кремниевые солнечные элементы, которые ещё не полностью утилизированы, сохраняют значительную остаточную мощность генерации. Исследования показывают, что фотоэлектрические модули из кристаллического кремния, эксплуатируемые в Гане уже шесть лет, сохраняют высокую производительность. Это означает, что кремниевые солнечные элементы, заменённые на ранних проектах или модернизированные, могут продолжать служить в условиях с более низкими требованиями к эффективности, например, для питания коммуникационного оборудования, сельскохозяйственных насосов или наружного освещения в отдалённых районах. Эти бывшие в употреблении кремниевые солнечные элементы представляют собой недорогие решения для вторичного использования энергии, откладывая при этом этап окончательной переработки. С точки зрения полного жизненного цикла это повышает эффективность использования ресурсов.
Производители обычно предлагают 25–30-летнюю гарантию на кремниевые солнечные модули. Окончание срока службы означает не полный отказ, а скорее падение выходной мощности ниже определенного процента от начальной емкости. Оценки Национальной лаборатории возобновляемой энергии показывают, что испытанные в полевых условиях во всем мире кремниевые солнечные элементы обычно испытывают ежегодные темпы снижения мощности от 0,5% до 2%. Конкретные значения зависят от местного климата, методов установки и исходного качества модуля. Например, модули, проработавшие 22 года в средиземноморском климате Испании, показали среднюю годовую скорость деградации 1,4%. Это означает, что кремниевый солнечный элемент мощностью 100 Вт, вероятно, сохранит выходную мощность более 70 Вт через 25 лет. Обеспечение целостности инкапсуляционных материалов (таких как пленка EVA) и предотвращение распространенных проблем, таких как горячие точки и потенциально вызванная деградация, имеют решающее значение для достижения ожидаемого срока службы.
Помимо основных кристаллических кремниевых пластин, сплавы на основе кремния также играют важную роль в солнечной технологии. Эти специальные сплавы, такие как сплавы на основе кремния, используемые в проводящих пастах, предназначены для оптимизации контакта электродов и электропроводности в кремниевых солнечных элементах. Благодаря точному контролю уровня чистоты (от 99% до более 99,99%) и легированию специфическими элементами, можно регулировать электрические свойства и температуры плавления этих сплавов. Это позволяет формировать прочные омические контакты с кремниевыми пластинами, снижая потери тока и повышая конечную выходную эффективность кремниевых солнечных элементов. Производство этих высокочистых сплавов на основе кремния представляет собой высокотехнологичную отрасль. Их цена тесно связана с колебаниями рынка металлов и требованиями к чистоте, что делает их ключевым фактором, влияющим как на производительность, так и на стоимость кремниевых солнечных элементов.
Язык
