97 % серебра за 150 секунд: старые солнечные панели будут перерабатываться более эффективно

Исследователи из Нинсяского университета в Китае разработали способ извлечения серебра из отработанных солнечных элементов без использования кислот. Элементы погружают в расплав гидроксидов натрия и калия, после чего серебряные проводники отделяются от кремниевой пластины целыми, в виде чистого металла. Результаты опубликовал журнал «Journal of Cleaner Production».

«Эти результаты объясняют механизмы бескислотного извлечения драгоценных металлов из кристаллических кремниевых фотоэлектрических материалов с минимальными потерями», — отмечают авторы исследования.

За 150 секунд в расплаве при температуре 230 °C удалось извлечь 94,34 % серебра, а в оптимальных условиях — 97,11 %. Потери кремниевой пластины ограничились 2,62 %. Метод пока опробован только в лаборатории, уточняет pv magazine.

Почему серебро в панелях ценится на вес золота

Серебро составляет менее 0,03 % массы отработанной солнечной панели, но обеспечивает почти половину её стоимости в качестве вторичного сырья. Обычно панель содержит около 20 граммов серебра, а Австралийский энергетический совет прогнозирует, что к 2050 году в мире накопится 60–78 млн тонн солнечных отходов, пишет pv magazine Australia.

Первое поколение коммерческих панелей уже приближается к концу своего 25–30-летнего срока службы. Поэтому вопрос утилизации становится не только экологическим, но и экономическим: по оценкам исследователей из Университета Аделаиды, утилизация солнечных панелей может принести до 1 трлн долларов прибыли к 2060 году.

Не растворять, а «отклеивать»

Обычно серебро из панелей извлекают путем выщелачивания азотной кислотой: она растворяет металл, превращая его в ионы. В результате образуются токсичные оксиды азота и кислые сточные воды, а само серебро приходится затем восстанавливать с помощью сложных химических процессов. Новый метод пропускает этот этап. «Соль» здесь в химическом смысле: расплав едкой соды и едкого калия — очень щелочная и агрессивная среда. Он растворяет не серебро, а тонкий слой нитрида кремния, защищающий поверхность солнечного элемента, и связь между этим слоем и серебряными проводниками ослабевает настолько, что они просто отпадают.

Главной сложностью была защита самой кремниевой пластины. Как только защитное покрытие исчезает, гидроксид-ионы начинают разъедать кремний, превращая его в растворимые силикаты и оставляя на поверхности мелкие ямки. Исследователи разобрались в этом механизме и подобрали температуру и время обработки так, чтобы потери кремния были минимальными. Подобный подход с расплавом гидроксидов уже описывали в 2024 году, но тогда не удавалось контролировать потери кремния.

Не единственный и не универсальный

Важное уточнение: метод проверяли на солнечных элементах с алюминиевым задним полем (Al-BSF), то есть на более старом типе, который сейчас массово поступает на переработку. Современные элементы устроены иначе, а новые поколения, такие как тандемные перовскитовые панели с рекордным КПД, ещё сложнее, поэтому для них метод придётся проверять отдельно.

Экологическая переработка серебряных проволок из кристаллических кремниевых солнечных элементов. Фото: Science Direct

Бескислотные методы ищут и в других странах. В январе исследователи Университета Ньюкасла в Австралии показали, что измельчённые панели можно разделять с помощью пенной флотации — — метода, с помощью которого в горнодобывающей промышленности отделяют ценные минералы от породы. Так они извлекли 97,6 % серебра примерно за три минуты, используя обычную водопроводную воду, сообщал pv magazine.

«Насколько нам известно, это первая демонстрация пенной флотации для извлечения металлического серебра из измельчённых солнечных панелей — того, что многие в отрасли считали невозможным», — сказала профессор Ньюкаслского университета Махшид Фирузи.

Другой вариант предложили учёные из Ньюкасла совместно с австралийским агентством CSIRO: они извлекли в среднем 93 % серебра электрохимическим способом, но из раствора после азотной выщелачивания. То есть этот способ не позволяет обойтись без кислоты, а лишь облегчает последующее извлечение металла.

Серебра не хватает

Спрос на новые способы переработки стимулирует рынок. Мир шестой год подряд потребляет больше серебра, чем добывает: в 2026 году дефицит прогнозируется на уровне 46,3 млн унций. В прошлом году средняя цена на серебро превысила $40 за унцию, что на 42% больше, чем годом ранее, пишет pv magazine со ссылкой на World Silver Survey 2026.

«Промышленное потребление сократилось на 3 % до 657,4 млн унций — это первое падение после пандемии, ведь сокращение спроса со стороны фотоэлектрической отрасли перевесило рост в дата-центрах для ИИ, высокоскоростных линиях электропередачи и электромобилях», — говорится в обзоре.

В то же время производители солнечных панелей сами сокращают использование серебра, уменьшая его содержание и заменяя его медью. По прогнозу Silver Institute, в 2026 году солнечная отрасль потребляет около 151 млн унций серебра против 186,6 млн в прошлом году, сообщает Mercom India. Таким образом, именно старые панели с более высоким содержанием серебра в ближайшие годы станут наиболее ценным сырьем для переработки.