目前最先進技術的整體評價
P.迪亞斯等人。,“結合有機溶劑分層的矽光伏組件的綜合回收——技術、環境和經濟分析”,資源、保護和回收,第。 165,p。 105241,2021 年 2 月,doi:10.1016/j.resconrec.2020.105241。
摘要:全球範圍內光伏(PV)面板的製造量不斷增加,隨之而來的是廢棄光伏發電量的增加。本研究建議使用有機溶劑分層回收廢棄光伏,然後進行下游熱和浸出程序。首先,透過複製文獻中的回收路線,使用小型商業模組獲得實驗數據。根據實驗結果,應用生命週期成本分析(LCCA)和生命週期評估(LCA)來評估實驗和優化的工業規模流程。結果表明,主要的有利可圖的回收途徑是鋁框架和接線盒的拆除;下游製程可以分離和回收所有剩餘材料,但無利可圖。考慮到中位數成本和收入,實驗室和高通量優化流程的每個模組的淨成本分別為 29.00 美元和 3.30 美元。使用所提出的方法完全回收材料不太可能有利可圖,這可能只有在勞動力不昂貴的情況下才能實現。或者,透過減少處理時間、提高自動化程度和/或提供財政補貼,可以使廢棄光伏的完全回收在經濟上可行。然而,環境分析表明,此處建模的最佳化流程具有積極的淨環境影響。研究結果也與掩埋此類廢棄物的成本/環境影響進行了比較。綜上所述,所提出的回收路線能夠完全回收廢棄光伏中的主要材料(鋁框、接線盒、銀、銅片、矽、背板和未破碎的玻璃),並且可以產生積極的環境影響,但在經濟上並不經濟有利可圖。
- 鋁框和接線盒利潤最高
- “積極的淨環境影響”
- 到 2050 年將產生 6,000 至 7,800 萬噸廢棄物
- 薄膜組件有有毒廢料,c-Si有鉛銀有毒
- 資源有限...矽現已列入歐盟關鍵原料清單
- 使用我們已經擁有的東西會很好
- 背板由聚氟乙烯 (PVF) 製成
- 封裝材料通常為 EVA
- 鉛錫鍍銅
- 鈉鈣低鐵強化玻璃
- 矽摻雜磷或硼
- 抗反射塗層...由什麼製成?
- 金屬觸點為銀色
- 底部塗有Al
- 熱蝕刻後進行化學蝕刻
- FRELP擁有自動化系統,用於分解框架和電纜,然後用高頻刀加熱和切割
- 層壓板中的PV被焚燒,灰分被篩分然後浸出
- 或只是用電子垃圾磨碎的東西
- 也使用帶有篩分的電液破碎
- 刀片轉子破碎、熱處理或錘式破碎、撕碎、靜電分離
- 小心溶劑排放
- 用有機溶劑恢復未受損的細胞***
- EVA 是部分交聯和非交聯,因此在某些溶劑中交聯部分會膨脹,其餘部分會溶解
- 此過程中產生有害氣體?
- 甲苯似乎是最好的溶劑,但具有揮發性 - 請訪問 Kang paper 以了解有關如何使用的詳細資訊 - 也可以重複使用
- 下游製程涉及熱處理、手動去除標籤(在標籤上使用 XRF)、在 T 室「磁力攪拌下」在硝酸中浸出 2 小時
- 它們在甲苯中的總浸泡時間平均為 99 小時,玻璃仍然完好無損,但 EVA 分解了,矽也沒有損壞
- 大規模回收比填埋更好
Md. S. Chowdhury等人。,“太陽能光伏板報廢材料回收概述”,能源戰略評論,卷。 27,p。 100431,2020 年 1 月,doi:10.1016/j.esr.2019.100431。
摘要:儘管太陽能發電的成長為全球帶來了巨大的好處,但報廢(EOL)太陽能板可能會成為危險廢物的來源。截至 2017 年底,全球光伏裝置容量達到約 400 吉瓦,預計到 2050 年將進一步增至 4,500 吉瓦。考慮到電池板的平均壽命為 25 年,全球太陽能光電廢棄物預計將達到 4%-14%。到2030年,發電量將佔總發電量的80%以上(約7,800萬噸),到2050年將增加到80%以上(約7,800萬噸)。因此,光伏板的處置將成為未來幾十年的一個重要環境議題。最終,將有很大的範圍來仔細調查光伏板停產後的處置和回收。歐盟率先制定了光伏電子廢棄物法規,包括光伏特定的收集、回收和再循環目標。歐盟電氣和電子設備廢棄物 (WEEE) 指令要求所有向歐盟市場供應光伏板的生產商承擔在歐洲收集和回收 EOL 光伏板的費用。我們可以從歐盟參與制定監管框架以協助其他國家製定適合當地的方法中吸取經驗教訓。本次綜述重點在於太陽能板廢料回收的現狀、回收技術、環境保護、廢棄物管理、回收政策和回收的經濟面。它也為未來技術和政策制定的改進提供了建議。目前,許多國家的光伏回收管理設想將光伏材料製造商的職責擴大到涵蓋其最終處置或再利用。然而,光伏產業在產品回收方面的經濟可行性、實用性、高回收率和環境績效的進一步提高是必不可少的。
- 矽光電發電的二氧化碳排放量可忽略不計
- 2017年99.1GWh太陽能光電併網,德國2007年率先併網
- 歐洲實際上正在製定廢棄物處理計劃
- 截至 2020 年,c-Si 擁有 80% 的市場份額
- 日本、中國和加拿大沒有計劃
- 垃圾掩埋場的有毒廢棄物可能污染飲用水
- 模組故障的原因:不良的設計和製造缺陷、電氣設備和接地問題、AR和EVA的退化、電池破裂的不一致性、重複的負載循環、溫度變化影響接線盒的接觸、玻璃破損、框架、電池互連、 40% 的故障源自微觀裂縫和故障
- 框架可二次冶金
- 廢物裡有什麼?關煤氣嗎?
- 高溫管式爐,氣體2L/h,以450℃/h加熱至500℃,保溫1小時
- 4.3和表1總結了目前嘗試過的大部分方法
- 沒有製定鼓勵回收的政策,因為沒有足夠的 EOL 模組值得這樣做
R. Deng、NL Chang、Z. Ouyang 和 CM Chong,“矽光伏組件回收的技術經濟評論”,《可再生和可持續能源評論》 ,卷。 109,第 532–550 頁,2019 年 7 月,doi:10.1016/j.rser.2019.04.020。
摘要:即使綠色能源生產的使用壽命長達 25-30 年,但如果處理不當,太陽能光電模組的報廢處理也會對環境產生負面影響。當光伏發電的使用以前所未有的速度增長並在世界各地產生清潔能源時,這一點尤其緊迫。因此,必須開發商業上可行的報廢回收技術,以確保光電技術的永續未來。矽光伏組件作為最受歡迎的光伏技術,已被證明在經濟上不具備回收吸引力——材料混合且難以分離,且價值低,回收成本難以收回。在本文中,我們回顧了最先進的回收技術,並將其與定量經濟評估聯繫起來,以分解成本結構並更好地了解當前的經濟障礙。技術經濟審查使我們能夠確定克服當前實施商業規模回收的障礙所需的基本框架和技術變革。 (i) 主管機關可以施加價格訊號,以促使報廢模組直接填埋,同時積極建立有效的收集網路。 (ii) 當地回收商可能會以價值回收為目標,作為大規模回收的一步,特別是以回收完整的矽片和白銀為目標,以確保回收收入。同時,應著力降低迴收處理成本。 (iii) 光伏組件製造商可以承擔報廢責任,並對產品進行升級設計,以促進報廢回收,其中包括簡單拆卸、回收以及減少或消除有毒組件使用的功能。
