将来の太陽電池の廃棄量の 予測と処理について 指導教員 梶原 寿了 卒業研究生 田口 智絵 上野 剛揚 佐伯 幸治
背景 クリーンエネルギーの太陽電池が注目されているなかで、太陽電池が廃棄になったときのリサイクル方法が確立されていないのが現状である。
目的 自然エネルギーの中でも特に生活の中で見ることの多い太陽光発電に着目し、太陽電池の生産量の予測から廃棄量を予測し、材料ごとに廃棄したときの処理方法を検討した。
生産量の予測(1) 太陽光発電の将来 2010年 2020年 2030年 目標累積設置量 (MW) 4820 28700 82800 太陽光発電の将来 2010年 2020年 2030年 目標累積設置量 (MW) 4820 28700 82800 単年度設置量 (MW) 1230 4300 10050 普及率 住宅：４％ 戸建住宅：20％ 戸建住宅：45％ 輸出比率 ８％ １８％ ２５％
生産量の予測(2)
太陽電池のタイプ別シェア
太陽光発電システムの設置容量
太陽電池の廃棄量
材料の種類 ・ガラス・シリコン・樹脂(フィルム) ・はんだ(鉛・スズ)・銀・ステンレス ・プラスチック ・銅 ・アルミ合金
ガラス 太陽電池モジュールの全重量の約半分を占めている。 純度９７％以上のものが使用されている。 原料からリサイクルするとエネルギーの約２０％節約出来る。 不純物の多いガラスは再利用が難しくカレット混入によるアスファルト舗装、コンクリート二次製品、景観舗装、壁材として使用されている。 その他は埋め立てられている。
シリコン シリコン系は無害で、埋め立てることも出来るが欠陥が少ないので再利用出来る。 シリコン太陽電池の約９０％は半導体産業から出る屑を再利用している。 化合物太陽電池と湿式太陽電池は有害物質を使うことがある。 有機半導体太陽電池は無害である。
はんだ（鉛・スズ） 鉛はんだの回収法として、「鉛分離方法」がある。メタノール、エタノール等の溶媒と、ヨウ素を溶解している鉛分離液に、鉛はんだが付着した試料を浸漬する方法である。容易に試料から鉛はんだを分離できるので、鉛を溶出させない廃棄処理が可能である。 はんだ、メッキなどの他の物質との混合はコストの面からリサイクルが難しいので、現在は鉛フリーはんだを使うようになっている。
結果 2030年には年間約12000MW(約33900t)生産され、約200MW(約565t)の廃棄量が出る予測結果が出た。 太陽電池を材料ごとに分解することは現在できないので、処理方法としては、モジュールはガラスを切り取って再利用し、残りは粉砕して溶かしてセメントにしている。 太陽電池の半導体材料には有害物質が含まれているが、処理方法を正しく行えば環境には影響ないと考えられる。