打造光伏循環經濟—新型無鉛環保型組件

20世紀70年代后,全球能源危機日益突出,傳統的燃料能源正在一天天減少,這個時候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變人類的能源結構,維持可持續發展。直至今天,可再生能源迅猛發展,太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點,安裝光伏組件、使用太陽能發電越來越成為一種趨勢。然而光伏發電
Admin     2019-8-9 11:14:39
  20世紀70年代后,全球能源危機日益突出,傳統的燃料能源正在一天天減少,這個時候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能夠改變人類的能源結構,維持可持續發展。

  直至今天,可再生能源迅猛發展,太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點,安裝光伏組件、使用太陽能發電越來越成為一種趨勢。然而光伏發電系統均有一定的使用壽命,對于目前的晶體硅光伏組件,除了少數的新技術組件具有更長的壽命以外,絕大多數光伏組件的使用壽命均為25年。



  當光伏組件壽命到期,轉換率退坡直至沒有使用價值時,面臨的將是報廢和回收難題。報廢后的市場路徑規劃必不可少,組件制造端的研發創新也很關鍵。通過技術創新,能夠從組件的制造源頭減少污染,要真正做到"綠色"循環經濟,需要從各個方面不斷努力。

  光伏組件主要由玻璃、邊框、線材、晶硅、導電漿(銀/鋁等)、膠料等產品組成,其中九成以上的材料都可以回收再利用。目前組件回收過程中面臨的核心關注點是:組件封裝中,電池片之間的連接采用了含鉛的涂錫焊帶和焊料,這些材料中含有一定量的鉛。這些報廢組件解體后,如果不對其中的鉛加以回收,將會造成環境的嚴重鉛污染。



  常規組件采用含鉛的涂錫焊帶和焊料


  早在2006年,歐盟就立法制定RoHS標準,用于規范電子電氣產品的材料及工藝標準,消除電子產品中的鉛、汞、鎘、六價鉻等,使之更加有利于環境保護,并重點規定鉛的含量不能超過0.1%。

  目前,報廢組件的鉛污染已引起國際上的廣泛重視。西班牙政府已經推出政策,對每個報廢組件的回收處理給與20歐元補貼;而美國馬里蘭州也推出了相應政策,即對每個新安裝的非環保型組件提前收取50美元的回收處理費,且將很快在全美推廣。因此,環保型組件(不含鉛等重金屬)是下一步光伏循環經濟發展的必然趨勢,也是對行業健康發展的重要要求。



  歐盟RoHS標準


  最近幾年,我國光伏裝機量一直領先于世界,但和歐洲、日本等地區相比,產業起步較晚,回收利用上存在一定程度的空白。據中科院電工所預測,在組件運營維護良好的情況下,預計到2034年國內光伏組件累計廢棄量將達到近60吉瓦。龐大報廢預期的壓力,需要的是我國光伏行業、市場、企業提前思考、布局,以便屆時沉著應對。
  新型無鉛環保型組件的研究和發展對整個光伏行業是一次重大變革,降低未來報廢成本的同時,新型無鉛環保型組件也能為中國乃至世界帶來巨大的環保意義和經濟利益。近年來,很多國家的光伏實驗室在對新型無鉛環保型組件技術進行研究。
  RenewableEnergyCorp.(REC)于2012年推出了RECPeakEnergyEco,一款新型無鉛焊接太陽能組件,可以完全去除通常在焊接工藝中需要的鉛,這樣就顯著縮減組件中的鉛含量。據ENN環境新聞網報道,美國西北大學的研究人員發明了一種新的太陽能電池,用錫來代替以鉛制造的鈣鈦礦,并稱其有望提高太陽能電池的電轉化效率、降低制備成本,同時有利于環境。最近韓國蔚山科技大學在開發新一代太陽能電池方面也邁出重要的一步,同樣他們采用的是無鉛鈣鈦礦,作為染料敏化太陽能電池的電荷再生器,從而提高電池的整體效率和穩定性。除此之外,MWT和IBC技術,通過改進封裝工藝,能夠從組件的制造端源頭減少涂錫焊帶和焊料的使用,降低鉛等有害重金屬元素。

  針對常規電池和組件的不足,MWT技術采用全新的電池結構和組件封裝方式-導電芯(金屬導電箔線路)+柔性導電膠"的方案取代現有常規組件"涂錫銅帶+助焊劑+高溫焊接"的方案,大幅提高電池和組件的光電轉化效率及可靠性,有效降低鉛污。



  "導電芯"取代"焊帶"


  新型無鉛環保型組件,能夠減少組件廢棄后對環境造成的破壞,還可以降低企業未來的回收成本,有利于光伏循環經濟的發展。






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