超音波清洗機也有助太陽能回收,完整分離牢牢黏住的電池與背板

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 13 日 14:10 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


在大力推廣太陽能技術之時,也要想到如何回收再利用,回收產業鏈重要性不可忽視,只是太陽能板封裝過程中已經把玻璃、電池與背板黏合,到底要如何快速分離?最近中國科學家發現,工業級超音波清洗機或許是個不錯的解方。

國際再生能源署(IREA)研究指出,2050 年全球得處理多達 7,800 萬噸太陽能板,必須做好相關回收機制,以免多年後無法妥善處理數以萬噸的太陽能退役潮。

目前主流的矽晶太陽能板主要成分含玻璃 74.2%、鋁框架 10.3%、矽晶電池 4%,在製造太陽能模組過程中,太陽能電池、背板與玻璃間會由醋酸乙烯酯聚合物(EVA)黏著,鋁框緊密封裝。雖然這讓太陽能板不會自行溶解或是滲出液體污染環境,但要如何將電池完整分離,進而回收再造就是個難題。

最近中國華東理工大學研究發現,在工業級超音波清洗機添加有機溶劑,可以成功分離背板與太陽能電池,加快回收進展。在實驗中,超音波清洗機的功率為 720W、超聲頻率 28 Khz,加熱功率為 1,000W,團隊發現把太陽能板放入裝滿水、甲醇或丁酮有機溶劑的清洗機後,能將太陽能電池分離出來。

團隊發現在溫度 50°C 與有機溶劑濃度 50% 下發現,超音波清洗機的最佳功率為 720W 效率,能在 20 分鐘內完全分離,若是功率調降成 180 W 與 360 W,則幾乎沒成效。

至於團隊有機溶劑方面,研究顯示甲酸和乙酸的效果非常差,丁酮和苯甲醇則可在 240 分鐘內完全分離電池與背板,效果又以丁酮最佳,在有機溶劑濃度 50%、溫度 70℃,電池與背板可以完全分離。只是這種方法也會傷害太陽能電池,EVA 接觸丁酮溶劑會產生的膨潤(swelling)現象。

目前太陽能回收有許多方法,像是先前針對太陽能板中的 EVA,德國廠商則不打算用分離方式,採用熱裂解(pyrolysis process)技術,設法融解不需要的聚合物層、將玻璃與面板分離,並透過篩子與空氣分級器來分離細小的材料,最後成功回收鋁、玻璃、銀、銅、錫和矽。

(首圖來源:Flickr/SteFou! CC BY 2.0)