Recycling Solar PV Modules Literature Review/zh
目前最先进技术的整体评价
P.迪亚斯等人。，“结合有机溶剂分层的硅光伏组件的综合回收——技术、环境和经济分析”，资源、保护和回收，第。 165，p。 105241，2021 年 2 月，doi：10.1016/j.resconrec.2020.105241。
摘要：全球范围内光伏（PV）面板的制造量不断增加，随之而来的是废弃光伏发电量的增加。本研究建议使用有机溶剂分层回收废弃光伏，然后进行下游热和浸出程序。首先，透过复制文献中的回收路线，使用小型商业模组获得实验数据。根据实验结果，应用生命周期成本分析（LCCA）和生命周期评估（LCA）来评估实验和优化的工业规模流程。结果表明，主要的有利可图的回收途径是铝框架和接线盒的拆除；下游制程可以分离和回收所有剩余材料，但无利可图。考虑到中位数成本和收入，实验室和高通量优化流程的每个模组的净成本分别为 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图，这可能只有在劳动力不昂贵的情况下才能实现。或者，透过减少处理时间、提高自动化程度和/或提供财政补贴，可以使废弃光伏的完全回收在经济上可行。然而，环境分析表明，此处建模的最佳化流程具有积极的净环境影响。研究结果也与掩埋此类废弃物的成本/环境影响进行了比较。综上所述，所提出的回收路线能够完全回收废弃光伏中的主要材料（铝框、接线盒、银、铜片、硅、背板和未破碎的玻璃），并且可以产生积极的环境影响，但在经济上并不经济有利可图。
- 铝框和接线盒利润最高
- “积极的净环境影响”
- 到 2050 年将产生 6,000 至 7,800 万吨废弃物
- 薄膜组件有有毒废料，c-Si有铅银有毒
- 资源有限...硅现已列入欧盟关键原料清单
- 使用我们已经拥有的东西会很好
- 背板由聚氟乙烯 (PVF) 制成
- 封装材料通常为 EVA
- 铅锡镀铜
- 钠钙低铁强化玻璃
- 硅掺杂磷或硼
- 抗反射涂层...由什么制成？
- 金属触点为银色
- 底部涂有Al
- 热蚀刻后进行化学蚀刻
- FRELP拥有自动化系统，用于分解框架和电缆，然后用高频刀加热和切割
- 层压板中的PV被焚烧，灰分被筛分然后浸出
- 或只是用电子垃圾磨碎的东西
- 也使用带有筛分的电液破碎
- 刀片转子破碎、热处理或锤式破碎、撕碎、静电分离
- 小心溶剂排放
- 用有机溶剂恢复未受损的细胞***
- EVA 是部分交联和非交联，因此在某些溶剂中交联部分会膨胀，其余部分会溶解
- 此过程中产生有害气体？
- 甲苯似乎是最好的溶剂，但具有挥发性 - 请访问 Kang paper 以了解有关如何使用的详细资讯 - 也可以重复使用
- 下游制程涉及热处理、手动去除标签（在标签上使用 XRF）、在 T 室“磁力搅拌下”在硝酸中浸出 2 小时
- 它们在甲苯中的总浸泡时间平均为 99 小时，玻璃仍然完好无损，但 EVA 分解了，硅也没有损坏
- 大规模回收比填埋更好
Md. S. Chowdhury等人。，“太阳能光伏板报废材料回收概述”，能源战略评论，卷。 27，p。 100431，2020 年 1 月，doi：10.1016/j.esr.2019.100431。
摘要：尽管太阳能发电的成长为全球带来了巨大的好处，但报废（EOL）太阳能板可能会成为危险废物的来源。截至 2017 年底，全球光伏装置容量达到约 400 吉瓦，预计到 2050 年将进一步增至 4,500 吉瓦。考虑到电池板的平均寿命为 25 年，全球太阳能光电废弃物预计将达到 4%-14%。到2030年，发电量将占总发电量的80%以上（约7,800万吨），到2050年将增加到80%以上（约7,800万吨）。因此，光伏板的处置将成为未来几十年的一个重要环境议题。最终，将有很大的范围来仔细调查光伏板停产后的处置和回收。欧盟率先制定了光伏电子废弃物法规，包括光伏特定的收集、回收和再循环目标。欧盟电气和电子设备废弃物 (WEEE) 指令要求所有向欧盟市场供应光伏板的生产商承担在欧洲收集和回收 EOL 光伏板的费用。我们可以从欧盟参与制定监管框架以协助其他国家制定适合当地的方法中吸取经验教训。本次综述重点在于太阳能板废料回收的现状、回收技术、环境保护、废弃物管理、回收政策和回收的经济面。它也为未来技术和政策制定的改进提供了建议。目前，许多国家的光伏回收管理设想将光伏材料制造商的职责扩大到涵盖其最终处置或再利用。然而，光伏产业在产品回收方面的经济可行性、实用性、高回收率和环境绩效的进一步提高是必不可少的。
