CAS ফটোভোলটাইক সিলিকন ওয়েফার প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছে
Jul 06, 2022
PV মডিউল রিসাইক্লিং গুরুত্ব পাচ্ছে এবং নতুন কোষ তৈরির জন্য PV চেইনে পুনঃব্যবহারের জন্য জীবনের শেষ মডিউল থেকে সিলিকন উপাদান পুনঃপ্রসেস এবং বিশুদ্ধ করার প্রযুক্তি একটি বড় চ্যালেঞ্জ হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে। সম্প্রতি, ইউনিভার্সিটি অফ চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস-এর জু সিনহাই, ওয়াং ইয়িন এবং লাই ডেংগুও স্ক্র্যাপ ক্রিস্টালাইন সিলিকন পিভি মডিউলগুলি পুনর্ব্যবহার এবং আপগ্রেড করার জন্য একটি প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছেন, সফলভাবে একটি অক্ষত কাঠামো, ন্যূনতম বেধ এবং চমৎকার আলো সহ পছন্দসই এবং উচ্চ বিশুদ্ধ সিলিকন ওয়েফারগুলি অর্জন করেছেন। ক্যাপচার ক্ষমতা।
ফলাফল রিসোর্স, কনজারভেশন এবং রিসাইক্লিং-এ প্রকাশিত হয়েছে এবং সাইন্স ডাইরেক্টে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে।
1. পুনর্ব্যবহৃত সিলিকনের পুনঃব্যবহারের মান
রিসাইক্লিং এবং পুনঃব্যবহার হল পরিবেশগত প্রভাবকে অফসেট করার এবং বর্জ্য পিভি মডিউলগুলিকে পিভি শিল্পের জন্য একটি টেকসই সম্পদে রূপান্তর করার জন্য সবচেয়ে আকর্ষণীয় কৌশলগুলির মধ্যে একটি। অতএব, অনেক প্রচেষ্টা বর্জ্য PV মডিউলগুলি থেকে সংস্থান পুনরুদ্ধারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, বিশেষ করে সি-সি ভিত্তিক পিভি মডিউলগুলি থেকে স্ফটিক সিলিকন (c-Si), যার একটি বড় বাজার শেয়ার রয়েছে।
মূল্যবান অ্যালুমিনিয়াম বেজেল রাসায়নিক দ্রবীভূতকরণ এবং তাপ পচন দ্বারা মুছে ফেলা হয়, এবং অবশিষ্ট এনক্যাপসুলেশন উপাদান EVA, যা পৃথকীকরণের পরে থেকে যায়, টেম্পারড গ্লাস, সি কোষ এবং কিউ সোল্ডার টেপ থেকে আরও পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। সৌর গ্রেড সিলিকন পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে এবং তারপর একটি রাসায়নিক এচিং পরিশোধন প্রক্রিয়ার অধীন এবং সৌর কোষ উত্পাদনের জন্য একটি কাঁচামাল হিসাবে পুনরায় ইনজেকশন করা যেতে পারে।
Si সৌর কোষের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা মূলত তাদের বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে রয়েছে সিলিকন ওয়েফারের গুণমান (যেমন, অন্তর্নিহিত বিশুদ্ধতা, বেধ), ধাতব ইলেক্ট্রোড, পৃষ্ঠের প্যাসিভেশন এবং পৃষ্ঠের কাঠামোর আলো আটকে রাখার ক্ষমতা (ইয়ে) এট আল।, 2014)। অ-ধ্বংসাত্মকভাবে পুনর্ব্যবহৃত সিলিকন ওয়েফারগুলির জন্য, তাদের অন্তর্নিহিত বিশুদ্ধতা উন্নত করে বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করা কঠিন যদি না সেগুলি পুনরুত্পাদনের জন্য গলিত হয়।
খরচ-কার্যকর, টেকসই এবং সৌম্য বিকল্প তাই অনুসন্ধান করা প্রয়োজন. বিজ্ঞানীরা নতুন সৌর কোষের পুনর্নির্মাণের জন্য বাণিজ্যিক পিভি মডিউলগুলিতে সরাসরি পুনঃব্যবহারের বৈশিষ্ট্য সহ অক্ষত সিলিকন ওয়েফার পুনরুদ্ধারের জন্য একটি আদর্শ পুনর্ব্যবহারযোগ্য মডেলের প্রস্তাব করেছেন।
2. ইনগটগুলি এড়িয়ে যান এবং ওয়েফারগুলিকে সরাসরি পুনর্ব্যবহার করুন৷
চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের আরবান পলুট্যান্ট ট্রান্সফরমেশনের কী ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানীরা এই অসম্ভবকে সামঞ্জস্য করার আশা করছেন।
গবেষকদের দৃষ্টিতে, ইংগট উত্পাদন এবং ওয়েফার কাটার প্রক্রিয়াটি এড়িয়ে যাওয়া PV মডিউল উত্পাদন খরচের প্রায় 40 শতাংশ বাঁচাতে পারে, তবে বর্তমান প্রযুক্তি এখনও উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি। উদাহরণস্বরূপ, বিশুদ্ধ সিলিকন ওয়েফার পেতে পুনর্ব্যবহৃত সিলিকন কোষগুলির পৃষ্ঠের অমেধ্যগুলিকে রাসায়নিক এচিং দ্বারা অপসারণ করতে হবে। এই প্রক্রিয়া ঐতিহ্যগতভাবে কঠোর এবং অনিয়ন্ত্রিত, এবং ওয়েফার পুরুত্ব একটি নাটকীয় হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।
