Consortium werkt aan recyclebare zonnepanelen

Zonnepanelen maken het mogelijk duurzame energie op te wekken, en dragen zo bij aan het ontlasten van het milieu. Tegelijkertijd zijn traditionele zonnepanelen niet tot nauwelijks recyclebaar aan het einde van hun levensduur. In het EU-Horizon project PILATUS werkt een consortium van 19 bedrijven en onderzoeksinstellingen daarom aan recyclebare zonnepanelen.

Het consortium – dat bestaat uit 19 bedrijven en onderzoeksinstellingen – werkt een alternatief ontwerp voor zonnepanelen waarbij individuele componenten en materialen beter toegankelijk zijn. Dit moet het recyclen van de onderdelen mogelijk maken.

Achterzijdecontact-cellen

Binnen het project PILATUS werken de partijen aan een pilotline voor de productie van heterojunctie silicium zonnecellen met achterzijdecontact technologie (interdigitated back-contact / IBC). Achterzijdecontact-cellen kunnen in potentie de allerhoogste rendementen halen voor enkelvoudig silicium, meldt TNO.

TNO ontwikkelde eerder de zogeheten ‘release encapsulant’, en is vanuit deze rol bij PILATUS betrokken. De encapsulant vormt een verbindingslaag voor het inbedden van zonnecellen in het zonnepaneel, en zorgt daarnaast voor mechanische integriteit. Aan het einde van de levensduur is het materiaal bij traditionele zonnepanelen echter moeilijk te verwijderen.

4.000 ton zonnepanelen gaan jaarlijks de shredder in

Dit betekent in de praktijk dat veel zonnepanelen die het einde van hun levensduur hebben bereikt in de shredder eindigen en worden verbrijzeld tot vulmateriaal voor gebruik in de (wegen)bouw. Binnen de Europese Unie (EU) gaat het op jaarbasis om zo’n 4.000 ton zonnepanelen.

De hoeveelheid stijgt daarnaast door de toenemende hoeveelheid zonnepanelen. Zo komen in Nederland in 2030 naar schatting een kwart miljoen panelen in aanmerking voor verwijdering. Wereldwijd gaat in 2050 naar schatting om 10 miljard zonnepanelen, met een gezamenlijk gewicht van 60 miljoen ton.

Van verbrijzelen naar recyclen

Eerder is al een nationaal gefinancierd project genaamd DEREC uitgevoerd. In dit project toonde TNO al aan dat het mogelijk is zonnepanelen op verantwoorde wijze te ontmantelen. Binnen het PILATUS-project passen de partijen deze werkwijze toe op de heterojunctie silicium zonnepanelen met achterzijdecontact technologie (IBC SHJ) van Meyer Burger.

Het project kent als doel de ontwikkeling van circulaire zonnepanelen op Europese en Amerikaanse bodem mogelijk te maken. Het moet zo helpen de afhankelijkheid van Azië te verminderen. “Het is de bedoeling op termijn circulair ontworpen zonnepanelen in Europa te produceren”, zegt Martin Späth, Senior Scientist bij TNO. “Goed voor het milieu en voor het creëren van nieuwe bedrijvigheid. Vanuit de EU is er wetgeving op komst: de Net Zero Industry Act (opent in nieuw venster) (verwijst naar een andere website) en de Critical Raw Materials Act (opent in nieuw venster) (verwijst naar een andere website), gericht op de productie van circulaire producten met verminderde uitstoot van broeikasgassen. In het PILATUS-project werken we samen met bedrijven die daar zelf al volop mee bezig zijn. We moeten van ‘weight towards value’, oftewel van tonnen aan afval naar het terugwinnen en hergebruiken van waardevolle materialen als glasplaten voor zonnepanelen, silicium en zilver.”

Europese fabriek

Het Zwitserse Meyer Burger, leverancier van machines om zonnecellen te produceren, is coördinator van het PILATUS-project. Meyer Burger gaat een fabriek bouwen gebaseerd op de nieuwe IBC SHJ-technologie. Norwegian Crystals (NCR), eveneens als partner bij PILATUS betrokken, levert de ‘wafers’ die het basismateriaal vormen voor het maken van de zonnecellen. Een aangepast productieproces voor de zonnecellen maakt het ‘afval’ dat bij het vormzagen van de wafers ontstaat volledig herbruikbaar voor het produceren van nieuwe heterojunctie zonnecellen.

“De combinatie van kennis en praktijk bij de samenwerking tussen de partijen in dit project zal Europa wereldwijd op voorsprong zetten. In Azië is enorm geïnvesteerd in technologieën waar wij hier juist afscheid van willen nemen omdat de zonnepanelen niet goed recyclebaar zijn”, aldus Späth.

Praktisch haalbaar en rendabel ontmantelingsproces

“TNO richt zich in het bijzonder op circulariteit door specifieke aandacht voor toepassing van ‘closed loop’ materiaal en het ontmantelen van een zonnepaneel in zuivere componenten voor verdere gerichte recycling daarvan. We testen de gefabriceerde zonnepanelen onder meer in onze klimaatkamers met als doel een praktisch haalbaar en rendabel ontmantelingsproces.”

Meer informatie over het PILATUS-project is hier beschikbaar.

Auteur: Wouter Hoeffnagel