太陽(yáng)電池是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:?jiǎn)尉Ч?,多晶硅?非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。
它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過(guò)程。 P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。
當(dāng)光線照射太陽(yáng)電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了躍遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差。
當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
太陽(yáng)能電池板本身就是……。“可持續(xù)發(fā)展”:回收太陽(yáng)能電池板以制造更多的太陽(yáng)能電池板!
在中國(guó),絕大多數(shù)的太陽(yáng)能裝置都發(fā)生在過(guò)去十年中。由于太陽(yáng)能電池板的耐用性通常會(huì)持續(xù)超過(guò)其保證的25年,因此它們的回收利用還不是主要問(wèn)題。但是,前進(jìn)的道路很明確–回收太陽(yáng)能電池板的市場(chǎng)需求只會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加。
2017年,中國(guó)安裝了10.6吉瓦的新太陽(yáng)能。使用粗略的數(shù)學(xué)運(yùn)算(如果每個(gè)面板為300W),去年安裝了3,530萬(wàn)個(gè)新的太陽(yáng)能電池板。在2018年初,中國(guó)的運(yùn)營(yíng)太陽(yáng)能容量為53吉瓦。在大約30年的時(shí)間里,一波3,530萬(wàn)塊面板的使用壽命可能已到盡頭,這還不包括過(guò)去十年來(lái)淹沒(méi)中國(guó)市場(chǎng)的數(shù)億個(gè)面板,這些面板可能需要盡快處置。
能源行業(yè)一直在經(jīng)歷著根本性的變化,向可再生能源采購(gòu)的逐步轉(zhuǎn)變是顯而易見(jiàn)的。但是,并非所有看起來(lái)可持續(xù)的東西在其生命周期結(jié)束時(shí)都會(huì)保持這種狀態(tài)。至少這是有關(guān)光伏(PV)太陽(yáng)能電池板的常見(jiàn)擔(dān)憂。它們是一種可持續(xù)的能源,僅依賴于太陽(yáng)輻射,并且能夠?yàn)槲覀兊姆课莨╇?。但是,如果太?yáng)能電池板無(wú)法有效發(fā)揮作用,會(huì)發(fā)生什么情況?
太陽(yáng)能電池板的使用壽命
太陽(yáng)能電池板能使用多長(zhǎng)時(shí)間?大多數(shù)人在考慮太陽(yáng)能電池板時(shí)都會(huì)想到的一個(gè)問(wèn)題。根據(jù)研究,太陽(yáng)能電池板的使用壽命約為退役前的30年。
在光伏面板的使用壽命中,功率容量可能會(huì)降低20%。在初的10到12年之間,效率的降低幅度為10%,而達(dá)到25年時(shí)的效率降低幅度為20%。這些數(shù)字由大多數(shù)制造商保證。
盡管如此,經(jīng)驗(yàn)表明,實(shí)際上,效率在25年后僅下降6%至8%。因此,太陽(yáng)能電池板的使用壽命可能比官方規(guī)定的更長(zhǎng)。高質(zhì)量的光伏面板的使用壽命甚至可以達(dá)到30到40年,盡管功效降低,但此后仍然可以正常使用。
太陽(yáng)能電池板的處置
從法規(guī)的角度來(lái)看,光伏板廢物仍屬于一般廢物分類。一個(gè)的例外是在歐盟層面,其中光伏電池板被定義為存在電子垃圾中的廢棄電氣和電子設(shè)備(WEEE)指令。因此,除其他法律框架外,該指令還規(guī)范了光伏面板廢物管理。
太陽(yáng)能電池制造商受法律約束必須滿足特定的法律要求和回收標(biāo)準(zhǔn),以確保太陽(yáng)能電池板不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。那時(shí),回收太陽(yáng)能電池板的技術(shù)開(kāi)始興起。