Materiali preziosi dai rifiuti fotovoltaici

Secondo la direttiva dell’UE sui raee, entro il 2018 l’85 percento dei rifiuti FV deve essere recuperato e l’80 percento riciclato e riutilizzato.
Il progetto di Horizon 2020 CABRISS (Implementation of a CirculAr economy Based on Recycled, reused and recovered Indium, Silicon and Silver materials for photovoltaic and other applications) ha contribuito a trasformare gli obblighi di legge ai sensi della Direttiva Raee in nuove opportunità commerciali dando inizio a un’economia circolare basata su riciclo, riutilizzo e recupero di materiali per il fotovoltaico e altre applicazioni quali l’indio (In), il silicio (Si) e l’argento (Ag).
Allo scopo, i partner del progetto hanno utilizzato tre diverse fonti di rifiuti FV: la prima ha richiesto l’impiego di una nuova tecnica per la delaminazione e il recupero di tutti i materiali di alto valore quali Ag, In, Si e vetro di elevata purezza dalle sottili pellicole FV e dai moduli FV a base di Si alla fine del loro ciclo vita; la seconda è consistita in rifiuti solidi derivanti direttamente dalla fase produttiva di FV, ossia una miscela di wafer e celle in Si rotte; l’ultima, invece, era composta da polveri di Si, rifiuti della produzione FV noti come ‘kerf’, recuperati dal materiale perso durante il processo di taglio.
I team di ricerca coinvolti hanno utilizzato la tecnologia laser per aprire i moduli fotovoltaici a pellicola sottile senza danneggiarli, ottenendo di conseguenza un vetro riciclato con un valore più elevato.
“Per i moduli PV a base di Si – spiega David Pelletier, coordinatore di Cabriss –  è stata sviluppata una tecnologia innovativa a base d’acqua che, a differenza delle tecnologie di frantumazione tradizionali, non rompe il vetro e consente pertanto la raccolta di tutti i materiali presenti nei moduli FV in Si”.
Questo approccio ha aperto la strada a un riciclaggio di moduli FV (a pellicola sottile e in silicio) ad alto valore e resa elevata, con un recupero efficiente in termini economici di tutti i materiali riutilizzabili.
“Il risultato è un riciclaggio di rifiuti FV conforme alla direttiva Raee – chiarisce Pelletier – che incrementa la resa e la qualità dei materiali recuperati, tra cui silicio, indio, argento e vetro non danneggiato di alta qualità”.
Inoltre, i ricercatori hanno testato metodi innovativi ed economici per l’estrazione e il recupero di Ag e Si. Hanno anche
dimostrato la possibilità di purificare il Si recuperato da wafer e celle rotte fino al grado solare (grado 5N) attraverso processi pirometallurgici e idrometallurgici, per un diretto riutilizzo nell’industria FV.
“La raffinazione del kerf di silicio – dice Pelletier – ha già portato a gradi metallurgici di silicio da 3N a 4N”, dichiara.
Cabriss, quindi, non solo evita l’impatto ambientale dovuto allo smaltimento in discarica dei rifiuti FV, ma riduce anche l’impatto ambientale del processo stesso di riciclaggio ottimizzando le procedure di riciclo in base ai risultati dell’analisi del ciclo vita.