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全球6000万吨光伏组件待报废!印科学家从废弃电池板中回收纯硅

2021-11-19
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导读: 全球各地需要处理的废旧光伏组件与日俱增。当前,在全球范围内,处于报废阶段的约6000万吨太阳能电池板已成为废弃物。
太阳能组件的平均寿命约为25-30年,随着早期光伏电站的运营时限逐渐到期,全球各地需要处理的废旧光伏组件与日俱增。当前,在全球范围内,处于报废阶段的约6000万吨太阳能电池板已成为废弃物。

人们需要一种有效的回收方法来减少环境污染。近期,泰米尔纳德邦KPR工程和技术学院的印度科学家们设计出一种方法,利用化学处理办法从废弃的太阳能电池板中高效回收纯硅以及铝、银和铅等其他材料。

早些时候,人们通过使用氢氟酸或氢氟酸和其他化学品的混合物处理太阳能电池来回收纯硅。由于氢氟酸具有高毒性和腐蚀性,KPR的科学家们取消了氢氟酸的使用。他们通过依次使用三种不同的化学品处理太阳能电池来回收纯硅(99.9984%)。铝、银和铅也分别被转化为氢氧化铝、氯化银和氧化铅进行回收。

在研究中,科学家们使用一些特定的化学品处理太阳能电池并发现,通过使用浓缩氢氧化钠溶液可以去除铝层。反应过程中形成的氢气被收集在一个腔室中,可在日后作为燃料使用。氢氧化钠溶液中的氢氧化铝通过过滤被分离。同样,通过硝酸处理太阳能电池组件去除了银和铅。释放出的二氧化氮被收集起来,用于之后生产硝酸。

此外,为了分离硝酸银,研究人员使用盐酸处理溶液形成氯化银,过滤沉淀后的氯化银,使用氢氧化钠处理溶液,从溶液中分离出铅化合物。然后,氧化铅被转化为氢氧化铅,沉淀后被滤出。

在这个过程中,抗反射涂层(蓝色)和p-n结是唯一的杂质,它们可以通过浓磷酸去除。通过对太阳能电池进行这种长时间的处理,人们可以获得纯硅(99.9984%)。

根据科学家的计算,1千克太阳能电池的回收成本为68.9美元。回收1千克太阳能电池的总利润约为185美元。

最近一段时间,由于各方都在加大应对气候污染的力度,太阳能回收也获得了更高的关注度。例如,作为国家回收周的一部分,位于澳大利亚新南威尔士州的地方政府Dubbo Regional Council(DRC)参加了一个二手(可使用的)太阳能电池组件回收的首创试验项目,DRC希望居民们有朝一日能够在自己家中,或在公司中重新使用太阳能电池组件。
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