Aktuální číslo:

2018/12

Téma měsíce:

Jednotky SI

Ad Jak ekologicky zlikvidovat vysloužilé solární články?

(Vesmír 80, 544, 2001/10), (Vesmír 79, 672, 2000/12), (Vesmír 80, 64, 2001/2), (Vesmír 80, 184, 2001/4), (Vesmír 80, 427, 2001/8)
 |  5. 12. 2001
 |  Vesmír 80, 664, 2001/12

Pokusím se odpovědět na první dotaz M. Sluky, který se týká technologie slunečních článků, a omezím se na články z krystalického křemíku, jež jsou nejpoužívanější.

Sluneční článek je elektronický prvek a jeho výroba se příliš neliší od výroby např. integrovaných obvodů. Křemenný písek se redukuje grafitem v obloukové peci. Vzniká metalurgický křemík čistoty asi 99 %. V roce 1990 se ho ve světě vyrobilo 600 000 tun, z toho se pro mikroelektroniku využilo 7700 tun a zhruba desetina tohoto množství (asi 700 t) pro sluneční články.

Metalurgický křemík se dále čistí tak, že se převádí na trichlorsilan účinkem kyseliny chlorovodíkové (HCl) a destiluje se. Po vyčištění se trichlorsilan vodíkem redukuje opět na křemík a HCl se zase uvolňuje. Vzniklý křemík je polykrystalický a používá se buď pro polykrystalické sluneční články, nebo se roztaví a táhnou se z něj monokrystaly. Po rozřezání na destičky – jsou typu P – se potom v peci účinkem fosfinu (PH3) vyrobí přechod; po oleptání se článek kontaktuje a nanáší se na něj antireflexní vrstva.

Elektrárna, jejíž články by zaujímaly plochu 1 km2, by mohla mít špičkový výkon až 100 MWp. Jelikož na produkci výkonu 1 W je třeba asi 5 g monokrystalického křemíku, spotřebovalo by se ho asi 500 tun. V r. 1997 se vyrobilo ve světě asi 20 000 tun křemíku pro mikroelektroniku a asi desetina tohoto množství se mohla opět využít pro sluneční články. Tato desetina představuje materiál, který nesplňuje přísná kritéria pro výrobu integrovaných obvodů, takže jde vlastně o využívání odpadu.

Výroba slunečních článků tedy nevybočuje z řetězce výroby polovodičové elektroniky a představuje zatím jenom malou část objemu elektronické výroby. Způsob výroby dovoluje recyklaci odpadu a je možná i recyklace hotových modulů.

Tato recyklace (je popsána např. ve sborníku 2nd World Conf. on Photovoltaic Solar Energy Conversion 1998, s. 2210) navrací článkům jejich funkci při podstatně menší spotřebě energie, než vyžaduje výroba nového článku.

Snad z mé odpovědi vyplynulo, že výroba slunečních článků nepředstavuje žádné specifické ohrožení životního prostředí. Pokud se používají jedovaté chemikálie (HCl, trichlorsilan, fosfin apod.), jde o práci v uzavřeném továrním prostředí jako při jiné chemické výrobě.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie a životní prostředí

O autorovi

Jiří Toušek

Doc. RNDr. Jiří Toušek, CSc., (*1938) vystudoval fyziku pevných látek na Matematicko-fyzikální fakultě UK. Na katedře makromolekulární fyziky téže fakulty se zabývá fotoelektrickými jevy v polovodičích.

Doporučujeme

Poprask kolem dvojčat, prvních dětí s editovaným genomem

Poprask kolem dvojčat, prvních dětí s editovaným genomem

Jaroslav Petr  |  13. 12. 2018
V čem udělali čínští soudruzi chybu? Čínský experiment odstartoval genetické vylepšování lidstva bezpříkladně zpackaným způsobem.
Tanec mezi pravděpodobnostmi

Tanec mezi pravděpodobnostmi

Ondřej Vrtiška  |  3. 12. 2018
Forenzní genetička Halina Šimková donedávna v Kriminalistickém ústavu Praha analyzovala DNA a pomáhala odhalovat vrahy, násilníky a zloděje. To ji...
Sedm základních kamenů

Sedm základních kamenů

Ivan Boháček  |  3. 12. 2018
Začalo to metrem. Ve dnech, kdy jde toto číslo Vesmíru do tiskárny, probíhá ve Versailles 26. konference pro váhy a míry (CGPM, Conférence...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné