以晶体硅太阳能电池产业为例的产业生命周期评价初探

面对日益复杂的环境问题和精细化环境管理需求,为了将生命周期评价在产业结构调整、发展方式转变中更好地发挥作用,对在产业层面开展生命周期评价的方法进行了探索研究.产业生命周期评价是在产品生命周期评价的基础上增加了:①基于“可拆解可组合”生态设计理念的功能单位和系统边界确定;②质量评估和数据整合的数据收集过程;③以不确定性分析来验证数据的合理性.选择晶体硅太阳能电池产业进行了产业生命周期评价的案例应用.结果表明:晶体硅太阳能电池产业可分为4个产品单元和11个工艺单元.基于上述产品单元和工艺单元的资源能源投入和污染物排放数据进行收集,在数据质量评估之后通过数据整合形成了产业生命周期数据清单.产业生命周期环境影响主要集中在呼吸系统影响（41.94%）、化石燃料（25.20%）、致癌（14.89%）和气候变化（8.80%）4个环境影响类别;减少环境影响的精准化途径是减少高纯多晶硅、硅片、电池片产品的电耗,组件产品中焊带消耗,硅片产品中的砂浆消耗和组件产品的铝合金边框消耗.蒙特卡洛分析结果显示,高纯多晶硅生命周期评价结果不确定性较高,与数据质量评估的结果较为一致.案例应用结果说明,产品生命周期评价可将生命周期评价从产品层面提升到产业层面,可为国家产业发展提供科学支撑.      

废旧晶体硅太阳能电池资源化现状

在能源紧缺的当下,太阳能的利用很大程度上减轻了能源负担。随着近年来光伏产业的加速发展,太阳能电池数量也呈现快速增长的趋势,太阳能电池报废后的资源化回收将是研究热点。对太阳能光伏市场的发展情况和晶体硅太阳能电池的结构与组成进行了介绍,总结了废旧晶体硅太阳能电池的资源化技术和特点,并提出了废旧晶体硅太阳能电池资源化处理所面临的关键问题。     

废旧晶体硅光伏组件资源化回收研究进展

在传统能源逐步枯竭及碳达峰碳中和概念兴起的背景下,光伏产业得到迅猛发展,其后被忽视的组件报废问题、资源化回收问题需提上日程。本文对目前光伏产业中占主导地位的晶体硅光伏组件进行了介绍,并综合国内外相关文献,对目前废旧光伏组件资源化过程中较为成熟的物理法(包括机械拆解法和热处理法)和化学法(包括有机溶剂法和酸碱法)进行了概述,总结了目前不同技术的特点,以期为寻找经济、高效、清洁的废旧光伏组件回收方法提供思路。     

废旧晶体硅光伏组件的回收利用

为应对光伏产业的快速发展而产生的废旧光伏组件高效低污染回收利用的问题,对不同气氛下光伏封装材料及背板材料的热失重行为及其产物进行了实验分析;并利用高温箱式炉对晶体硅组件进行热处理回收研究。考察了热处理温度、升温速率以及有无背板对硅晶片回收的影响。结果表明,封装材料和背板材料在空气气氛下均存在2个失重阶段,且最终失重温度为500℃左右。通过高温热处理,能够完全去除背板和封装材料,且能回收完整的表面玻璃。预先去除背板的光伏电池在热处理后的硅晶片完整性明显比未去除背板的光伏组件好。以20℃·min~(-1)的升温速率加热至480℃,得到了高完整性的回收硅晶片。