- 大多數回收過程混合材料,因此很難分離,從而降低了回收後的價值
- 提供 3 個主要解決方案:增加垃圾掩埋光伏發電成本的政策、回收旨在實現價值回收而不僅僅是大規模回收、讓製造商設計光伏組件以簡化停產時的回收
- 貴重/稀少材料包括Ag、Ga、In、Ge、Cd、Te
- 其他材料包括鋁、銅、玻璃、矽
- 投資回收期可低至 1.6 年
- 硼或磷摻雜矽,電流電極為Ag、Al或Cu,Ar塗層為Si3N4
- 電芯採用銅帶連接,EVA封裝,正面玻璃,背面聚合物
- Dowcycling 正在提取受污染的材料
- 升級回收是提取純淨/有價值的材料
- 組件由玻璃回收商粉碎,因為 75% 的重量是玻璃
- 鋁框架、接線盒和銅電纜手動拆除,其餘部分切碎
- 透過手動/機械分離回收鋁和玻璃
- 牛肚粉碎後,玻璃回收率達 91%(重量)
- 已嘗試採用低溫工藝進行分層 - 界面鍵因此減弱 - 仍然產生粉末
- 在較高溫度下進行高頻刀切割,回收了 98% 重量的玻璃 - 我認為模組的其餘部分得到了保留 - 有機溶劑的潛力
- EVA在惰性氣氛中500℃熱分解(預先剝離背箔)
- 當熱解時,EVA 變成乙酸、丙烷、丙烯、乙烷、甲烷......不理想......顯然可以在氧氣環境下燃燒掉- 這種燃燒可以平衡用於加熱爐子的能量
- 晶圓比以前薄得多 - 很難在不破裂的情況下恢復
- 對於化學分層,透過在硝酸中浸泡一天來分離玻璃(布魯頓來源)
- EVA 膨脹可能需要額外的熱解
- 氟背箔在高溫下剝離、刮掉或在特定焚燒爐中燃燒(有毒副產品)
- 浸出用於處理受污染的矽粉,通常是 HNO3 - 粉末因其純度而不能使用
- 蝕刻比浸出使用更多的化學品
- 浸出後研磨的 AR 和射極可進一步減少化學物質
- 表2 蝕刻工藝
- 矽片熱回收使矽片生產能耗降低 70%
- 降級循環或升級循環對環境的影響優於垃圾掩埋場
- 重點必須放在麵粉背箔上
- 廢棄物量不足以使其在經濟上可行 - 一旦達到 19000 噸/年
- 收入因素包括材料市場價格、材料重量、材料純度、產生和收集的廢物(在許多 LCA 中得到概括)
- 鋁製框架全面值得回收,但任何其他材料的成本都高於其價值
- 必須回收高純度矽(可能熱回收是最好的)和銀
- 如果回收速度能更快的話會比較便宜
E. Klugmann-Radziemska 和 A. Kuczyńska-Łażewska,“在晶體矽光伏組件生產中使用回收半導體材料 - 環境影響的生命週期評估”,太陽能材料和太陽能電池,卷。 205,p。 110259,2020 年 2 月,doi:10.1016/j.solmat.2019.110259。
摘要:為了抵消光伏組件對環境的負面影響,有必要引入一項長期策略,包括對所有系統組件從生產階段到安裝、運行到處置的完整生命週期評估。廢品和破舊系統的回收是該策略的重要組成部分。如先前研究的結論所示,熱處理在回收過程中提供了有效的第一步,而化學處理在第二步中更具優勢。本研究旨在評估從光伏太陽能電池中回收和再循環有價值的半導體矽片材料對環境的影響。使用或不使用回收矽材料生產新太陽能電池進行了比較。本文介紹的光伏電池生命週期場景(包括材料回收)分析是使用 SimaPro 軟體以及來自不同 LCI 資料庫的組合和擴展數據進行的。這個想法是,使用在初級生產階段消耗能源的回收材料,可以顯著減少次級生命週期中的能源輸入。矽電池生命週期的所有階段都透過使用回收矽材料對全球暖化潛勢 (GWP) 和溫室氣體排放量的減少做出了貢獻,佔 42%。光伏生產對環境的整體影響可減少高達58%,這主要是透過降低高純度晶體矽生產過程中的能源消耗來實現的。
- 重複使用第一個生命週期中昂貴的材料可以減少第二個生命週期中的能源使用
- 晶體矽組件的能量回收期為 3.5-5 年,沙漠為 2.5 年
- 回收的理由:用於其他廢棄物的掩埋空間、節省能源、避免更多的原料提取、減少排放
- 純化 Si、Cl 時需要消耗大量能量,而 Cl 是有毒的
- 去除必須按以下順序進行:正面金屬塗層、底部金屬塗層、AR 塗層和 np 結
- 晶圓如何變成電池:紋理化、射極形成、寄生結去除、增透膜、正面和背面接觸
- 聲稱單晶矽電池更容易實現第二生命週期
- EVA分層需要大量能源,但回收整個電池可減少新電池生產能源消耗70%
- 如果加工後晶圓不夠厚,仍然可以作為粉末使用
- 本研究中的細胞厚度為 270-300 um
- 表 2 概述了 2006 年模組的產量
- 透過電解回收銀 - 非常適合減少一般銀的使用量
- 圖5是回收路線的示意圖
- LCA 顯示,重複使用電池生產新模組對環境的影響是製造新模組的兩倍
L.弗里森等。,“工業光伏組件回收的最新改進”,第 16 屆歐洲光伏太陽能會議論文集,卷。 2000 年 4 月 1 日。
- 微波加熱熱解導致細胞破裂
- 三乙二醇在220-290℃溶解也失敗
- 熱硝酸可能值得嘗試,但需要大量酸
- 我需要為 EVA 做自己的 TGA 嗎?
- EVA 在空氣中分解 450 C,在 N2 中分解 480 C - 在 N2 中加熱避免了 EVA 分解的放熱反應,不溶脹?
- 他們加熱 SiO2 模組,有點像壓縮力,具有均勻的 T、混合和持續接觸
- 這是一個昂貴的過程嗎?
- 以一定角度/在“網狀封套”中加熱可以提供更好的恢復
- 在這項研究中,細胞加熱至 450°C 20 分鐘
- 與 MFCA 進行生命週期映射,以驗證維護的質量
- 採用HF、H2SO4、硝酸工藝
- 保留 IV 特性
- 在 20% NaOH 中蝕刻不利於晶界中斷
YR Smith 和 P. Bogust,“太陽能矽回收評論”,《能源技術 2018》,Cham,2018 年,第 463–470 頁,doi:10.1007/978-3-319-72362-4_42。
摘要:光伏(PV)模組正在成為我們能源組合中越來越大的一部分。隨著越來越多的光伏組件安裝並上線,報廢(EOL)組件的管理成為一個重要議題。目前,對超負荷 EOL 光伏組件的管理不成問題,但預計到 2030 年將成為問題。光伏組件中有價值金屬的回收和再循環具有多種環境和經濟優勢。在這篇簡短的評論中,我們將描述光電矽的翻新和回收過程。這些工藝涉及機械、熱和化學處理的某種組合,所有這些工藝都有其各自的挑戰。此外,也強調了光伏組件材料流的預測。
- 非晶矽已經不再使用了,但它仍然需要回收!!
- 40% 的矽錠在切片時被切掉 - 這種損失以及生產新晶圓所需的能量使得重複利用已經晶圓化的矽很有吸引力(來源 16、20、23)
- 我們可以將 PVF 背襯用於任何用途嗎?
太陽能光電模組中有什麼?
https://static.trinasolar.com/sites/default/files/PS-M-0532%20TALLMAX%20HalfCut_PE14H_NA_2019_A.pdf
- 我將使用的模組
- 多晶矽
- 玻璃厚度 3.2 毫米,高穿透率,鋼化,含 ARC
- EVA灌封膠
- 背板被描述為“白色”
RD McConnell 和 A. Hansen,“NCPV 1998 財政年度年度報告”,年度報告,第 14 頁。 572, 1999.
