为了减少全球变暖的影响,世界上许多国家已经开发并使用可再生能源来减少温室气体排放。在这方面,欧洲联盟(EU)发挥了带头作用,到2020年将碳排放降低20%,这是大多数发达国家都追求的高目标。采取的众多选择之一是用太阳能替代化石燃料。可以通过通过热质或光伏(PV)设备捕获太阳能来产生电(Desideri等,2013)。根据美国能源部提交的白皮书(美国能源部,2010年),光伏技术在过去十年中已有显着进步,大大降低了太阳能电池的制造成本,从1990年代后期的8美元/瓦降低到了8美元/瓦。美国的公用事业规模系统的价格在2010年将低于$3.50/W。欧洲($5.00/W),中国($4.42/W)和日本($5.02/W)的安装成本与美国的公用事业规模项目的安装成本相当,尽管对于小型住宅应用而言,安装成本通常更高(Branker等,2011)。根据Razykov等。(2011年),光伏发电市场目前以并网住宅系统为主(>40%)。模块价格在$3.0–4.5/peakwatt范围内(系统价格在$5–7/W)。美国能源部预测,到2015年,太阳能的成本将降低至公用事业0.06美元/千瓦时,商业0.08美元/千瓦时,住宅应用0.10美元/千瓦时(Razykov等人,2011年)。这应该鼓励其他许多国家通过太阳能发电来补充其能源需求(Dincer,2011;Solangi等,2011;Wang和Qiu,2009;Tour等,2011;Liou,2010)。欧洲光伏工业协会(EPIA)预测,到2040年,光伏能源可能占世界电力需求的14%(Marwede和Reller,2012年)。
太阳能电池板本身就是……。“可持续发展”:回收太阳能电池板以制造更多的太阳能电池板!
在中国,绝大多数的太阳能装置都发生在过去十年中。由于太阳能电池板的耐用性通常会持续超过其保证的25年,因此它们的回收利用还不是主要问题。但是,前进的道路很明确–回收太阳能电池板的市场需求只会随着时间的推移而增加。
2017年,中国安装了10.6吉瓦的新太阳能。使用粗略的数学运算(如果每个面板为300W),去年安装了3,530万个新的太阳能电池板。在2018年初,中国的运营太阳能容量为53吉瓦。在大约30年的时间里,一波3,530万块面板的使用寿命可能已到尽头,这还不包括过去十年来淹没中国市场的数亿个面板,这些面板可能需要尽快处置。
太阳能电池板是可回收的。硅太阳能电池组件主要由玻璃,塑料和铝组成:三种可大量回收的材料。其他可回收的太阳能电池板元素包括铜,银,锡,铟,镓,硒和碲化镉,它们很少见,在有限的情况下也是有限的。太阳能行业的长期成功取决于成功地回收生产太阳能电池组件的这些原材料。
太阳能电池板包含许多有价值的元素,有可能在未来的面板中重新使用。例如,稀土元素(例如镓和铟)通常用于太阳能电池板的光伏电池中,而铜线和硅则用于电池板的布线中。银也是一种可回收的金属。重要的是,这些元素通常是通过采矿生产的,这是昂贵的,并且随着地球上这些元素的供应进一步枯竭,价格会变得更高。
但是,回收太阳能电池板并不是一个简单的过程,因为许多有价值的元素分布在整个电池板上并与其他组件结合在一起。目前,将太阳能电池板拆开以回收稀土元素,铜,硅,玻璃和其他零件,需要耗费大量人力且昂贵的过程。硅基光伏面板需要刮掉硅片然后融化,而薄膜光伏面板则需要用酸清洗以去除薄膜。
尽管如此,太阳能电池板还是可以回收利用的,大部分来自电池板的材料都可以重复使用。随着太阳能电池板安装数量的增加,回收材料对环境的重要性将越来越高,随着行业规模的扩大,其回收成本也将降低。