Лазерная сварка стекла позволит перерабатывать солнечные панели и извлекать серебро

Солнечные панели — символ зелёного будущего. Но у этого будущего есть грязный секрет: когда панель отслужила свой срок, её почти невозможно разобрать без потерь. Ценное серебро и кремний навсегда теряются в мусоре. Но, кажется, учёные нашли элегантный выход.

Лаборатория NREL в США придумала, как обойти главное препятствие на пути к переработке. И помог в этом... лазер, похожий на тот, что корректирует ваше зрение.

Стандартная солнечная панель — это бутерброд. Два слоя стекла, между которыми спрятаны фотоэлектрические ячейки и сетка тончайших проводков. А чтобы этот «бутерброд» не развалился и не промок, всё это скрепляет клейкая полимерная плёнка. Именно она — кость в горле переработчиков. Она намертво слипается со стеклом и элементами, делая их извлечение дорогим и грязным процессом.

Лазеры решили проблему

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) задались простым, но дерзким вопросом: а что, если убрать этот клей вообще? Оказалось, можно! Они использовали фемтосекундные лазеры — невероятно точные инструменты, испускающие сверхкороткие импульсы света. Такие же, кстати, используют хирурги для ювелирных операций на глазах.

Лазерная сварка стекла позволит перерабатывать солнечные панели и извлекать серебро

Лазерным лучом они аккуратно сплавили края двух стёкол, создав идеально герметичный шов. Никакого полимера! В своей статье в IEEE Journal of Photovoltaics учёные подтвердили: панель получилась прочной и надёжной. А главное — когда она отслужит свой век 25-30 лет спустя, её будет легко разобрать. Стекло разобьётся, а ценные внутренности — ячейки и серебряные нити — останутся чистыми и готовыми к повторному использованию. И технология универсальна: подойдёт и для кремниевых панелей, и для перспективных перовскитных, и для плёночных на основе теллурида кадмия.

Идея сваривать стекло лазером не нова

Попытки были и раньше. Учёные пробовали более «длинные» наносекундные лазеры, но результат был плачевным: стекло трескалось или плавилось неравномерно. Фемтосекундный лазер бьёт так быстро, что тепло просто не успевает распространиться и повредить хрупкие внутренности панели. Это как сделать идеальный шов раскалённой иглой — материал соединяется, но не деформируется вокруг. Гениально и просто, не правда ли? Иногда решение сложной экологической задачи лежит в смежном, казалось бы, поле — в медицине или микроэлектронике.