- Naugard P 是典型的抗氧化劑,Lupersol 101 和 Cyasorb UV-531 是典型的封裝材料發光劑
- 其他常用材料包括含氧化鈰玻璃、Tefzel
- 他們實現了 83% 的凝膠含量(交聯),而不是典型的 80% - 好還是壞?
封裝膠(EVA)
E. Klampaftis 和 BS Richards,“通過在 EVA 封裝層中添加發光材料提高多晶矽太陽能電池效率”,光伏進展:研究與應用,第。 2011 年 4 月 19 日,doi:10.1002/pip.1019。摘要:本文表明,可以透過入射光的發光下移來提高商用網版印刷多晶矽光電模組的性能。據報道,使用溶解在預先存在的聚乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 封裝層中的螢光有機染料,短波長外部量子效率增加了超過 10% 的絕對值,從而導致絕對效率提高了 0.18%。這種方法提供了在生產規模上迅速應用的機會,因為它既不需要對模組製造流程進行任何修改,也不會增加發電成本。版權所有 © 2010 約翰威利父子有限公司
- 透過在封裝劑中添加某些物質來實現入射光的發光下移 (LDS)
- 一般來說,所有模組的 EQE 都會受到較短波長範圍的影響
- 300-400 nm 具有高能量含量,因此與模組前層相互作用許多
- EQE 在短波長下受到影響的原因:SiNx ARC 的「寄生吸收和反射」、高摻雜意味著快速複合速率、前玻璃反射、封裝材料吸收
- 除了前玻璃反射之外,LDS 還可以幫助解決上述原因
- 因此,該物質吸收短波長,然後以較長的長度發射,這樣它就可以達到 PV
- 使用 Lumogen-F Violet 570 染料作為物質來增加 EVA 吸收
- PLQY 和傳輸證實了 EVA 的同質性
- 使用已製成的PV,PV兩面採用硼矽酸鹽玻璃和EVA夾層,真空層壓
- 高濃度染料發射 400-570 nm 光子
- 種不影響IQE,不影響電子特性
- 物種確實在 300-400 nm 範圍內增加了 EQE
J. Pern,“模組封裝材料、加工和測試”,第 14 頁。 2008 年 12 月 33 日。
- 封裝有助於光伏組件 20-30 年的使用壽命
- 典型封裝材料:EVA、TPU、PVB、有機矽、有機矽/PU 混合材料、離聚物、紫外線固化樹脂
- 典型的邊緣密封劑:用於鋁框晶體矽的聚丁基和有機矽、用於薄膜 CdTe 和 CIGS 的乾燥劑型、PIB 型
- 典型的覆蓋層:玻璃(低鐵、鋼化、普通或紋理、紫外線過濾/Ce、SiO2 ARC)或氟聚合物(Tefzel、Tedlar、THV220)
- 典型基材/背箔:聚合物多層板(Tedlar 基、PET 或 PEN 基 - Protekt、Teijin Teonex、BaSO4 填充 PET)或玻璃
- 我需要溶解背箔嗎?
