太陽能電池板本身就是……。“可持續(xù)發(fā)展”:回收太陽能電池板以制造更多的太陽能電池板!
在美國,絕大多數(shù)的太陽能裝置都發(fā)生在過去十年中。由于太陽能電池板的耐用性通常會持續(xù)超過其保證的25年,因此它們的回收利用還不是主要問題。但是,前進的道路很明確–回收太陽能電池板的市場需求只會隨著時間的推移而增加。
2017年,美國安裝了10.6吉瓦的新太陽能。使用粗略的數(shù)學運算(如果每個面板為300W),去年安裝了3,530萬個新的太陽能電池板。在2018年初,美國的運營太陽能容量為53吉瓦。在大約30年的時間里,一波3,530萬塊面板的使用壽命可能已到盡頭,這還不包括過去十年來淹沒美國市場的數(shù)億個面板,這些面板可能需要盡快處置。
回收過程可以兩種方式之一進行。首先可以拆卸太陽能電池板,以便重新使用玻璃和金屬,可以通過熱處理(然后用作熱源)以及通過物理分離電池模塊來蒸發(fā)塑料。蝕刻后,破碎的晶圓熔化以重新使用該材料。
或者,可將面板切成小塊,以除去層壓板。然后使用旋轉(zhuǎn)螺桿分離材料,同時使用酸和過氧化物去除薄膜。然后可以將剩余的金屬移至分離和處理階段,或者可以施加振動以去除夾層材料以隔離玻璃。
太陽能電池板包含許多有價值的元素,有可能在未來的面板中重新使用。例如,稀土元素(例如鎵和銦)通常用于太陽能電池板的光伏電池中,而銅線和硅則用于電池板的布線中。銀也是一種可回收的金屬。重要的是,這些元素通常是通過采礦生產(chǎn)的,這是昂貴的,并且隨著地球上這些元素的供應進一步枯竭,價格會變得更高。
但是,回收太陽能電池板并不是一個簡單的過程,因為許多有價值的元素分布在整個電池板上并與其他組件結(jié)合在一起。目前,將太陽能電池板拆開以回收稀土元素,銅,硅,玻璃和其他零件,需要耗費大量人力且昂貴的過程。硅基光伏面板需要刮掉硅片然后融化,而薄膜光伏面板則需要用酸清洗以去除薄膜。
盡管如此,太陽能電池板還是可以回收利用的,大部分來自電池板的材料都可以重復使用。隨著太陽能電池板安裝數(shù)量的增加,回收材料對環(huán)境的重要性將越來越高,隨著行業(yè)規(guī)模的擴大,其回收成本也將降低。
單晶硅光伏電池是目前所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率的,但制作成本很大,以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝,因此其堅固耐用,使用壽命一般可達15年,可達25年。
多晶硅光伏電池電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少,其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右 。從制作成本上來講,比單晶硅太陽能電池要便宜一些,材料制造簡便,節(jié)約電耗,總的生產(chǎn)成本較低,因此得到大量發(fā)展。此外,多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講,單晶硅太陽能電池還略好。