- 硅光电发电的二氧化碳排放量可忽略不计
- 2017年99.1GWh太阳能光电并网，德国2007年率先并网
- 欧洲实际上正在制定废弃物处理计划
- 截至 2020 年，c-Si 拥有 80% 的市场份额
- 日本、中国和加拿大没有计划
- 垃圾掩埋场的有毒废弃物可能污染饮用水
- 模组故障的原因：不良的设计和制造缺陷、电气设备和接地问题、AR和EVA的退化、电池破裂的不一致性、重复的负载循环、温度变化影响接线盒的接触、玻璃破损、框架、电池互连、 40% 的故障源自微观裂缝和故障
- 框架可二次冶金
- 废物里有什么？关煤气吗？
- 高温管式炉，气体2L/h，以450℃/h加热至500℃，保温1小时
- 4.3和表1总结了目前尝试过的大部分方法
- 没有制定鼓励回收的政策，因为没有足够的 EOL 模组值得这样做
R. Deng、NL Chang、Z. Ouyang 和 CM Chong，“硅光伏组件回收的技术经济评论”，《可再生和可持续能源评论》 ，卷。 109，第 532–550 页，2019 年 7 月，doi：10.1016/j.rser.2019.04.020。
摘要：即使绿色能源生产的使用寿命长达 25-30 年，但如果处理不当，太阳能光电模组的报废处理也会对环境产生负面影响。当光伏发电的使用以前所未有的速度增长并在世界各地产生清洁能源时，这一点尤其紧迫。因此，必须开发商业上可行的报废回收技术，以确保光电技术的永续未来。硅光伏组件作为最受欢迎的光伏技术，已被证明在经济上不具备回收吸引力——材料混合且难以分离，且价值低，回收成本难以收回。在本文中，我们回顾了最先进的回收技术，并将其与定量经济评估联系起来，以分解成本结构并更好地了解当前的经济障碍。技术经济审查使我们能够确定克服当前实施商业规模回收的障碍所需的基本框架和技术变革。 (i) 主管机关可以施加价格讯号，以促使报废模组直接填埋，同时积极建立有效的收集网络。 (ii) 当地回收商可能会以价值回收为目标，作为大规模回收的一步，特别是以回收完整的硅片和白银为目标，以确保回收收入。同时，应着力降低回收处理成本。 (iii) 光伏组件制造商可以承担报废责任，并对产品进行升级设计，以促进报废回收，其中包括简单拆卸、回收以及减少或消除有毒组件使用的功能。
- 大多数回收过程混合材料，因此很难分离，从而降低了回收后的价值
- 提供 3 个主要解决方案：增加垃圾掩埋光伏发电成本的政策、回收旨在实现价值回收而不仅仅是大规模回收、让制造商设计光伏组件以简化停产时的回收
- 贵重/稀少材料包括Ag、Ga、In、Ge、Cd、Te
- 其他材料包括铝、铜、玻璃、硅
- 投资回收期可低至 1.6 年
- 硼或磷掺杂硅，电流电极为Ag、Al或Cu，Ar涂层为Si3N4
- 电芯采用铜带连接，EVA封装，正面玻璃，背面聚合物
- Dowcycling 正在提取受污染的材料
- 升级回收是提取纯净/有价值的材料
- 组件由玻璃回收商粉碎，因为 75% 的重量是玻璃
- 铝框架、接线盒和铜电缆手动拆除，其余部分切碎
- 透过手动/机械分离回收铝和玻璃
- 牛肚粉碎后，玻璃回收率达 91%（重量）
- 已尝试采用低温工艺进行分层 - 界面键因此减弱 - 仍然产生粉末
- 在较高温度下进行高频刀切割，回收了 98% 重量的玻璃 - 我认为模组的其余部分得到了保留 - 有机溶剂的潜力
- EVA在惰性气氛中500℃热分解（预先剥离背箔）
- 当热解时，EVA 变成乙酸、丙烷、丙烯、乙烷、甲烷......不理想......显然可以在氧气环境下燃烧掉- 这种燃烧可以平衡用于加热炉子的能量
- 晶圆比以前薄得多 - 很难在不破裂的情况下恢复
- 对于化学分层，透过在硝酸中浸泡一天来分离玻璃（布鲁顿来源）
- EVA 膨胀可能需要额外的热解
- 氟背箔在高温下剥离、刮掉或在特定焚烧炉中燃烧（有毒副产品）
- 浸出用于处理受污染的硅粉，通常是 HNO3 - 粉末因其纯度而不能使用
- 蚀刻比浸出使用更多的化学品
- 浸出后研磨的 AR 和射极可进一步减少化学物质
- 表2 蚀刻工艺
- 硅片热回收使硅片生产能耗降低 70%
- 降级循环或升级循环对环境的影响优于垃圾掩埋场
- 重点必须放在面粉背箔上
- 废弃物量不足以使其在经济上可行 - 一旦达到 19000 吨/年
- 收入因素包括材料市场价格、材料重量、材料纯度、产生和收集的废物（在许多 LCA 中得到概括）
- 铝制框架全面值得回收，但任何其他材料的成本都高于其价值
- 必须回收高纯度硅（可能热回收是最好的）和银
- 如果回收速度能更快的话会比较便宜
E. Klugmann-Radziemska 和 A. Kuczyńska-Łażewska，“在晶体硅光伏组件生产中使用回收半导体材料 - 环境影响的生命周期评估”，太阳能材料和太阳能电池，卷。 205，p。 110259，2020 年 2 月，doi：10.1016/j.solmat.2019.110259。
摘要：为了抵消光伏组件对环境的负面影响，有必要引入一项长期策略，包括对所有系统组件从生产阶段到安装、运行到处置的完整生命周期评估。废品和破旧系统的回收是该策略的重要组成部分。如先前研究的结论所示，热处理在回收过程中提供了有效的第一步，而化学处理在第二步中更具优势。本研究旨在评估从光伏太阳能电池中回收和再循环有价值的半导体硅片材料对环境的影响。使用或不使用回收硅材料生产新太阳能电池进行了比较。本文介绍的光伏电池生命周期场景（包括材料回收）分析是使用 SimaPro 软件以及来自不同 LCI 数据库的组合和扩展数据进行的。这个想法是，使用在初级生产阶段消耗能源的回收材料，可以显著减少次级生命周期中的能源输入。硅电池生命周期的所有阶段都透过使用回收硅材料对全球暖化潜势 (GWP) 和温室气体排放量的减少做出了贡献，占 42%。光伏生产对环境的整体影响可减少高达58%，这主要是透过降低高纯度晶体硅生产过程中的能源消耗来实现的。
- 重复使用第一个生命周期中昂贵的材料可以减少第二个生命周期中的能源使用
- 晶体硅组件的能量回收期为 3.5-5 年，沙漠为 2.5 年
- 回收的理由：用于其他废弃物的掩埋空间、节省能源、避免更多的原料提取、减少排放
- 纯化 Si、Cl 时需要消耗大量能量，而 Cl 是有毒的
- 去除必须按以下顺序进行：正面金属涂层、底部金属涂层、AR 涂层和 np 结
- 晶圆如何变成电池：纹理化、射极形成、寄生结去除、增透膜、正面和背面接触
- 声称单晶硅电池更容易实现第二生命周期
- EVA分层需要大量能源，但回收整个电池可减少新电池生产能源消耗70%
- 如果加工后晶圆不够厚，仍然可以作为粉末使用
- 本研究中的细胞厚度为 270-300 um
- 表 2 概述了 2006 年模组的产量
- 透过电解回收银 - 非常适合减少一般银的使用量
- 图5是回收路线的示意图
- LCA 显示，重复使用电池生产新模组对环境的影响是制造新模组的两倍
L.弗里森等。，“工业光伏组件回收的最新改进”，第 16 届欧洲光伏太阳能会议论文集，卷。 2000 年 4 月 1 日。
- 微波加热热解导致细胞破裂
- 三乙二醇在220-290℃溶解也失败
- 热硝酸可能值得尝试，但需要大量酸
- 我需要为 EVA 做自己的 TGA 吗？
- EVA 在空气中分解 450 C，在 N2 中分解 480 C - 在 N2 中加热避免了 EVA 分解的放热反应，不溶胀？
- 他们加热 SiO2 模组，有点像压缩力，具有均匀的 T、混合和持续接触
- 这是一个昂贵的过程吗？
- 以一定角度/在“网状封套”中加热可以提供更好的恢复
- 在这项研究中，细胞加热至 450°C 20 分钟
- 与 MFCA 进行生命周期映射，以验证维护的质量
- 采用HF、H2SO4、硝酸工艺
- 保留 IV 特性
- 在 20% NaOH 中蚀刻不利于晶界中断
YR Smith 和 P. Bogust，“太阳能硅回收评论”，《能源技术 2018》，Cham，2018 年，第 463–470 页，doi：10.1007/978-3-319-72362-4_42。
摘要：光伏（PV）模组正在成为我们能源组合中越来越大的一部分。随着越来越多的光伏组件安装并上线，报废（EOL）组件的管理成为一个重要议题。目前，对超负荷 EOL 光伏组件的管理不成问题，但预计到 2030 年将成为问题。光伏组件中有价值金属的回收和再循环具有多种环境和经济优势。在这篇简短的评论中，我们将描述光电硅的翻新和回收过程。这些工艺涉及机械、热和化学处理的某种组合，所有这些工艺都有其各自的挑战。此外，也强调了光伏组件材料流的预测。
- 非晶硅已经不再使用了，但它仍然需要回收！！
- 40% 的硅锭在切片时被切掉 - 这种损失以及生产新晶圆所需的能量使得重复利用已经晶圆化的硅很有吸引力（来源 16、20、23）
- 我们可以将 PVF 背衬用于任何用途吗？
太阳能光电模组中有什么？
https://static.trinasolar.com/sites/default/files/PS-M-0532%20TALLMAX%20HalfCut_PE14H_NA_2019_A.pdf
- 我将使用的模组
- 多晶硅
- 玻璃厚度 3.2 毫米，高穿透率，钢化，含 ARC
- EVA灌封胶
- 背板被描述为“白色”
RD McConnell 和 A. Hansen，“NCPV 1998 财政年度年度报告”，年度报告，第 14 页。 572, 1999.
- Naugard P 是典型的抗氧化剂，Lupersol 101 和 Cyasorb UV-531 是典型的封装材料发光剂
- 其他常用材料包括含氧化铈玻璃、Tefzel
- 他们实现了 83% 的凝胶含量（交联），而不是典型的 80% - 好还是坏？
封装胶（EVA）
E. Klampaftis 和 BS Richards，“通过在 EVA 封装层中添加发光材料提高多晶硅太阳能电池效率”，光伏进展：研究与应用，第。 2011 年 4 月 19 日，doi：10.1002/pip.1019。摘要：本文表明，可以透过入射光的发光下移来提高商用网版印刷多晶硅光电模组的性能。据报道，使用溶解在预先存在的聚乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 封装层中的萤光有机染料，短波长外部量子效率增加了超过 10% 的绝对值，从而导致绝对效率提高了 0.18%。这种方法提供了在生产规模上迅速应用的机会，因为它既不需要对模组制造流程进行任何修改，也不会增加发电成本。版权所有 © 2010 约翰威利父子有限公司
- 透过在封装剂中添加某些物质来实现入射光的发光下移 (LDS)
- 一般来说，所有模组的 EQE 都会受到较短波长范围的影响
- 300-400 nm 具有高能量含量，因此与模组前层相互作用许多
- EQE 在短波长下受到影响的原因：SiNx ARC 的“寄生吸收和反射”、高掺杂意味着快速复合速率、前玻璃反射、封装材料吸收
- 除了前玻璃反射之外，LDS 还可以帮助解决上述原因
- 因此，该物质吸收短波长，然后以较长的长度发射，这样它就可以达到 PV
- 使用 Lumogen-F Violet 570 染料作为物质来增加 EVA 吸收
- PLQY 和传输证实了 EVA 的同质性
- 使用已制成的PV，PV两面采用硼硅酸盐玻璃和EVA夹层，真空层压
- 高浓度染料发射 400-570 nm 光子
- 种不影响IQE，不影响电子特性
- 物种确实在 300-400 nm 范围内增加了 EQE
J. Pern，“模组封装材料、加工和测试”，第 14 页。 2008 年 12 月 33 日。
- 封装有助于光伏组件 20-30 年的使用寿命
- 典型封装材料：EVA、TPU、PVB、有机硅、有机硅/PU 混合材料、离聚物、紫外线固化树脂
- 典型的边缘密封剂：用于铝框晶体硅的聚丁基和有机硅、用于薄膜 CdTe 和 CIGS 的干燥剂型、PIB 型
- 典型的覆盖层：玻璃（低铁、钢化、普通或纹理、紫外线过滤/Ce、SiO2 ARC）或氟聚合物（Tefzel、Tedlar、THV220）
- 典型基材/背箔：聚合物多层板（Tedlar 基、PET 或 PEN 基 - Protekt、Teijin Teonex、BaSO4 填充 PET）或玻璃
- 我需要溶解背箔吗？
- 了解我正在使用哪种密封
- 包含有关封装退化的更多详细信息
美国授权专利号：6093757
- 可能有必要知道模组有多旧 - EVA 中的交联取决于光氧化降解的时间/程度，并且存在的交联量是不易溶解的“凝胶”
- 发色团通常在固化过程中产生，它们（透过紫外线）是 EVA 透过氢氧化降解的引发剂
- 以快速固化为目标，通常会导致起泡，影响吸收
- 良好封装剂的要素：光热和光化学稳定性，固化时产生的发色团不多，固化速度快，交联量理想，起泡少，抗氧化，防潮热分解
NS Allen、M. Edge、M. Rodriguez、CM Liauw 和 E. Fontan，“乙烯醋酸乙烯酯共聚物的热氧化、泛黄和稳定化方面”，聚合物降解和稳定性，卷。 71、没有。 1，第 1–14 页，2000 年 1 月，doi：10.1016/S0141-3910(00)00111-7。摘要：透过热重分析和氢过氧化物分析、FTIR（傅立叶变换红外线）、萤光光谱法检测了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物[EVA-17 和28% w/w VA（醋酸乙烯酯）单元] 的热氧化。和黄度指数。热分析显示乙酸最初损失，随后主链氧化和分解。在氧气气氛中降解速率较大，且有色产物的形成也较大。氧化EVA 的FTIR 光谱分析显示去乙酰化的证据，随后同时形成羟基/氢过氧化物物质、酮基、α、β-不饱和羰基、共轭二烯、内酯和各种取代的乙烯基类型。氢过氧化物的演变遵循典型的自动氧化动力学形成酮类物质。在严重氧化的 EVA 中，有证据显示随后形成酸酐基。 EVA 的初始萤光激发和发射光谱与报道的聚烯烃没有什么不同，证实存在低水平的不饱和羰基物质。然而，萤光发射中的长波长成分存在显著差异，表明存在其他活性发色团。随着老化时间的推移，这些长波长发射元件的强度会增加并转向更长的波长。然而，与 PVC 的研究不同，这些发射光谱由于乙烯基共轭长度而受到限制，并且往往与特定降解单元的形成一致，可能是限制在 EVA 嵌段中的有限长度的多元不饱和羰基物质。在 EVA 氧化过程中，原始的不饱和羰基物质仍保留为独特的发光发色团。这表明这些发色团的生长和衰变实际上是恒定的，表明它们可能是 EVA 聚合物的组成部分，负责诱导降解。降解仅限于乙酸乙烯酯部分，其中氢过氧化物可导致形成多共轭羰基。因此，EVA 的降解与 PVC 的降解不同，在后者的情况下，透过紫外光谱中的共轭吸收带可以明显看出聚共轭乙烯基。在 EVA 降解的情况下，没有观察到这样的条带。此外，经溴、马来酸酐或过乙酸处理后，降解的彩色 EVA 不会被漂白。主酚类抗氧化剂在抑制 EVA 黄变方面表现出不同的活性，而与亚磷酸酯和受阻哌啶稳定剂的组合显示出强大的协同作用，证实了氢过氧化物作为前体的重要性。热氧化也透过内酯、羧酸和烯烃基的抑制来显示，这说明氧化和泛黄是同义反应。
- EVA 会降解，因为乙酸形成，然后主链断裂，因此乙烯和乙酸乙烯酯不会相互作用 - 乙酸会因紫外线而形成吗？
- EVA 氢过氧化物，形成酮和不饱和酮基
Chitra、D. Sah、K. Lodhi、C. Kant、P. Saini 和 S. Kumar，“从硅太阳能模组废料中提取的 EVA 的结构成分和热稳定性”，太阳能，卷。 211，第 74-81 页，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，广泛用作硅太阳能电池组件中的封装剂，将不同层粘合在一起，并保护太阳能电池免受过度应力、破裂和环境影响。在这项工作中，透过170℃的热处理和机械力的应用，成功地从废硅太阳能电池组件中回收了EVA。所建立的制程完全环保，因为EVA层被回收而没有任何降解和任何气体的排放。 FTIR 和 EDAX 测量证实了提取的 EVA 及其化学成分的存在。热重分析(TGA)和差热重分析(DTG)显示EVA的热降解是一个两步骤过程，与氮气环境相比，空气环境中的反应速率更快。萃取的 EVA 在空气环境中直到 215 °C 为止都是热稳定的。差示扫描量热法（DSC）分析显示，在37℃和55℃温度下观察到两个吸热峰，可能是由于乙酸乙烯酯和乙烯微晶分别在空气和氮气环境中开始熔化所致。紫外可见光谱发现，在500 nm以上，萃取的EVA是透明的。经过各种表征检查后，发现提取的 EVA 显示出与市售 EVA 非常相似的特性。因此，回收的EVA可用于太阳能模组的封装以及包装和纺织业的其他应用。
- 他们机械地移除了铝框架，其余部分用旋转的钻石轮刀剪切
- 在 130 C 下从模组中取出 Tedlar
- 剩下的加热到170℃，就可以刮掉EVA了──没有黄变，没有残留气体──SI膨胀或裂开怎么办？
- 结论是 EVA 具有与以前用作封装剂相同的性能，因此如果在 170 C 下加工，可以重复用于太阳能模组
KV den Broeck、NV Hoornick、JV Hoeymissen、R. de Boer、A. Giesen 和 D. Wilms，“使用流化床反应器对半导体工业中的 HF 废水进行可持续处理”，IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing，卷。 16、没有。 3，第 423–428 页，2003 年 8 月，doi：10.1109/TSM.2003.815624。
摘要：在半导体产业中，需要处理大量含氟化氢（HF）的废水。本文描述了一种能够处理氢氟酸废水且几乎不产生废物的技术。首次使用来自半导体原型生产线的真实废水评估了一种基于 CaF/sub 2/ 在流体化床反应器中的砂粒上结晶的方法（商品名为 Crystalactor）。研究了几个制程参数，例如进水氟化物浓度、钙试剂过量、pH、单次与多次钙试剂投加量等。可以得出结论，反应器的性能在很大程度上取决于底部钙和氟化物的初始浓度反应器的饱和度（称为局部饱和）。最初的硬件设计由单一试剂投加改为多试剂投加，以防止氟化物和钙的局部过饱和值过高，从而获得更高的CaF/sub 2/结晶效率。与单次试剂剂量的最大可处理负荷3.5 kg/m/sup 2//spl middot/h 相比，多次试剂给药仍可能达到7 kg/m/sup 2//spl middot/h 的氟化物负荷。此外，还演示了一种基于在粒状方解石柱中用萤石替代方解石的替代后处理过程。
- 在整个太阳能光电发电过程中，HF 有何作用
- 大量HF用于半导体光电的生产与回收
- 大多数情况下，Ca 以某种方式添加以形成 CaF2，Al 也是良好的吸收剂，因为与 F 的键更高，但成本更高
- 因此他们使用反应器在沙粒表面生长CaF2晶体
背板（PVF）
C.法雷尔等人。，“废弃光伏（PV）模组的能源回收潜力评估”，《科学报告》，卷。 9、不。 1、艺术。不。 2019 年 3 月 1 日，doi：10.1038/s41598-019-41762-5。
摘要：全球光伏（PV）模组废弃物水准呈指数级增长日益引起人们的关注。本研究的目的是调查第一代晶体硅 (c-Si) 光伏模组中所含聚合物是否具有能源价值，以帮助为回收率和循环经济做出积极贡献。一种适合这种应用的热化学转换方法是热解。由于晶硅光电模组由玻璃、金属、半导体和聚合物层组成；热解有可能不会促进任何这些层的化学氧化，从而有助于分层和随后的恢复。在此，我们分析了从解构的废弃光伏模组中取出的废弃聚合物和制造前的原始级聚合物，以确定是否有任何性能或热行为发生了变化。所使用的和原始级乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 封装材料的热值很高，且没有变化，并且与生物柴油的热值相当，分别为 39.51 和 39.87 MJ.Kg−1。此结果显示所用模组内存在能源价值。因此，本研究评估了光伏电池的热解行为，并显示了晶硅光伏模组中使用的聚合物的能量回收潜力。
