研究指向太阳能电池板的回收策略

美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员对太阳能光伏(PV)组件的报废管理最有希望的方法进行了首次全球评估。光伏组件的使用寿命为30年。目前，尚无计划在使用寿命结束时对其进行管理。到2050年，不再需要的模块数量总计将达到8000万吨。除数量外，废物的性质也带来了挑战。光伏组件由有价值，珍贵，关键和有毒的材料制成。当前没有关于如何回收有价值的物质和减少有毒物质的标准。

许多文章回顾了PV回收的各个选项，但是直到现在，还没有人对所有PV回收工作进行全球评估，以找出最有前途的方法。

NREL专门研究可持续性科学的高级科学家Garvin Heath说：“ PV是能源转型的重要组成部分。” “我们必须成为这些材料的好管家，并为光伏组件发展循环经济。”

希斯是《支持循环经济的硅光伏组件回收的研究与开发优先事项》的主要作者，该出版物发表在《自然能源》杂志上。他是NREL的合著者，包括Timothy Silverman，Michael Kempe，Michael Deceglie和Teresa Barnes。以及NREL的前同事Tim Remo和Hao Cui。该团队还与外部专家合作，特别是在太阳能制造领域。

希思说：“它提供了一个简洁，深入的综合，表明我们应该和不应该把重点放在研究人员，投资者和政策制定者身上。”

作者专注于结晶硅的回收，该结晶硅以非常纯净的形式用于已安装的光伏系统的90%以上。它约占能源，碳足迹和生产PV组件成本的一半，但仅占其质量的一小部分。硅的价值取决于其纯度。

PV硬件专家Silverman说：“使硅变得纯净需要大量投资。” “对于光伏组件，您需要将这些硅电池，密封在防风雨的包装中，使其与其他材料接触，并等待20到30年，而与此同时，光伏技术正在进步。我们如何才能获得这种能量和材料投资以最环保的方式?”

作者发现一些国家已经制定了PV回收法规，而其他国家才刚刚开始考虑解决方案。目前，由于当今产生的废物量有限，世界上仅存在一个晶体硅光伏专用回收设施。

根据他们的发现，作者建议进行研究和开发，以减少回收成本和环境影响，同时最大程度地提高材料回收率。他们建议专注于高价值的硅晶片而不是完整的硅晶片。后者被吹捧为可以实现的，但是硅晶片经常会破裂，不可能满足当今严格的标准以实现直接重复使用。为了回收高价值的硅，作者强调需要研究和开发硅纯化工艺。

作者还强调，应使用技术经济分析和生命周期评估来探讨回收做法的环境和经济影响。

最后，作者指出，寻找避免浪费的方法是等式的重要组成部分，包括如何使太阳能电池板的使用寿命更长，如何更有效地使用材料以及更高效地发电。

西尔弗曼说：“我们需要研发，因为废物的堆积会悄悄溜到我们身上。” “就像光伏装置的指数级增长一样，它似乎会缓慢移动然后迅速加速。到有足够的浪费来开设光伏专用设施时，我们需要已经研究了正确的过程。”

如果成功，这些发现将为PV循环经济做出贡献。