АНАЛІЗ ПЕРСПЕКТИВНИХ ТОНКОПЛІВКОВИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ НА ОСНОВІ ГРАФЕНУ В ПРОЦЕСАХ ДЕКАРБОНІЗАЦІЇ ТА ЦИРКУЛЯРНОЇ ЕКОНОМІКИ

Анотація

Виконано порівняльний аналіз можливостей переробки та утилізації двох ключових елементів сонячної енергетики: традиційних кремнієвих панелей, що домінують на ринку, та перспективних тонкоплівкових на основі графену. Аналіз проведено в контексті переходу до циркурлярної економіки та стрімкого зростання обсягів фотоелектричних відходів, які до 2030 року можуть сягнути 78 мільйонів тонн. Досліджено матеріальний склад кремнієвих панелей, що включає як цінні компоненти (кремній, срібло, алюміній), так і токсичні речовини (свинець, кадмій), що створює значні екологічні ризики у разі захоронення. Описано існуючі зрілі технології їх переробки — комбінацію механічних, термічних та хімічних методів, що дозволяють відновити до 80 % матеріалів з потенціалом до 99 %. Підкреслюється, що економічна доцільність цього процесу підкріплюється високою вартістю вторинної сировини, а його розвиток стимулюється державною регуляторною політикою, як Директива WEEE в ЄС, на противагу відсутності такої законодавчої бази в Україні. Як перспективну альтернативу запропоновано графенові тонкоплівкові елементи. Їхня фундаментальна перевага полягає у потенційній відсутності токсичних речовин, оскільки вони базуються на вуглеці. Це може кардинально спростити, здешевити та убезпечити процеси переробки, зміщуючи фокус з управління небезпечними відходами на відновлення нетоксичних матеріалів. Хоча технологія ще перебуває на дослідницькій стадії, інновації у здешевленні виробництва графену відкривають шлях до її майбутньої комерціалізації. Майбутнє стійкої сонячної енергетики залежить не лише від ефективності генерації енергії, а й від створення замкненого життєвого циклу. Розвиток нетоксичних матеріалів та впровадження обов’язкової відповідальності виробників за утилізацію є критичними кроками для запобігання екологічній кризі та реалізації принципів циркулярної економіки.