Mikrowellenbehandlung von CdTe- und Cu(In,Ga)Se2- Photovoltaikschrotten

Von:

Marek Bartosinski

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Im Rahmen dieser Arbeit wurde durch den Versuch einer selektiven Mikrowellenankopplung in die leitfähigen Schichten von CdTe- und Cu(In,Ga)Se2-Panelschrotten die Möglichkeit eines thermischen Recyclingansatzes durch Destillation der Wertmetalle validiert. Als Fazit dieser Arbeit lässt sich ableiten, dass sowohl CdTe- als auch CIGS-Panelschrotte prinzipiell mittels auf Temperaturen von bis zu 1000°C erwärmt werden können. Dabei findet der Wärmeeintrag primär in die leitfähigen Funktionsschichten statt, welcher zu einer Miterwärmung des Glassubstrates führt. Eine reproduzierbare und nahezu vollständige Verflüchtigung konnte dabei für CdTe prinzipiell nachgewiesen werden, jedoch ist der Abtrag durch starke Temperaturgradienten auf einzelne Proben begrenzt. Eine Behandlung von Cu(In,Ga)Se2-Schichten (unter oxidierenden Bedingungen) hingegen führt lediglich zu einer Verflüchtigung von Se. Die abschließende technische Beurteilung der Ergebnisse weist darauf hin, dass unterschiedliche Prozessdetails noch nicht hinreichend untersucht wurden. So war das Prozessfenster hinsichtlich Druck und Leistung aufgrund von thermal runaways und Plasmaeffekten stark begrenzt. Als Ursache dafür sind Temperaturgradienten zu nennen, die sich zum einen aufgrund der Materialgeometrie an Spitzen und Kanten, zum anderen durch die charakteristische Feldverteilung in der Kammer ausbildeten. Um dem zentralen Ziel einer selektiven Erwärmung und Abtrennung der Absorberschichten gerecht zu werden, ist eine technische Weiterentwicklung des Prozesses erforderlich um die Feldverteilung so zu beeinflussen, dass Inhomogenitäten und das Auftreten von Plasmen vermieden werden können.