Ein Solarmodul besteht zu etwa 70 Prozent aus Glas, zu rund 10 Prozent aus je Aluminium und Plastik und zu 3 bis 5 Prozent aus Silizium. Damit sind Solarzellen nicht giftig und gelten nicht als Sondermüll. Auch ist aktuell das Aufkommen an zu verschrottenden Modulen gering, doch das dürfte sich bis 2030 ändern. Denn mit Einsetzen des Solar-Booms Ende der 2000er-Jahre kommen immer mehr dieser ersten Anlagen in der aktuellen Dekade ans Ende ihrer erwarten Lebensdauer von etwa 20 Jahren. Umso wichtiger wird es, frühzeitig geeignete Recycling- und Weiterverwendungsprozesse zu implementieren.
Eine energetische Amortisation von in Deutschland genutzten Solarmodulen tritt im Normalfall nach ungefähr einem Jahr, meist spätestens nach zwei Jahren ein. Dann haben die Module so viel Energie produziert, wie für deren Herstellung notwendig war. Hersteller geben auf die Module normalerweise eine Garantie von 25 bis 30 Jahren. Und dennoch wird jedes Solarmodul zwangsläufig einmal ausgemustert werden. Wurden 2022 nach Angaben des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE deutschlandweit noch rund 10.000 Tonnen Solarmodule verschrottet, könnte die Abfallmenge an Solarmodulen neuen Prognosen zufolge 2030 bereits bei rund einer Million Tonnen liegen.
Das Verschrotten von Solarmodulen verschwendet viele der darin enthaltenen wertvollen Rohstoffe. So ist beispielsweise das Halbleitermaterial Silizium jedoch mit den Kunststoffen verschmolzen und schwer wiederzugewinnen. Wurden bislang vor allem Aluminium, Glas und Kupfer neu aufbereitet, soll künftig auch Silizium erneut Verwendung finden. Dazu hat ein Forscherteam des Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE mit dem größten deutschen Recyclingunternehmen für PV-Module, der Reiling GmbH & Co. KG, einen innovativen Prozess entwickelt. Dabei wird das Silizium der Module im industriellen Maßstab wiederverwertet und in der Herstellung neuer PERC-Solarzellen wiederverwendet.
Nach Durchlaufen etablierter mechanischer Aufbereitungsprozesse werden die Zellbruchstücke durch Sortierverfahren von Glas und Kunststoff befreit, um sie anschließend über ein nasschemisches Ätzen weiterzubearbeiten. Das daraus zurückbleibende Silizium wird schließlich zu Wafern weiterverarbeitet. Diese werden letztlich zu PERC-Solarzellen mit einem Zellwirkungsgrad von gemessenen 19,7 Prozent.
