منوعات

الطريق إلى إعادة تدوير أسهل للوحدات الشمسية

إن استخدام ليزر الفيمتو ثانية لتشكيل اللحامات من الزجاج إلى الزجاج للوحدات الشمسية من شأنه أن يجعل إعادة تدوير الألواح أسهل، وفقًا لدراسة إثبات المفهوم التي أجراها باحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (NREL).

ومن شأن اللحامات أن تلغي الحاجة إلى صفائح بلاستيكية من البوليمر، والتي أصبحت الآن مغلفة في وحدات الطاقة الشمسية، ولكنها ستجعل إعادة التدوير أكثر صعوبة. في نهاية عمرها الإنتاجي، قد تنكسر الوحدات المصنوعة من اللحام بالليزر. يمكن إعادة تدوير الأسلاك الزجاجية والمعدنية التي تمر عبر الخلايا الشمسية بسهولة، كما يمكن إعادة استخدام السيليكون.

قال ديفيد يونج، كبير العلماء ورئيس مجموعة الخلايا الكهروضوئية البلورية عالية الكفاءة في قسم الكيمياء وعلوم النانو في المختبر الوطني للطاقة المتجددة: “معظم القائمين على إعادة التدوير سيؤكدون أن البوليمرات هي المشكلة الرئيسية من حيث تثبيط عملية إعادة التدوير”. يونغ هو المؤلف الرئيسي لورقة جديدة تصف استخدام اللحامات بالليزر لوحدات الطاقة الشمسية. تظهر الورقة التي تحمل عنوان “نحو وحدات طاقة شمسية زجاجية/ زجاجية ملحومة بالليزر خالية من البوليمرات” في مجلة IEEE للخلايا الكهروضوئية.

تم كتابة هذه الورقة بالاشتراك مع زملاء NREL، تيم سيلفرمان، ونيكولاس إيرفين، ونيك بوسكو، وتضم أيضًا مؤلفين مشاركين في شركة Trumpf Inc.، وهي شركة كاليفورنيا التي صنعت ليزر الفيمتو ثانية. يستخدم ليزر الفيمتو ثانية نبضة قصيرة من ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يذيب الزجاج ليشكل ختمًا قويًا محكم الإغلاق.

يمكن استخدام لحام الزجاج في أي نوع من تكنولوجيا الطاقة الشمسية – السيليكون، والبيروفسكايت، وتيلوريد الكادميوم – لأن الحرارة الناتجة عن اللحام تقتصر على بضعة ملليمترات من تركيز الليزر.

وحدات الطاقة الشمسية مصنوعة من أشباه الموصلات المصممة لالتقاط جزء معين من الطيف الشمسي، وتسخير ضوء الشمس لتوليد الكهرباء. عادة، يتم وضع أشباه الموصلات بين لوحين من الزجاج المصفح بصفائح البوليمر.

وقد أظهرت أبحاث NREL أن اللحامات بالليزر الفيمتو ثانية من الزجاج إلى الزجاج هي في الأساس قوية مثل الزجاج نفسه.

وقال: “طالما لم ينكسر الزجاج، فلن ينكسر اللحام”. “ومع ذلك، فإن غياب البوليمرات بين صفائح الزجاج يتطلب أن تكون الوحدات الملحومة أكثر صلابة. وقد أظهر بحثنا أنه مع التجميع المناسب وتعديل الخصائص المنقوشة للزجاج الرقائقي، يمكن جعل الوحدة الملحومة صلبة بما يكفي لتحمل الحمل الساكن الاختبارات.

يُعد بحث NREL أول بحث يستخدم ليزر الفيمتو ثانية لتشكيل اللحامات من الزجاج إلى الزجاج لاستخدامها في وحدة نمطية. تمت تجربة نوع آخر من ختم الحواف باستخدام ليزر النانو ثانية وحشو الزجاج في الماضي، ولكن ثبت أن اللحامات هشة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في تصميمات الوحدات الخارجية. توفر اللحامات بالليزر الفيمتو ثانية قوة فائقة مع ختم محكم بتكلفة جذابة.

وقال يونج إن البحث كان “بالتأكيد عالي المخاطر ومكافأة عالية”، لكنه يشير إلى اتجاه لمزيد من الأبحاث لإطالة عمر وحدات الطاقة الشمسية إلى ما بعد 50 عامًا وتمكين المزيد من إعادة التدوير بسهولة.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى