与高温炉相比,微波处理硅太阳能电池的时间和能量更少,同时也使电池板更容易拆卸和回收。
在过去的十年里,太阳能发电的兴起是一个成功的气候故事。但随着太阳能农场在世界各地的发展,未来大量废弃电池板的问题也会随之出现。
澳大利亚的研究人员现在已经提出了一种技术,不仅可以使太阳能电池板更容易回收,而且还可以降低制造成本。只需要一台厨房微波炉。
今天大多数太阳能电池板是由硅制成的。在制造过程中,硅在炉子中加热900°C以上的温度以改变其性能。这会消耗大量能源,增加成本。澳大利亚研究小组在《应用物理快报》上发表的一篇论文中报告说,在微波炉中加热硅不仅更快、更节能,而且还使电池板在使用寿命结束时更容易回收。
根据国际能源署的数据,全球太阳能发电量从2000年的1.4吉瓦增至2020年的760吉瓦,目前太阳能发电量占全球发电量的近4%。
太阳能电池板通常可以使用30年左右。研究预测,到2030年,大约800万公吨的太阳能电池板将达到其使用寿命。到2050年,这一数字将上升到8000万吨。
这些嵌板大多含有有毒的铅,可以浸出,最终被填埋。除了潜在的环境危害,这也是一种资源浪费,因为面板包含有价值的材料。目前只有欧盟要求回收电池板。但目前的回收技术是有限的,而且是能源密集型的。
麦考瑞大学的Binesh Puthen Veettil和他的同事设计了一种更便宜、能耗更低的方法来制造和回收太阳能电池板。该团队购买了一台厨房微波炉,并增加了隔热层,使其能够处理非常高的温度。他们发现,微波加热和加工太阳能电池中的硅几乎和火炉一样有效。微波辐射会选择性地加热硅,而玻璃、塑料和铝板的其余部分基本不受影响。
作为额外的好处,微波也软化了塑料,使其更容易剥离,并腾出太阳能电池和玻璃回收。塑料涂层旨在保护面板不受潮,但很难去除。Veettil在一次新闻发布会上说:“到目前为止,把太阳能电池板扔到垃圾填埋场是有经济意义的。”“在极少数情况下,当它们被回收利用时,你需要粉碎面板,将它们加热到1400°C左右,然后用化学物质清洗它们以去除塑料——这是一个高能耗的过程。”
研究人员正在申请微波回收工艺的专利。他们现在正致力于进一步的改进,并计划将其商业化。