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#태양광 재활용

TNO, 레이저 기반 태양광 모듈 재활용으로 실리콘·은 고순도 회수 실증

네덜란드 응용과학연구기구(TNO)가 나노초 레이저를 이용해 실리콘 태양광 모듈을 분리하는 재활용 공정 LARS를 공개했다. 이 공정은 투명 전면층을 통과해 녹색(532nm) 또는 근적외선(1064nm) 나노초 레이저 펄스를 셀 표면에 조사해 셀과 봉지재의 결합을 약화시키고 동시에 SiNx 반사방지막을 제거하며, 이를 통해 일부 회수 공정에서 필요한 HF 기반 SiNx 식각 단계를 생략한다. 연구진은 녹색 레이저가 근적외선 대비 약 절반의 플루언스로 박리가 가능해 에너지 효율이 높지만, 근적외선 광원이 2~3배 저렴해 설비 투자 측면에서는 근적외선이 유리할 수 있다고 밝혔다. 레이저 처리와 습식 화학 정제를 거쳐 실리콘 순도 최대 99.998%에 회수율 97%, 은 순도 99.7%에 회수율 97%를 기록했으며, 연구진은 이를 실험실 규모의 원리 검증 단계로 산업화 최적화는 아직 이뤄지지 않았다고 설명했다. 공정은 PERC, TOPCon, Al-BSF, 폴리머 전면시트, IBC 등 여러 상용 모듈 구조에서 시험됐고, 연구 결과는 SiliconPV 2026(4월, 터키 앙카라) 발표 후 학회 논문집에 게재됐다.

9월 16일

배터리·ESSpv magazine

폐태양광 백시트를 슈퍼커패시터 전극용 다공성 탄소로 재활용

중국 난징사범대학과 화룬(China Resources) 리사이클링 그룹 신에너지기술 연구진이 폐기된 TPT(테들라/PET/테들라) 태양광 백시트를 슈퍼커패시터 전극용 계층형 다공성 탄소로 전환하는 2단계 공정을 개발했다. 1단계에서는 백시트를 수산화나트륨(NaOH) 용액과 혼합·건조한 뒤 질소 분위기 700C에서 1.5시간 열분해해 불소를 고정하고 경질 탄소 전구체를 얻었으며, 2단계에서는 고체 수산화칼륨(KOH)과 혼합해 600~800C에서 1.5시간 가열한 후 염산과 탈이온수로 세척했다. 700C에서 제조한 HPC1 시료는 비표면적 1,003.4 m2/g을 나타냈고, 6 M KOH 전해질에서 전류밀도 0.5 A/g 기준 비정전용량 469 F/g를 기록했다. 불소 고정 효율은 최대 96.5%였으며, 10 A/g에서 1만 회 충방전 후 초기 용량의 92.4%를 유지했다. HPC1로 조립한 대칭형 슈퍼커패시터는 출력밀도 750 W/kg에서 에너지밀도 50.2 Wh/kg를 기록했고 상용 녹색 LED를 점등했다. 연구 결과는 Journal of Energy Storage에 'Recycling photovoltaic backsheet into porous carbon for supercapacitor applications' 제목으로 게재됐다.

9월 10일

정책·규제·탄소pv magazine

재생에너지 설비 폐기물 문제와 순환경제 표준 논의

태양광 패널과 풍력 터빈이 수명을 다하면 전자폐기물이 되며, 재사용·재활용 여부가 과제로 제기되고 있다. IEC 전문가들에 따르면 풍력 터빈의 수명은 20~30년, 태양광 패널은 최대 40년으로 추정되어 2000년대 초반 설치 설비가 수명 종료 시점에 접근하고 있다. 태양광 모듈은 유리·알루미늄 프레임·케이블은 회수가 쉬우나 실리콘 등 모듈 자체의 재활용이 어렵고, 전문 시설로의 운송 비용도 부담으로 지목됐다. IEC TC 82 간사 George Kelly는 재활용 전문 기업들이 PV 모듈의 75% 이상을 재활용할 수 있는 것으로 추산한다고 밝혔다. 풍력 블레이드는 열경화성 에폭시 수지 특성상 용융이 불가능해 재활용이 어려우며, 열가소성 복합재 등 새로운 소재와 시멘트·콘크리트용 파쇄 활용이 대안으로 언급됐다. IEC TC 88은 2025년 풍력발전 자산의 수명 연장 최소 요구사항을 담은 IEC 61400-28을 발간했고, 태양광 모듈 수리·재사용을 다루는 IEC PAS는 발간 예정이다.

9월 4일

태양광·풍력pv magazine

폐태양광 실리콘을 질화규소로 업사이클링하는 기술 개발

한국에너지기술연구원과 충남대학교 연구진이 수명이 다한 태양광 모듈에서 회수한 실리콘을 질화규소(Si₃N₄)로 전환하는 방법을 개발했다. 연구진은 Al-BSF 구조의 다결정 실리콘 셀 54장으로 구성된 Suntech STP200-18/Ub 폐모듈 1장을 사용해, 분리·분쇄·산 에칭·침강 공정을 거쳐 실리콘을 회수했다. 분쇄 속도 800rpm에서는 HCl 에칭 후 잔류 알루미늄이 4,290ppm이었던 반면 400rpm에서는 189ppm에 그쳤고, 5분 침강으로 TiO₂ 불순물 71.4%를 제거하면서 실리콘 회수율 92.3%를 유지했다. 정제된 실리콘의 순도는 99.95%였으며, 이를 1,350℃ 1시간·1,450℃ 10분 조건에서 질화한 결과 α-Si₃N₄ 함량이 93.1%로 나타났다(정제 미적용 시 54.7%). 연구 결과는 'Materials Today Sustainability'에 게재됐으며, 연구진은 원광에스앤티와 함께 이동형 태양광 재활용 기술을 개발해 기존 중앙집중식 대비 운송비 약 30%, 탄소배출 10% 이상 저감을 목표로 하고 있다.

9월 3일