回收硅,银,铜和铝等贵重金属已成为紧迫的问题,因为报废的光伏组件需要在不久的将来进行回收以满足大多数国家的法律要求。人们感兴趣的是用于晶圆和半导体生产的高纯度硅(>99.9%)的回收和再循环。按2012年金属价格计算,晶体型光伏模块中的Si价值估计约为$95/kW。以当前30吉瓦/年的装机容量计算,光伏组件中的金属价值代表了宝贵的资源,应在未来回收。到2040年和2050年,报废光伏组件的回收将分别提供超过88,000和207,000tpa的Si。这占模块制造所需硅的50%以上。在结晶硅组件上进行的实验测试可以通过HNO3/NaOH浸出从掺杂的Si中去除Al,Ag和Ti以及其他金属离子,回收出>99.98%级的Si产物。在1520ºC的条件下,使用CaO–CaF2–SiO2炉渣混合物进行进一步的火法冶炼,以清除酸浸后的残留金属,终可生产出>99.998%的品位Si。提出了一种基于HNO3/NaOH浸出和随后熔炼的工艺,用于从废弃或回收的光伏组件中回收
业界已经认识到影响光伏组件回收的两个主要因素。由于Cd,Pb等的污染,废物和旧模块的产生(欧盟自2012年起将其分类为WEEE,必须由供应商在报废时收集)导致了环境问题。潜在的原材料短缺也引起了业界的广泛关注。据专家称,由于产生的废物量仍然太小而无法在经济上进行回收,因此目前无法回收光伏组件。但是,根据欧洲光伏组件回收协会(PVCycle,2011年),到2030年,光伏组件产生的废物预计将超过13万吨,这对于其回收而言是可持续的水平。
在光伏面板的使用寿命中,功率容量可能会降低20%。在初的10到12年之间,效率的降低幅度为10%,而达到25年时的效率降低幅度为20%。这些数字由大多数制造商保证。
尽管如此,经验表明,实际上,效率在25年后仅下降6%至8%。因此,太阳能电池板的使用寿命可能比官方规定的更长。高质量的光伏面板的使用寿命甚至可以达到30到40年,尽管功效降低,但此后仍然可以正常使用。
太阳能电池板的处置
从法规的角度来看,光伏板废物仍属于一般废物分类。一个的例外是在欧盟层面,其中光伏电池板被定义为存在电子垃圾中的废弃电气和电子设备(WEEE)指令。因此,除其他法律框架外,该指令还规范了光伏面板废物管理。
太阳能电池制造商受法律约束必须满足特定的法律要求和回收标准,以确保太阳能电池板不会对环境造成负担。那时,回收太阳能电池板的技术开始兴起。
太阳能电池板本身就是……。“可持续发展”:回收太阳能电池板以制造更多的太阳能电池板!
在中国,绝大多数的太阳能装置都发生在过去十年中。由于太阳能电池板的耐用性通常会持续超过其保证的25年,因此它们的回收利用还不是主要问题。但是,前进的道路很明确–回收太阳能电池板的市场需求只会随着时间的推移而增加。
2017年,中国安装了10.6吉瓦的新太阳能。使用粗略的数学运算(如果每个面板为300W),去年安装了3,530万个新的太阳能电池板。在2018年初,中国的运营太阳能容量为53吉瓦。在大约30年的时间里,一波3,530万块面板的使用寿命可能已到尽头,这还不包括过去十年来淹没中国市场的数亿个面板,这些面板可能需要尽快处置。