研究指向太陽能電池板的回收策略

美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員對太陽能光伏(PV)組件的報廢管理最有希望的方法進行了首次全球評估。光伏組件的使用壽命為30年。目前，尚無計劃在使用壽命結束時對其進行管理。到2050年，不再需要的模塊數量總計將達到8000萬噸。除數量外，廢物的性質也帶來了挑戰。光伏組件由有價值，珍貴，關鍵和有毒的材料制成。當前沒有關于如何回收有價值的物質和減少有毒物質的標準。

許多文章回顧了PV回收的各個選項，但是直到現在，還沒有人對所有PV回收工作進行全球評估，以找出最有前途的方法。

NREL專門研究可持續性科學的高級科學家Garvin Heath說：“ PV是能源轉型的重要組成部分。” “我們必須成為這些材料的好管家，并為光伏組件發展循環經濟。”

希斯是《支持循環經濟的硅光伏組件回收的研究與開發優先事項》的主要作者，該出版物發表在《自然能源》雜志上。他是NREL的合著者，包括Timothy Silverman，Michael Kempe，Michael Deceglie和Teresa Barnes。以及NREL的前同事Tim Remo和Hao Cui。該團隊還與外部專家合作，特別是在太陽能制造領域。

希思說：“它提供了一個簡潔，深入的綜合，表明我們應該和不應該把重點放在研究人員，投資者和政策制定者身上。”

作者專注于結晶硅的回收，該結晶硅以非常純凈的形式用于已安裝的光伏系統的90%以上。它約占能源，碳足跡和生產PV組件成本的一半，但僅占其質量的一小部分。硅的價值取決于其純度。

PV硬件專家Silverman說：“使硅變得純凈需要大量投資。” “對于光伏組件，您需要將這些硅電池，密封在防風雨的包裝中，使其與其他材料接觸，并等待20到30年，而與此同時，光伏技術正在進步。我們如何才能獲得這種能量和材料投資以最環保的方式?”

作者發現一些國家已經制定了PV回收法規，而其他國家才剛剛開始考慮解決方案。目前，由于當今產生的廢物量有限，世界上僅存在一個晶體硅光伏專用回收設施。

根據他們的發現，作者建議進行研究和開發，以減少回收成本和環境影響，同時最大程度地提高材料回收率。他們建議專注于高價值的硅晶片而不是完整的硅晶片。后者被吹捧為可以實現的，但是硅晶片經常會破裂，不可能滿足當今嚴格的標準以實現直接重復使用。為了回收高價值的硅，作者強調需要研究和開發硅純化工藝。

作者還強調，應使用技術經濟分析和生命周期評估來探討回收做法的環境和經濟影響。

最后，作者指出，尋找避免浪費的方法是等式的重要組成部分，包括如何使太陽能電池板的使用壽命更長，如何更有效地使用材料以及更高效地發電。

西爾弗曼說：“我們需要研發，因為廢物的堆積會悄悄溜到我們身上。” “就像光伏裝置的指數級增長一樣，它似乎會緩慢移動然后迅速加速。到有足夠的浪費來開設光伏專用設施時，我們需要已經研究了正確的過程。”

如果成功，這些發現將為PV循環經濟做出貢獻。