Komplett-Reycling: Fraunhofer baut neue Module aus altem Silizium

Solarmodule lassen sich zukünftig fast vollständig recyclen. Die dafür notwendige Technologie wurde von Forschern des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP entwickelt. Am Ende des Prozesses kommen neue PERC-Solarzellen heraus. Aktuell werden von ausgedienten Modulen nur das Aluminium, Glas und Kupfer neu aufbereitet und wiederverwendet. Die eigentlichen Solarzellen konnten aber noch nicht sinnvoll in einen Kreislauf zurückgeführt werden. Dabei landen bereits jetzt jährlich rund zehntausend Tonnen Silizium aus den Modulen in der Entsorgung. 2029 wird mit einer ersten richtig großen Welle gerechnet, wenn die Anlagen, die mit dem ersten ordentlichen Schub in den Jahren 2009/2010 installiert wurden, langsam ans Ende ihrer wirtschaftlichen Lebensdauer kommen.

"Es müssen daher im Vorfeld vernünftige Prozesse und Verfahren zur Rückgewinnung des Siliziums aus ausgedienten Modulen aufgebaut werden", sagte Andreas Bett, Institutsleiter bei Fraunhofer. Die in Deutschland installierten Solaranlagen bringen es aktuell auf Material von rund 5 Millionen Tonnen, von denen 150.000 Tonnen das Silizium ausmacht, das für die eigentliche Umwandlung des Lichts in Strom sorgt.

Neue Module aus 100% Alt-Silizium

Mit dem neuen Verfahren ist das Recycling sämtlicher kristalliner Silizium-PV-Module möglich, unabhängig von Hersteller und Herkunft. "Sonst wäre das für die Recyclingunternehmen ein viel zu großer Aufwand. Es war uns wichtig, einen skalierbaren Prozess zu entwickeln, der auch wirtschaftlich Sinn ergibt. Im Labor ist vieles möglich, aber unser neues Verfahren sollte sich für die Recyclingindustrie in der Praxis bewähren", so Peter Dold, Projektleiter am Fraunhofer CSP.

Das ganze funktioniert so, dass man die Module schreddert und die Bruchstücke der einzelnen Materialien trennt. Die Solarzellen-Stücke, die dann in Größen von 0,1 bis 1 Millimeter vorliegen, werden durch nasschemisches Ätzen schrittweise von Silberkontakten, Antireflexschicht und Emitter befreit. Das übrig bleibende Silizium kann dann zu neuen Wafern verarbeitet werden, die aus 100 Prozent Recycling-Silizium bestehen.

Daraus ließen sich dann neue Solarzellen fertigen. Deren Wirkungsgrad liegt zwar mit 19,7 Prozent dessen, was uns von der Sonne kostenlos zur Verfügung gestellt wird zwar noch unter denen von komplett neuen Premium-Modulen aus Reinsilizium, die es auf 22,2 Prozent bringen. Doch ist der Wert auf jeden Fall deutlich höher als bei ausgemusterten Modulen.

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