鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1161次 | 2020年08月31日
回收太陽能版,重點(diǎn)在于高價(jià)值硅和完整硅晶圓
太陽能板壽命可達(dá)30年,若沒好好管理,那么到2050年,屆時(shí)全球?qū)⒍逊e8,000萬公噸的廢棄太陽能板,對(duì)此,美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)評(píng)估各種太陽能回收處理方法后,最終提出一道指路明燈,鼓勵(lì)將研究重點(diǎn)放在回收高價(jià)值硅與完整硅晶圓上,也呼吁要更多研究來降低回收與環(huán)境成本。
太陽能板包含玻璃、鋁、硅、銅、貴金屬與其他塑料等材料,含65-75%玻璃、10-15%鋁框、10%塑料和3-5%的硅晶電池,只是早在太陽能板制造過程中,就已經(jīng)與聚合物封裝膠(EVA)緊密融合,如何完整分離與個(gè)別回收都是各國(guó)的大難題。
過去也有許多科學(xué)家推出處理及回收方式,像是德國(guó)廠商GeltzUmwelt-Technologie用熱裂解方式,把不要的聚合物層燒毀、讓玻璃與面板分離,再透過篩子與空氣分級(jí)器來分離細(xì)小的材料;法國(guó)環(huán)保公司Veolia則是先用機(jī)器人將太陽能板分解成玻璃、硅、塑料、銅與銀,粉碎材料重新制造新面板。
根據(jù)規(guī)定,則采用登記每一片面板并事先繳交回收清理費(fèi),行政院環(huán)保署說法,目前業(yè)者重要采用熱處理法(熱熔法或熱刀法)將玻璃與電池片分離后,分別進(jìn)行再利用,研究單位也已成功研發(fā)出熱裂解法及剝除法等兩種方式,可將廢太陽能光電板之玻璃上EVA去除。
顯然每家業(yè)者或是機(jī)構(gòu)的回收方法都各不相同,有些國(guó)家也尚未推出太陽能板回收相關(guān)規(guī)定,NREL高級(jí)科學(xué)家GarvinHeath就表示,「太陽能是能源轉(zhuǎn)型的重要一員,我們要好好管理這些材料,進(jìn)而發(fā)展出太陽能循環(huán)經(jīng)濟(jì)。」
NREL團(tuán)隊(duì)研究重要放在太陽能板核心、進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的「硅晶電池」,硅材料是太陽能電池最重要的基礎(chǔ)原料,轉(zhuǎn)換效率又取決于硅的純度,這是因?yàn)橥环N分子組成,所以分子排列較緊密,電子在其中的傳遞時(shí)就較順暢,像是轉(zhuǎn)換效率較高的單晶硅太陽能電池,就是把高純度的多晶硅(純度為99.999999999%)丟到單晶爐中熔煉成。
但NREL指出,有鑒于目前世界上的廢棄太陽能板量少,也只有一座太陽能專用硅晶回收設(shè)施,首要之務(wù)還是不斷投入太陽能回收研究,繼續(xù)研究和開發(fā),以降低回收成本和環(huán)境影響,同時(shí)最大程度地提高材料回收率。
NREL建議,可以將重點(diǎn)放在高價(jià)值硅與完整的硅晶圓上,雖然說回收硅晶圓確實(shí)可行,但硅晶圓容易破裂,難以直接重復(fù)使用,因此為了回收更高價(jià)值(high-valuesilicon)的硅,還要研究與開發(fā)硅純化技術(shù),并透過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和生命周期評(píng)估,探討不同回收處理的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響。
研究指出,尋找延長(zhǎng)太陽能電池壽命、高效利用材料以及提高太陽能發(fā)電效率等做法,也有助于減少浪費(fèi)。