Τα φωτοβολταϊκά είναι ιδιαίτερα ανακυκλώσιμα, αλλά η χρήση λεπτών πλαστικών στρωμάτων για το περίβλημα των ηλιακών κυττάρων μπορεί να προκαλέσει προκλήσεις στην αποτελεσματική ανακύκλωση πολύτιμων υλικών όπως το πυρίτιο ή ο άργυρος, σύμφωνα με το περιοδικό pv.
Το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ ανέπτυξε μια απόδειξη της έννοιας που συμβάλλει στη μείωση της χρήσης πολυμερών, πραγματοποιώντας απευθείας συγκολλήσεις γυαλιού με γυαλί στις ηλιακές κυψέλες.
Η μέθοδος κάνει χρήση λέιζερ femtosecond, ενός τύπου υπέρυθρου λέιζερ που εστιάζει την ενέργεια σε πολύ μικρή χρονική κλίμακα με έναν μόνο παλμό λέιζερ. Το λέιζερ δημιουργεί ερμητικά κλειστές συγκολλήσεις γυαλί-σε-γυαλί. Τα λέιζερ φεμτοδευτερολέπτου χρησιμοποιούνται σήμερα σε ιατρικές επεμβάσεις στα μάτια, όπως η χειρουργική επέμβαση καταρράκτη.
Οι συγκολλήσεις με λέιζερ θα εξαλείψουν την ανάγκη για πλαστικά ελάσματα που δυσχεραίνουν την ανακύκλωση. Στο τέλος της ωφέλιμης διάρκειας ζωής τους, οι μονάδες που κατασκευάζονται με συγκολλήσεις λέιζερ μπορούν να θρυμματιστούν, και το γυαλί και τα μεταλλικά σύρματα που περιέχουν μπορούν να ανακυκλωθούν και το πυρίτιο να επαναχρησιμοποιηθεί.
Το NREL δημοσίευσε τη μελέτη στο IEEE Journal of Photovoltaics. Οι συγγραφείς δήλωσαν ότι το λέιζερ είναι ανεξάρτητο από τα υλικά των κυττάρων, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πυρίτιο, περοβσκίτες και τελλουριούχο κάδμιο, μεταξύ άλλων, επειδή η θερμότητα από το εξαιρετικά εστιασμένο λέιζερ περιορίζεται σε λίγα χιλιοστά. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι οι συγκολλήσεις εντός του γυαλιού είναι ουσιαστικά τόσο ανθεκτικές όσο και το ίδιο το γυαλί.
Στο παρελθόν δοκιμάστηκε ένας διαφορετικός τύπος σφράγισης άκρων με χρήση λέιζερ νανοδευτερολέπτου και πλήρωσης από υαλοπίνακα, αλλά οι συγκολλήσεις αποδείχθηκαν πολύ εύθραυστες για χρήση σε σχέδια εξωτερικών μονάδων. Οι συγκολλήσεις με λέιζερ femtosecond προσφέρουν ανώτερη αντοχή με ερμητική σφράγιση σε ελκυστικό κόστος, δήλωσε το NREL.
Η έρευνα διεξήχθη μέσω της κοινοπραξίας Durable Module Materials Consortium, η οποία στοχεύει στην παράταση της ωφέλιμης ζωής των φωτοβολταϊκών στα 50 χρόνια ή και πέραν αυτών.
