從資源利用的角度來看,廢棄光伏板中其實蘊含著大量可回收資源,若不加以回收利用,無疑是一種的資源浪費。國際能源署(IEA)的報告指出,如果不進行有效回收,到 2050 年,全球光伏板可能會產生 1000 萬噸以上的廢棄物,這對環(huán)境造成的壓力將難以承受。所以,太陽能光伏板的回收工作刻不容緩,它不僅關系到環(huán)境保護,還與資源的可持續(xù)利用緊密相連。
在太陽能光伏板中,存在著一些有害物質,如鉛、鎘等重金屬,這些物質在回收過程中得到妥善處理。是重金屬提取環(huán)節(jié),我們可以采用化學溶劑、高溫熔煉或物理分解等方法提取這些有害金屬?;瘜W溶劑法是利用特定的化學試劑與重金屬發(fā)生化學反應,將其從其他材料中溶解出來;高溫熔煉則是在高溫環(huán)境下,使重金屬與其他物質分離;物理分解方法可能會利用機械破碎、篩選等手段,先將含有重金屬的部件分離出來,再進一步處理。
硅是光伏板中極為核心的材料,但回收難度較大。常見的回收方法之一是化學溶解與物理分離,利用化學溶劑,如酸或其他特殊溶劑,將光伏板中的硅從其他材料中分離出來。不過,硅片在光伏板中通常帶有雜質,所以在分離后還需要進行提純處理,以便再次利用。提純過程可能會涉及到多次過濾、沉淀等操作,以去除硅中的雜質,提高硅的純度,使其達到可用于再次制造光伏產品的標準。
薄膜太陽能板有著特的魅力,它采用薄膜材料制成,輕薄柔性的特性使其適合曲面和便攜式應用。在建筑集成方面,它可以巧妙地融入建筑設計中,不占過多空間的同時,為建筑物增添能源收集的功能。在戶外活動時,薄膜太陽能板制成的移動充電設備可以為手機、平板等電子設備充電,讓人們在享受戶外樂趣的同時,不用擔心電子設備電量不足。甚至在航空航天領域,它也能發(fā)揮作用,為航天器提供能源支持。
光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發(fā)電,一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣,再驅動汽輪機發(fā)電。個過程是光—熱轉換過程;后一個過程是熱—電轉換過程,與普通的火力發(fā)電一樣。太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本很高,估計它的投資至少要比普通火電站貴5~10倍。一座1000MW的太陽能熱電站需要投資20~25億美元,平均1kW的投資為2000~2500美元。因此,只能小規(guī)模地應用于特殊的場合,而大規(guī)模利用在經濟上很不合算,還不能與普通的火電站或核電站相競爭。
光伏發(fā)電板的規(guī)格主要包括以下幾個方面: 1. 外形尺寸:光伏發(fā)電板的外形尺寸一般是由若干個光伏電池組成的,常見的規(guī)格有正方形、長方形等。 2. 功率:光伏發(fā)電板的功率是指單位面積內的發(fā)電能力,一般以瓦特/平方米(W/m2)或瓦特(W)為單位。 3. 效率:光伏發(fā)電板的效率是指其將太陽能轉化為電能的能力,一般以百分比表示。 4. 電壓和電流:光伏發(fā)電板輸出的電壓和電流一般在不同的負載下有所差異,常見的規(guī)格有12V、24V、36V等,電流則視規(guī)格而定。 5. 材料和結構:光伏發(fā)電板的材料和結構也有所不同,主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅等材料,結構有玻璃鋼板、鋁合金框架等。 總的來說,不同規(guī)格的光伏發(fā)電板適用于不同的應用場景,需要根據(jù)實際需求進行選擇。
太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質制成的。黑體(如太陽)輻射出不同波長(對應于不同頻率)的電磁波, 如紅外線、紫外線、可見光等等。當這些射線照射在不同導體或半導體上,光子與導體或半導體中的自由電子作用產生電流。射線的波長越短,頻率越高,所具有的能量就越高,例如紫外線所具有的能量要遠遠紅外線。但是并非所有波長的射線的能量都能轉化為電能,值得注意的是光電效應于射線的強度大小無關,只有頻率達到或可產生光電效應的閾值時,電流才能產生。
太陽能電池根據(jù)所用材料的不同,太陽能電池還可分為:硅太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池、塑料太陽能電池,其中硅太陽能電池是發(fā)展成熟的,在應用中居主導地位。
能夠使半導體產生光電效應的光的大波長同該半導體的禁帶寬度相關,譬如晶體硅的禁帶寬度在室溫下約為1.155eV,因此波長小于1100nm的光線才可以使晶體硅產生光電效應。 太陽電池發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式,發(fā)電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體,不會對環(huán)境造成污染。按照制作材料分為硅基半導體電池、CdTe薄膜電池、CIGS薄膜電池、染料敏化薄膜電池、有機材料電池等。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無定形硅薄膜電池等。對于太陽電池來說重要的參數(shù)是轉換效率,在實驗室所研發(fā)的硅基太陽能電池中,單晶硅電池效率為25.0%,多晶硅電池效率為20.4%,CIGS薄膜電池效率達19.6%,CdTe薄膜電池效率達16.7%,非晶硅(無定形硅)薄膜電池的效率為10.1%