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- 包含有關封裝退化的更多詳細信息
美國授權專利號:6093757
- 可能有必要知道模組有多舊 - EVA 中的交聯取決於光氧化降解的時間/程度,並且存在的交聯量是不易溶解的“凝膠”
- 髮色團通常在固化過程中產生,它們(透過紫外線)是 EVA 透過氫氧化降解的引發劑
- 以快速固化為目標,通常會導致起泡,影響吸收
- 良好封裝劑的要素:光熱和光化學穩定性,固化時產生的髮色團不多,固化速度快,交聯量理想,起泡少,抗氧化,防潮熱分解
NS Allen、M. Edge、M. Rodriguez、CM Liauw 和 E. Fontan,“乙烯醋酸乙烯酯共聚物的熱氧化、泛黃和穩定化方面”,聚合物降解和穩定性,卷。 71、沒有。 1,第 1–14 頁,2000 年 1 月,doi:10.1016/S0141-3910(00)00111-7。摘要:透過熱重分析和氫過氧化物分析、FTIR(傅立葉變換紅外線)、螢光光譜法檢測了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物[EVA-17 和28% w/w VA(醋酸乙烯酯)單元] 的熱氧化。和黃度指數。熱分析顯示乙酸最初損失,隨後主鏈氧化和分解。在氧氣氣氛中降解速率較大,且有色產物的形成也較大。氧化EVA 的FTIR 光譜分析顯示去乙醯化的證據,隨後同時形成羥基/氫過氧化物物質、酮基、α、β-不飽和羰基、共軛二烯、內酯和各種取代的乙烯基類型。氫過氧化物的演變遵循典型的自動氧化動力學形成酮類物質。在嚴重氧化的 EVA 中,有證據顯示隨後形成酸酐基。 EVA 的初始螢光激發和發射光譜與報道的聚烯烴沒有什麼不同,證實存在低水平的不飽和羰基物質。然而,螢光發射中的長波長成分存在顯著差異,表明存在其他活性髮色團。隨著老化時間的推移,這些長波長發射元件的強度會增加並轉向更長的波長。然而,與 PVC 的研究不同,這些發射光譜由於乙烯基共軛長度而受到限制,並且往往與特定降解單元的形成一致,可能是限制在 EVA 嵌段中的有限長度的多元不飽和羰基物質。在 EVA 氧化過程中,原始的不飽和羰基物質仍保留為獨特的發光髮色團。這表明這些髮色團的生長和衰變實際上是恆定的,表明它們可能是 EVA 聚合物的組成部分,負責誘導降解。降解僅限於乙酸乙烯酯部分,其中氫過氧化物可導致形成多共軛羰基。因此,EVA 的降解與 PVC 的降解不同,在後者的情況下,透過紫外光譜中的共軛吸收帶可以明顯看出聚共軛乙烯基。在 EVA 降解的情況下,沒有觀察到這樣的條帶。此外,經溴、馬來酸酐或過乙酸處理後,降解的彩色 EVA 不會被漂白。主酚類抗氧化劑在抑制 EVA 黃變方面表現出不同的活性,而與亞磷酸酯和受阻哌啶穩定劑的組合顯示出強大的協同作用,證實了氫過氧化物作為前體的重要性。熱氧化也透過內酯、羧酸和烯烴基的抑制來顯示,這說明氧化和泛黃是同義反應。
- EVA 會降解,因為乙酸形成,然後主鏈斷裂,因此乙烯和乙酸乙烯酯不會相互作用 - 乙酸會因紫外線而形成嗎?
- EVA 氫過氧化物,形成酮和不飽和酮基
Chitra、D. Sah、K. Lodhi、C. Kant、P. Saini 和 S. Kumar,“從矽太陽能模組廢料中提取的 EVA 的結構成分和熱穩定性”,太陽能,卷。 211,第 74-81 頁,2020 年 11 月,doi:10.1016/j.solener.2020.09.039。摘要:乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物,廣泛用作矽太陽能電池組件中的封裝劑,將不同層粘合在一起,並保護太陽能電池免受過度應力、破裂和環境影響。在這項工作中,透過170℃的熱處理和機械力的應用,成功地從廢矽太陽能電池組件中回收了EVA。所建立的製程完全環保,因為EVA層被回收而沒有任何降解和任何氣體的排放。 FTIR 和 EDAX 測量證實了提取的 EVA 及其化學成分的存在。熱重分析(TGA)和差熱重分析(DTG)顯示EVA的熱降解是一個兩步驟過程,與氮氣環境相比,空氣環境中的反應速率更快。萃取的 EVA 在空氣環境中直到 215 °C 為止都是熱穩定的。差示掃描量熱法(DSC)分析顯示,在37℃和55℃溫度下觀察到兩個吸熱峰,可能是由於乙酸乙烯酯和乙烯微晶分別在空氣和氮氣環境中開始熔化所致。紫外可見光譜發現,在500 nm以上,萃取的EVA是透明的。經過各種表徵檢查後,發現提取的 EVA 顯示出與市售 EVA 非常相似的特性。因此,回收的EVA可用於太陽能模組的封裝以及包裝和紡織業的其他應用。
- 他們機械地移除了鋁框架,其餘部分用旋轉的鑽石輪刀剪切
- 在 130 C 下從模組中取出 Tedlar
- 剩下的加熱到170℃,就可以刮掉EVA了──沒有黃變,沒有殘留氣體──SI膨脹或裂開怎麼辦?
