Wissenschaftler der britischen Universität Leicester haben kürzlich eine neue Methode entdeckt, mit der sich 95 % der Metalle (Silber und Aluminium) aus Alt-Photovoltaikzellen in weniger als 10 Minuten zurückgewinnen lassen. Diese Methode soll günstiger und umweltfreundlicher sein als das derzeitige Recyclingverfahren mit Mineralsäuren.

Die Forscher wendeten die Technik auf eine kristalline Silizium-Solarzelle Der 12 × 15 cm große und 2 g schwere Chip besteht aus einem 100 Mikrometer dicken Siliziumwafer, der auf der Vorderseite mit einer 100 Nanometer dicken Antireflexschicht aus Siliziumnitrid beschichtet ist. Die Rückseite ist mit einem 20 Mikrometer dicken Aluminiumwafer beschichtet.

Die Forscher erklärten: „Zuerst legten wir die Solarzelle in eine Aluminiumchloridlösung. Anschließend entfernten wir die Aluminiumelektroden von der Siliziumscheibe. Mithilfe von Ultraschall lösten wir das Aluminium innerhalb weniger Minuten auf. Angesichts der geringen Kosten von Aluminium ist dessen Recycling möglicherweise wirtschaftlich nicht sinnvoll, Aluminiumsalzlösungen können jedoch zur Abwasserbehandlung eingesetzt werden.“

Sie erklären weiter: „Im zweiten Schritt wird das Silber in den Solarzellen mithilfe von Eisenchlorid entweder in Cholinchlorid oder Calciumchlorid-Sole gelöst, was etwa 10 Minuten dauert. Es kommt in Hühnerfutter und in Straßenkies vor, der zur Vermeidung von Vereisung verwendet wird. Es ist leicht verfügbar, kostengünstig und wenig toxisch.“

Interessanterweise kann in Wasser gelöstes Eisen Silber nicht oxidieren, in Salzlake gelöstes Eisen hingegen schon. Der Ersatz von Wasser durch Salzlake verbessert die Fähigkeit des Eisens, Silber zu oxidieren, und erhöht die Löslichkeit von Silber in Salzlake. Dies liegt an den Chloridionen in der Salzlake. Silberchlorid wird anschließend durch Zugabe von Wasser zur Salzlake ausgefällt, um die Chloridionen zu verdünnen. Silberchlorid lässt sich leicht aus der Lösung herausfiltern“, fügte er hinzu.

Das Verfahren von SolFirsTech konnte letztendlich Silberchlorid mit einer Reinheit von 98 Prozent zurückgewinnen. Laut den Forschern kann Silberchlorid in einem weiteren Schritt in metallisches Silber umgewandelt und so dessen Reinheit erhöht werden. Das Verfahren beeinträchtigt Silizium-Wafer und Nitrid-Antireflexbeschichtungen nicht. Dies eröffnet die Möglichkeit, Silizium-Wafer in Photovoltaikmodulen wiederzuverwenden oder für andere Zwecke aufzubereiten.

Die oben genannten Ergebnisse wurden jedoch im Labor erzielt und können im industriellen Maßstab abweichen. Forscher halten eine Industrialisierung jedoch für möglich, da sie Chemikalien verwenden, die billig, wenig toxisch und leicht verfügbar sind. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im „Journal of Cleaner Production“ veröffentlicht.