এটি মাথায় রেখে, গ্রুপটি উচ্চ-দক্ষতা কোষ এবং মডিউলগুলির উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত সিলিকন ওয়েফারগুলি পুনরুদ্ধার করার উপায়গুলি অনুসন্ধান করেছিল। গবেষকরা নতুনভাবে তাপ পচন (SSTD) পদ্ধতির সাথে মিলিত একটি দ্রাবক তাপীয় সম্প্রসারণ তৈরি করেছেন যা SSTD প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ-ধ্বংসাত্মক সিলিকন কোষ পুনরুদ্ধারকে একীভূত করে, সিলিকন ওয়েফার প্রাক-বিশুদ্ধকরণের জন্য অনুক্রমিক অ্যাসিড এচিং, অতি-বিশুদ্ধকরণের জন্য একটি নতুন বর্ধিত MACE পদ্ধতি এবং যুগপত অতি-নিম্ন প্রতিফলন সারফেস টেক্সচার ফেব্রিকেশন, এবং পুনরুদ্ধার করা উপাদানের ইন-সিস্টেম পুনঃব্যবহার।
রাসায়নিক চিকিত্সা পদ্ধতি উভয়ই সিলিকন ওয়েফারগুলিকে বিশুদ্ধ করে এবং তাদের পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে। উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং অক্ষত ওয়েফার প্রাপ্তির পর, গবেষকরা Cu/Ag সহায়তাকৃত রাসায়নিক এচিং সহ একটি একক-পদক্ষেপ MACE প্রক্রিয়া প্রয়োগ করে পুনরুদ্ধার করা Si ওয়েফারগুলির পৃষ্ঠের টেক্সচারকে টিউন করেছেন, যখন নিয়ন্ত্রণযোগ্যভাবে আকর্ষণীয় ডুয়াল-স্কেল মাইক্রো সহ বিভিন্ন অ্যান্টি-রিফ্লেক্টিভ টেক্সচার তৈরি করেছেন। /ন্যানোস্ট্রাকচার, যার ফলে DMN, ন্যানোয়ার, ন্যানোপোরস এবং ইনভার্টেড আয়তক্ষেত্রাকার শঙ্কু সহ বিভিন্ন পৃষ্ঠের কাঠামো তৈরি হয় যা পৃষ্ঠের প্রতিফলনকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে এবং 'ব্ল্যাক সিলিকন' ওয়েফার তৈরি করতে পারে।
3. আশ্চর্যজনক গবেষণা ফলাফল
এই কৌশলটির সাহায্যে, গবেষকরা একটি অক্ষত কাঠামো, ন্যূনতম বেধ এবং চমৎকার আলো ক্যাপচার ক্ষমতা সহ আদর্শ এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতার সিলিকন ওয়েফার পেতে সফল হয়েছেন। কাগজ অনুসারে, উদ্ধারকৃত ওয়েফারগুলির ভাল বেধ (165 μm), প্রতিরোধ ক্ষমতা (1.02-2.28 Ω-সেমি), ক্যারিয়ারের জীবনকাল (112-2.47 μs) এবং অতি-নিম্ন বাণিজ্যিক ওয়েফারের তুলনায় প্রতিফলনশীলতা (5-15 শতাংশ), এটি উচ্চ-দক্ষ PV মডিউল তৈরি করা সম্ভবপর করে তোলে।
একটি মোটামুটি অর্থনৈতিক মূল্যায়ন দেখায় যে এই সমন্বিত কৌশলটির উৎপাদন খরচ প্রচলিত পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রক্রিয়া বা শিল্প উত্পাদন প্রক্রিয়া থেকে সিলিকন ওয়েফারের দামের চেয়ে কম, এবং এছাড়াও অ্যালুমিনিয়াম ফ্রেম, টেম্পারড গ্লাস, কপার স্ট্রিপ এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা সিলভার সম্পূর্ণ পুনর্ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। এবং অ্যালুমিনিয়াম পাউডার, যা সিস্টেমের মধ্যে পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে, যার ফলে অর্থনৈতিক কার্যকারিতা এবং উচ্চ সম্পদ স্থায়িত্ব হয়।
কাজটি চীনের ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (নং 52102120) এর অংশ এবং এটি দক্ষিণ-পূর্ব এশীয় ন্যাশনাল বায়োমাস ওয়েস্ট রিসোর্স-ভিত্তিক টেকসই উন্নয়ন প্রযুক্তি R&D এবং অ্যাপ্লিকেশন ডেমোনস্ট্রেশন দ্বারা সমর্থিত, এবং এটি "কৌশলগত অগ্রগামী বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশেষ" হিসাবে তালিকাভুক্ত। চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের প্রকল্প (A)" (নং XDA23030301)। XDA23030301), ফুজিয়ান প্রদেশে শিল্প অগ্রগামীর জন্য একটি মূল প্রকল্প (No.2019H0056), এবং ফুজিয়ান প্রদেশে সামাজিক উন্নয়নের জন্য একটি মূল প্রকল্প (No.2021Y0069)।
