回收太陽能發(fā)電板如何工作?

在物理學(xué)中，太陽能是基于光伏效應(yīng)的。在光伏效應(yīng)中，兩種不同的材料緊密接觸并在暴露于光或其他輻射能時產(chǎn)生電壓。在太陽能中，這些材料屬于半導(dǎo)體的一類。它不是在特定條件下電子流過的導(dǎo)體或絕緣體。太陽能行業(yè)中常用的半導(dǎo)體是硅。當(dāng)光子將電子與材料分離時，回收太陽能發(fā)電板就會發(fā)電。實際上，太陽能電池板由一系列稱為太陽能電池的小單元組成，這些單元實際上將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。典型的太陽能電池板還包括金屬框架，玻璃外殼和各種布線，以從硅框架吸收電流。由于太陽能電池板會產(chǎn)生直流電，因此需要逆變器在家中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。類型的半導(dǎo)體傾向于吸收少量的正電荷，而N型的半導(dǎo)體則帶有負電荷。半導(dǎo)體材料通常摻雜有雜質(zhì)，硅和鍺之類的晶體通常不允許電子從原子自由移動，從而更容易提供或接受電子。這與電池另一個電極上的負電壓非常相似。

半導(dǎo)體是P和N兩種類型之一。每個回收太陽能發(fā)電板將其中兩個半導(dǎo)體夾在中間。一個是P型，另一個是N型(看起來像電池)。電子可以從一側(cè)自由地傳遞到另一側(cè)，但不能以相反的方向通過。想象一個山丘，一個電子很容易從山丘下降(到N側(cè))，但不能爬升(到P側(cè))。當(dāng)電子上升到激發(fā)態(tài)時，會消耗從入射光接收的能量，這會發(fā)生。如果材料不形成結(jié)，則自由電子終將返回基態(tài)。另外，由于電子僅在單個方向上從N流動到P，因此通過光電效應(yīng)產(chǎn)生直流電。該電流與電池電壓一起定義了太陽能電池可以產(chǎn)生的功率(或瓦特數(shù))。通常，每個具有足夠能量的光子都會發(fā)射一個電子，從而形成一個“空穴”。電場將電子移動到N側(cè)，將空穴移動到P側(cè)。

太陽能電池板是一種將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。迄今為止，已經(jīng)研究了100多種不同材料、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和形式的太陽能電池。由于種類繁多，分類方法也多種多樣。

硅太陽能電池板

硅太陽能電池板是指以硅為基礎(chǔ)的太陽能電池板。硅是應(yīng)用廣泛的太陽能電池材料，包括單晶硅太陽能電池板、多晶硅太陽能電池板、非晶硅太陽能電池板和微晶硅太陽能電池板。

(1)單晶硅太陽電池板

單晶硅太陽能電池是由單晶硅制成的太陽能電池板，是早發(fā)展和成熟的技術(shù)。與其他電池相比，單晶硅太陽能電池板性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換效率高。目前，大規(guī)模生產(chǎn)商用電池的效率已達到17%-22%。

由于技術(shù)的進步，價格也在下降，一度長期占據(jù)的市場份額，但由于生產(chǎn)成本高，多晶硅太陽能電池板自1998年以來，年產(chǎn)量已超過多晶硅。

然而，在下一個千年里，單晶硅太陽能電池板將繼續(xù)發(fā)展。通過大規(guī)模生產(chǎn)和超薄開發(fā)，有望進一步降低成本，保持較高的市場份額。

隨著過去幾年全球太陽能制造業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)，全球?qū)⒃谖磥韼啄陜?nèi)迎來一波光伏板“報廢潮”，到2050年甚至達到數(shù)千萬噸!

不久前，歐洲光伏板回收工廠投產(chǎn)，光伏組件材料回收效率超過95%。

歐洲光伏板回收工廠

該工廠能夠回收95%的晶體硅光伏板材料。以前，老化或損壞的太陽能板通常被送到玻璃回收設(shè)施，那里只有玻璃和鋁框架被回收。剩下的被送進水泥爐焚燒。此外，玻璃回收廠只能回收太陽能電池板的玻璃，并與其他普通玻璃混合，造成浪費。