- 请参阅聚合物 ID
- 依品质顺序排列：玻璃、阳极氧化铝框架、两层 EVA、接线盒、背板（通常为 TPT 或 TPE）
- Tedlar（氟基聚合物）的替代品是聚酯、乙烯共聚物电子层、聚酰胺或与 PMMA 的混合物
- 国际能源总署声称化学/热剥离方法优于机械剥离方法
- 这项研究探讨了 EVA 分解的副产品如何用于能源
- 图 1 是 FT-IR 的良好参考
- EVA 在 310-390 C 之间分解，第二步分解在 410-510 C 之间
- 较高的 decomp T 和较低的斜坡率
- 想要从聚合物中提取热/能量
- 第7页分解EVA分解过程
- 使用水刀切割来切割样品
- 样品在 190°C 下加热 10 分钟，侧面有小切口，以便剥离背板（注意冷却）-有些剥离良好，有些在 EVA 上留下白色残留物
- 第 10 页对于 FPV 可能会派上用场
KJ Geretschläger、GM Wallner 和 J. Fischer，“光伏组件背板薄膜的结构和基本性能”，太阳能材料和太阳能电池，第。 144，第 451–456 页，2016 年 1 月，doi：10.1016/j.solmat.2015.09.060。摘要：本文对商业相关背板的材料和层压结构以及基本光学和机械性能进行了表征。选择各种多层背板材料，并透过光学显微镜、拉曼光谱、红外光谱（FTIR-ATR）、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）、紫外可见近红外光谱（UV /VIS/NIR）进行分析和单调拉伸测试。透过拉曼光谱、红外光谱和DSC，鉴定了各层的聚合物材料。此外，对于热塑性乙烯乙酸乙烯酯共聚物（EVA）层，显示使用了三种不同的乙酸乙烯酯（VA）含量。透过TGA检测到无机填料和颜料的含量为约6%m至约20%m。白色颜料背板的半球形太阳反射率范围为0.695至0.838。在基于聚氟乙烯的多层中发现了最高的杨氏模量，而在基于聚酰胺的结构中检测到了最低的值。
- EVA取代PVF内层，其他外层包括PVDF、ECTFE和THV
- 使用拉曼共焦显微镜和带有 ATR（衰减全反射）的 FTIR 光谱仪进行 ID 聚合物
- 拉曼和红外线检测到含氟聚合物，仅拉曼检测到 TiO2 和短玻璃纤维
- 图 5 和 6 为 FT-IR 预期
- 其他用于太阳能光电的工程热塑性塑胶有 PET、EVA、PA 和 PP
抗反射涂层
R. Li、J. Di、Z. Yong、B. Sun 和 Q. Li，“定向碳奈米管硅太阳能电池上的聚甲基丙烯酸甲酯涂层可提高性能”，J. Mater。化学。 A，卷。 2、没有。 12，第 4140–4143 页，2014 年 2 月，doi：10.1039/C3TA14625A。
摘要：将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）涂层旋涂到定向碳奈米管硅（CNT-Si）太阳能电池上，效率从7.1% 提高到11.5%，当掺杂硝酸（HNO3）时，效率进一步提高到13.1%。 ）在空气质量（AM 1.5）条件下。 PMMA涂层的减反射和PMMA干燥过程中CNT-Si界面电阻的降低共同促进了性能的提高。
- PMMA 抗反射
- 碳奈米管（CNT）-Si界面电阻较低
- 使用金字塔、奈米锥、奈米线和随机表面纹理来捕捉光线
- 沉积 TiO2、Si3N4、Ta2O5 薄膜以捕捉光
- Si 基板上使用的 Ag 浆料和液态 GaIn 共晶
- PMMA厚度增加，最低反射率波长增加
- 当 CNT 透过 PMMA 涂层和溶剂蒸发的“收缩力”推入薄膜时，CNT-Si 界面增加