- 結論是 EVA 具有與以前用作封裝劑相同的性能,因此如果在 170 C 下加工,可以重複用於太陽能模組
KV den Broeck、NV Hoornick、JV Hoeymissen、R. de Boer、A. Giesen 和 D. Wilms,“使用流化床反應器對半導體工業中的 HF 廢水進行可持續處理”,IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing,卷。 16、沒有。 3,第 423–428 頁,2003 年 8 月,doi:10.1109/TSM.2003.815624。
摘要:在半導體產業中,需要處理大量含氟化氫(HF)的廢水。本文描述了一種能夠處理氫氟酸廢水且幾乎不產生廢物的技術。首次使用來自半導體原型生產線的真實廢水評估了一種基於 CaF/sub 2/ 在流體化床反應器中的砂粒上結晶的方法(商品名為 Crystalactor)。研究了幾個製程參數,例如進水氟化物濃度、鈣試劑過量、pH、單次與多次鈣試劑投加量等。可以得出結論,反應器的性能在很大程度上取決於底部鈣和氟化物的初始濃度反應器的飽和度(稱為局部飽和)。最初的硬體設計由單一試劑投加改為多試劑投加,以防止氟化物和鈣的局部過飽和值過高,從而獲得更高的CaF/sub 2/結晶效率。與單次試劑劑量的最大可處理負荷3.5 kg/m/sup 2//spl middot/h 相比,多次試劑給藥仍可能達到7 kg/m/sup 2//spl middot/h 的氟化物負荷。此外,還演示了一種基於在粒狀方解石柱中用螢石替代方解石的替代後處理過程。
- 在整個太陽能光電發電過程中,HF 有何作用
- 大量HF用於半導體光電的生產與回收
- 大多數情況下,Ca 以某種方式添加以形成 CaF2,Al 也是良好的吸收劑,因為與 F 的鍵更高,但成本更高
- 因此他們使用反應器在沙粒表面生長CaF2晶體
背板(PVF)
C.法雷爾等人。,“廢棄光伏(PV)模組的能源回收潛力評估”,《科學報告》,卷。 9、不。 1、藝術。不。 2019 年 3 月 1 日,doi:10.1038/s41598-019-41762-5。
摘要:全球光伏(PV)模組廢棄物水準呈指數級增長日益引起人們的關注。本研究的目的是調查第一代晶體矽 (c-Si) 光伏模組中所含聚合物是否具有能源價值,以幫助為回收率和循環經濟做出積極貢獻。一種適合這種應用的熱化學轉換方法是熱解。由於晶矽光電模組由玻璃、金屬、半導體和聚合物層組成;熱解有可能不會促進任何這些層的化學氧化,從而有助於分層和隨後的恢復。在此,我們分析了從解構的廢棄光伏模組中取出的廢棄聚合物和製造前的原始級聚合物,以確定是否有任何性能或熱行為發生了變化。所使用的和原始級乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 封裝材料的熱值很高,且沒有變化,並且與生物柴油的熱值相當,分別為 39.51 和 39.87 MJ.Kg−1。此結果顯示所用模組內存在能源價值。因此,本研究評估了光伏電池的熱解行為,並顯示了晶矽光伏模組中使用的聚合物的能量回收潛力。
- 請參閱聚合物 ID
- 依品質順序排列:玻璃、陽極氧化鋁框架、兩層 EVA、接線盒、背板(通常為 TPT 或 TPE)
- Tedlar(氟基聚合物)的替代品是聚酯、乙烯共聚物電子層、聚醯胺或與 PMMA 的混合物
- 國際能源總署聲稱化學/熱剝離方法優於機械剝離方法
