隨著科技的飛速發(fā)展,太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)已逐漸進(jìn)入千家萬(wàn)戶,成為我們追求綠色、清潔生活的重要選擇。在這一浪潮的推動(dòng)下,硅太陽(yáng)能電池板的生產(chǎn)和使用量正以前所未有的速度飆升,這無(wú)疑為全球的能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)了巨大的力量。
然而,太陽(yáng)能發(fā)電的普及也引發(fā)了人們對(duì)廢舊電池板處理問(wèn)題的深切關(guān)注。那么,面對(duì)這一挑戰(zhàn),我們不禁要問(wèn):太陽(yáng)能電池板可以回收嗎?
太陽(yáng)能電池板作為高科技產(chǎn)品,其內(nèi)部蘊(yùn)含著多種可回收再利用的寶貴資源。硅、銀、鋁等金屬材料以及特殊的半導(dǎo)體材料,都是太陽(yáng)能電池板中必不可少的成分。
這些材料在經(jīng)過(guò)專業(yè)的回收處理后,不僅能夠有效減少對(duì)新資源的開采需求,降低生產(chǎn)成本,更能夠大幅度降低環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
太陽(yáng)能電池板的回收過(guò)程需要經(jīng)歷多個(gè)關(guān)鍵步驟。
首先,需要對(duì)廢舊電池板進(jìn)行初步識(shí)別和分類,以便根據(jù)其材料和型號(hào)選擇合適的回收方法。接著,通過(guò)專業(yè)的拆解和分離技術(shù),將電池板中的各個(gè)部分進(jìn)行細(xì)致的分離處理。最后提取出有價(jià)值的材料,為后續(xù)的再利用做好準(zhǔn)備。
目前,廢舊太陽(yáng)能電池板的回收技術(shù)主要包括物理回收法和化學(xué)回收法。
物理回收方法
主要采用機(jī)械力將太陽(yáng)能電池板進(jìn)行拆解和分離,將各種材料如玻璃、硅片、銀等分類回收。這種方法操作簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低,且回收的材料具有較高的再利用價(jià)值。
然而,物理回收方法也存在一些缺點(diǎn)。首先,由于太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,拆解過(guò)程中可能會(huì)損壞部分材料,降低其再利用價(jià)值。其次,物理回收方法對(duì)于太陽(yáng)能電池板中的有害物質(zhì)如鉛、鎘等無(wú)法進(jìn)行有效去除,可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
化學(xué)回收方法
主要通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將太陽(yáng)能電池板中的有用元素進(jìn)行提取。這種方法能夠提取出太陽(yáng)能電池板中有價(jià)值的金屬,具有較高的回收效率。
但是,化學(xué)回收方法需要使用大量的化學(xué)試劑,如無(wú)機(jī)酸等,處理過(guò)程可能產(chǎn)生有害氣體和廢液,對(duì)環(huán)境和操作人員的健康造成潛在威脅。此外,化學(xué)回收方法的成本較高,回收周期長(zhǎng),回收過(guò)程中可能會(huì)損失部分有用元素。
2024年6月3日,中國(guó)科學(xué)家在《自然可持續(xù)》(Nature sustainability)雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于鹽刻蝕方法回收硅太陽(yáng)能電池板的文章,有望在不使用有毒無(wú)機(jī)酸和不產(chǎn)生二次污染的情況下回收?qǐng)?bào)廢硅太陽(yáng)能電池板中的銀和硅。
研究者采用鹽刻蝕的方法,利用熔融氫氧化鈉-氫氧化鉀可以與氮硅化合物、二氧化硅、氧化鋁和硅反應(yīng)的特性,自上而下地與硅太陽(yáng)能電池板表面的涂層發(fā)生反應(yīng),從而將鑲嵌在硅板和氮硅化合物間的銀線剝離出來(lái),該刻蝕過(guò)程僅需180秒,實(shí)現(xiàn)了銀和硅高達(dá)99.0%和98.0%的回收率。
此外,該回收工藝還通過(guò)“選擇性氧化-堿浸出-電沉積”的方法從焊料帶中回收銅、鉛和錫等其他有價(jià)值金屬。與傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能板回收工藝不同的是,該研究提出的回收方法不需要使用腐蝕性的無(wú)機(jī)酸,減少了化學(xué)廢料的產(chǎn)生和對(duì)環(huán)境的污染。并且,該回收工藝可直接獲得銀線,避免了銀的溶解和沉積,相比于其他回收方法更加高效。
本研究還利用鹽刻蝕回收的方法,對(duì)不同種類的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了回收實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,該研究的回收方法適用于各種電池架構(gòu),并且銀和硅的回收率和純度都較高,是一種具有普適性的硅太陽(yáng)能電池板的回收方法。
太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響是復(fù)雜而深遠(yuǎn)的,太陽(yáng)能電池板生命周期的完整性也已經(jīng)受到廣泛關(guān)注。我們應(yīng)該積極推廣太陽(yáng)能發(fā)電,充分發(fā)揮其在環(huán)保和能源安全方面的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也要關(guān)注并應(yīng)對(duì)其潛在的環(huán)境挑戰(zhàn),共同推動(dòng)綠色、可持續(xù)的能源發(fā)展。
原標(biāo)題:3分鐘,就可以實(shí)現(xiàn)硅太陽(yáng)能電池板的回收?