回收太阳能发电板如何工作?
在物理学中,太阳能是基于光伏效应的。在光伏效应中,两种不同的材料紧密接触并在暴露于光或其他辐射能时产生电压。在太阳能中,这些材料属于半导体的一类。它不是在特定条件下电子流过的导体或绝缘体。太阳能行业中常用的半导体是硅。当光子将电子与材料分离时,回收太阳能发电板就会发电。实际上,太阳能电池板由一系列称为太阳能电池的小单元组成,这些单元实际上将太阳能转换为电能。典型的太阳能电池板还包括金属框架,玻璃外壳和各种布线,以从硅框架吸收电流。由于太阳能电池板会产生直流电,因此需要逆变器在家中将直流电转换为交流电。类型的半导体倾向于吸收少量的正电荷,而N型的半导体则带有负电荷。半导体材料通常掺杂有杂质,硅和锗之类的晶体通常不允许电子从原子自由移动,从而更容易提供或接受电子。这与电池另一个电极上的负电压非常相似。
收回厂能够收回晶体硅光伏板中绝大部分的资料,典型的晶体硅太阳能电池板由65-75%的玻璃、10-15%的铝制结构、10%的塑料和3-5%的硅制成。这家收回厂能够对其95%的资料进行分拆、分拣、处理和收回。
而此前,老化或破损的太阳能电池板通常被送到玻璃收回设施中,仅对玻璃和铝结构进行收回。而剩余的资料会被送往水泥炉中作焚烧处理。
分拣好的资料经过处理与包装后,会被送往不同的行业进行再利用。其中,碎玻璃被送往玻璃制造业;铝制结构被送往铝精炼厂;废塑料可作为燃料使用在水泥厂;收回后的硅能够在贵金属工业被再利用;后,剩余的缆线和接头会被压碎后以铜珠的方式出售。
国际可再生能源署(IRENA)的一项研究证实:到2050年,国际范围内作废的光伏电池板数量将达到数千万吨(特别是在我国、美国、日本、印度和德国)——收回后价值将超过150亿美元。
收回其中碳化硅的办法过程如下:
1)过滤:将包括碳化硅、硅、杂质及涣散液的含硅砂浆过滤,得到初步滤除涣散液含杂质的碳化硅/硅混合物;
2)残液去除:对初步滤除涣散液含杂质的碳化硅/硅混合物进行加热,温度>250℃,使残留的涣散液蒸发,取得含杂质的碳化硅/硅混合物;
3)酸洗除杂质:将含杂质的碳化硅/硅混合物浸置于酸性溶液或包括有助剂的酸性溶液中,经过酸性溶液溶解碳化硅/硅混合物中的杂质,再过滤去除溶有杂质的酸性溶液,取得初步去除杂质的碳化硅/硅混合物;
4)硅溶解:将去除杂质的碳化硅/硅混合物置于碱性溶液中,使碱性溶液溶解该碳化硅/硅混合物中的硅,取得溶有硅的碱性溶液和碳化硅沉淀;
5)碱液去除:去除溶有硅的碱性溶液,取得纯化的碳化硅。
太阳能电池板是一种将太阳辐射能直接转化为电能的装置。迄今为止,已经研究了100多种不同材料、结构、应用和形式的太阳能电池。由于种类繁多,分类方法也多种多样。
硅太阳能电池板
硅太阳能电池板是指以硅为基础的太阳能电池板。硅是应用广泛的太阳能电池材料,包括单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板、非晶硅太阳能电池板和微晶硅太阳能电池板。
(1)单晶硅太阳电池板
单晶硅太阳能电池是由单晶硅制成的太阳能电池板,是早发展和成熟的技术。与其他电池相比,单晶硅太阳能电池板性能稳定,转换效率高。目前,大规模生产商用电池的效率已达到17%-22%。
由于技术的进步,价格也在下降,一度长期占据的市场份额,但由于生产成本高,多晶硅太阳能电池板自1998年以来,年产量已超过多晶硅。
然而,在下一个千年里,单晶硅太阳能电池板将继续发展。通过大规模生产和超薄开发,有望进一步降低成本,保持较高的市场份额。