- 這項研究探討了 EVA 分解的副產品如何用於能源
- 圖 1 是 FT-IR 的良好參考
- EVA 在 310-390 C 之間分解,第二步分解在 410-510 C 之間
- 較高的 decomp T 和較低的斜坡率
- 想要從聚合物中提取熱/能量
- 第7頁分解EVA分解過程
- 使用水刀切割來切割樣品
- 樣品在 190°C 下加熱 10 分鐘,側面有小切口,以便剝離背板(注意冷卻)-有些剝離良好,有些在 EVA 上留下白色殘留物
- 第 10 頁對於 FPV 可能會派上用場
KJ Geretschläger、GM Wallner 和 J. Fischer,“光伏組件背板薄膜的結構和基本性能”,太陽能材料和太陽能電池,第。 144,第 451–456 頁,2016 年 1 月,doi:10.1016/j.solmat.2015.09.060。摘要:本文對商業相關背板的材料和層壓結構以及基本光學和機械性能進行了表徵。選擇各種多層背板材料,並透過光學顯微鏡、拉曼光譜、紅外光譜(FTIR-ATR)、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱法(DSC)、紫外可見近紅外光譜(UV /VIS/NIR)進行分析和單調拉伸測試。透過拉曼光譜、紅外光譜和DSC,鑑定了各層的聚合物材料。此外,對於熱塑性乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)層,顯示使用了三種不同的乙酸乙烯酯(VA)含量。透過TGA檢測到無機填料和顏料的含量為約6%m至約20%m。白色顏料背板的半球形太陽反射率範圍為0.695至0.838。在基於聚氟乙烯的多層中發現了最高的楊氏模量,而在基於聚醯胺的結構中檢測到了最低的值。
- EVA取代PVF內層,其他外層包括PVDF、ECTFE和THV
- 使用拉曼共焦顯微鏡和帶有 ATR(衰減全反射)的 FTIR 光譜儀進行 ID 聚合物
- 拉曼和紅外線檢測到含氟聚合物,僅拉曼檢測到 TiO2 和短玻璃纖維
- 圖 5 和 6 為 FT-IR 預期
- 其他用於太陽能光電的工程熱塑性塑膠有 PET、EVA、PA 和 PP
抗反射塗層
R. Li、J. Di、Z. Yong、B. Sun 和 Q. Li,“定向碳奈米管矽太陽能電池上的聚甲基丙烯酸甲酯塗層可提高性能”,J. Mater。化學。 A,卷。 2、沒有。 12,第 4140–4143 頁,2014 年 2 月,doi:10.1039/C3TA14625A。
摘要:將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塗層旋塗到定向碳奈米管矽(CNT-Si)太陽能電池上,效率從7.1% 提高到11.5%,當摻雜硝酸(HNO3)時,效率進一步提高到13.1%。 )在空氣品質(AM 1.5)條件下。 PMMA塗層的減反射和PMMA乾燥過程中CNT-Si界面電阻的降低共同促進了性能的提高。
- PMMA 抗反射
- 碳奈米管(CNT)-Si界面電阻較低
- 使用金字塔、奈米錐、奈米線和隨機表面紋理來捕捉光線
- 沉積 TiO2、Si3N4、Ta2O5 薄膜以捕捉光
- Si 基板上使用的 Ag 漿料和液態 GaIn 共晶
- PMMA厚度增加,最低反射率波長增加
- 當 CNT 透過 PMMA 塗層和溶劑蒸發的「收縮力」推入薄膜時,CNT-Si 界面增加