De eerste generatie zonnepanelen begint langzaam het einde van zijn levensduur te bereiken. Dat levert een nieuwe uitdaging op voor de energietransitie: wat gebeurt er straks met miljoenen afgedankte panelen? Onderzoekers van TNO denken een belangrijk deel van dat probleem te hebben opgelost met een nieuwe lasertechnologie die zonnepanelen efficiënt uit elkaar haalt en waardevolle grondstoffen terugwint.
Volgens TNO kan met de techniek meer dan 99 procent van het zilver uit zonnepanelen worden teruggewonnen. Ook hoogzuiver silicium blijft behouden voor hergebruik. Tegelijkertijd ligt het energieverbruik van het proces veel lager dan bij bestaande recyclingmethoden.
Dat is relevant, want zonnepanelen bevatten steeds meer strategisch belangrijke materialen. In 2024 ging ongeveer een kwart van al het wereldwijd gewonnen zilver naar de productie van zonnepanelen. De vraag naar die grondstof stijgt ondertussen verder, terwijl Europa juist minder afhankelijk wil worden van import van kritieke materialen.
Gebouwd om tientallen jaren mee te gaan
Het recyclen van zonnepanelen blijkt ingewikkelder dan veel mensen denken. Panelen moeten minstens 25 jaar bestand zijn tegen regen, hagel, hitte, kou en mechanische belasting. Daarom zitten glas, zonnecellen en beschermlagen stevig op elkaar verlijmd met zogenoemde encapsulanten.
Die stevige constructie zorgt tijdens gebruik voor betrouwbaarheid, maar maakt demontage bijzonder lastig. Traditionele recyclingmethoden zijn daarom vaak grof. Panelen worden bijvoorbeeld vermalen of bij hoge temperaturen verwerkt. Daarbij gaan waardevolle materialen zoals zilver en hoogwaardig silicium grotendeels verloren of kost het proces veel energie.
TNO kiest voor een fundamenteel andere aanpak. De onderzoekers gebruiken een krachtige laser die lokaal warmte opwekt in de actieve laag van het zonnepaneel. Daardoor laat de hechting tussen zonnecel en lijmlaag gecontroleerd los, waarna de verschillende lagen netjes van elkaar kunnen worden gescheiden.
Het bijzondere is dat de onderzoekers gebruikmaken van precies de eigenschap waarvoor zonnepanelen ontworpen zijn: het efficiënt absorberen van licht. Waar dat licht normaal wordt omgezet in elektriciteit, gebruikt de lasertechnologie het nu om de interne lagen gecontroleerd los te maken.
Van hechting naar scheiding
Volgens onderzoeksleider Mirjam Theelen levert dat een veel schonere scheiding van materialen op. Het glas blijft grotendeels intact en zonnecellen komen vrij met nauwelijks lijmresten. Daardoor kunnen materialen opnieuw hoogwaardig worden ingezet.
Ook het energieverbruik ligt fors lager dan bij bestaande technieken. TNO spreekt over minder dan 1 kWh energie per zonnepaneelmodule. Ter vergelijking: conventionele methoden zoals pyrolyse verbruiken ongeveer 25 kWh per module.
Daarnaast vermijdt de methode zware chemische behandelingen of het volledig verhitten van een paneel. Dat maakt het proces niet alleen efficiënter, maar ook beter schaalbaar voor grootschalige recycling.
Een opvallend detail is dat het proces zichzelf deels zichtbaar maakt. Tijdens het losmaken van de lagen verandert het oppervlak subtiel van kleur. Onderzoekers kunnen daardoor direct zien hoe effectief de laser werkt en het proces nauwkeurig bijsturen.
Een goudmijn aan grondstoffen
Volgens TNO draait het niet alleen om afvalverwerking, maar ook om economische kansen. Afgedankte zonnepanelen bevatten naast zilver ook hoogzuiver silicium, glas en kunststoffen die opnieuw bruikbaar zijn wanneer ze schoon worden teruggewonnen.
Dat silicium kan bijvoorbeeld opnieuw worden gebruikt in batterijen of nieuwe zonnecellen. Juist omdat Europa inzet op strategische autonomie groeit de interesse in lokale grondstoffenstromen.
Theelen noemt de technologie daarom een mogelijke “goudmijn aan grondstoffen”. De volumes nemen namelijk snel toe. Een recente studie berekende dat Nederland in 2030 ongeveer 40.000 ton afgedankte zonnepanelen per jaar zal produceren. Tegen 2050 kan dat oplopen tot 120.000 ton per jaar.
Waar recycling nu vaak vooral gebeurt om aan regelgeving te voldoen, denkt TNO dat hoogwaardige zonnepaneelrecycling uiteindelijk een winstgevend proces kan worden. De waarde van de teruggewonnen materialen zou hoger kunnen liggen dan de kosten van recycling zelf.
Van laboratorium naar industriële toepassing
Het onderzoek loopt inmiddels drie jaar en bevindt zich volgens TNO ruim voorbij de verkennende fase. In het laboratorium zijn vrijwel alle gangbare typen zonnepanelen succesvol ontmanteld.
De focus verschuift nu naar industriële toepassingen. Samen met recyclingbedrijven, machinebouwers, zonnepaneelfabrikanten en andere partners onderzoekt TNO hoe de technologie kan worden geïntegreerd in bestaande recyclinglijnen. Zo wordt onder meer met een Nederlandse machinebouwer getest op volledige modules onder praktijkomstandigheden.
Ook internationaal groeit de aandacht voor lasergebaseerde recycling van zonnepanelen. In onder meer Australië en de Verenigde Staten lopen vergelijkbare onderzoeken. Volgens TNO biedt dat kansen om kennis uit te wisselen en technieken sneller verder te ontwikkelen.
De verwachting van de onderzoekers is dat lasers in de toekomst een vast onderdeel worden van recyclinginstallaties voor zonnepanelen. Niet alleen vanwege het lage energieverbruik, maar vooral omdat de technologie hoogwaardige materialen intact houdt. Daarmee verschuift een afgedankt zonnepaneel langzaam van afvalproduct naar grondstoffenbron voor de volgende generatie zonne energie.
