최근 영국 레스터 대학교의 과학자들은 수명이 다한 태양광 전지에서 금속(은과 알루미늄)의 95%를 10분 이내에 회수하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 방법은 무기산을 사용하는 기존 재활용 방식보다 저렴하고 환경 친화적인 것으로 알려져 있습니다.

연구자들은 이 기술을 다음에 적용했습니다. 결정질 실리콘 태양 전지 크기는 12×15cm, 무게는 2g이며, 앞면에는 100나노미터 두께의 실리콘 질화물 반사 방지층이 코팅된 100마이크론 두께의 실리콘 웨이퍼로 구성되어 있습니다. 뒷면은 20마이크론 두께의 알루미늄 웨이퍼로 코팅되어 있습니다.

연구진은 "먼저 태양 전지를 염화알루미늄 용액에 담갔습니다. 알루미늄 전극을 실리콘 웨이퍼에서 제거했습니다. 초음파를 사용하여 알루미늄 용해를 촉진했는데, 용해는 몇 분 안에 이루어졌습니다. 알루미늄의 낮은 비용을 고려하면 알루미늄 재활용에는 경제적 이점이 없을 수 있지만, 알루미늄 염 용액은 폐수 처리에 사용될 수 있습니다."라고 말했습니다.

그들은 또한 이렇게 설명합니다. "두 번째 단계에서는 태양 전지의 은을 염화제이철을 사용하여 염화콜린이나 염화칼슘 염수에 용해하는데, 이 과정에 약 10분이 걸립니다. 닭 사료와 도로 결빙 방지를 위해 사용되는 자갈에서 발견되는 은은 쉽게 구할 수 있고 저렴하며 독성이 낮습니다."

흥미롭게도, 물에 녹은 철은 은을 산화시킬 수 없지만 소금물에 녹은 철은 산화될 수 있습니다. 물 대신 소금물을 사용하면 철의 은 산화 능력이 향상되고 소금물에서 은의 용해도가 증가합니다. 이는 소금물 속의 염화 이온 때문입니다. 염화은은 소금물에 물을 넣어 염화 이온을 희석시키면 침전됩니다. 염화은은 용액에서 쉽게 걸러집니다."라고 그는 덧붙였습니다.

결국, 이 공정은 SolFirsTechnologies에서 98% 순도의 염화은을 회수하는 데 성공했으며, 연구진에 따르면 추가 단계에서 염화은을 금속 은으로 전환하여 순도를 높일 수 있다고 합니다. 이 공정은 실리콘 웨이퍼와 질화물 반사 방지 코팅에는 영향을 미치지 않아, 실리콘 웨이퍼를 태양광 패널에 재사용하거나 다른 용도로 가공할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

그러나 위 결과는 실험실 환경에서 얻은 결과이며, 산업 규모에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 그러나 연구자들은 저렴하고 독성이 낮으며 쉽게 구할 수 있는 화학물질을 사용하기 때문에 산업화가 가능하다고 생각합니다. 이 연구 결과는 최근 "Journal of Cleaner Production"에 게재되었습니다.