研發新技術也不應忽略回收,鈣鈦礦太陽能碳足跡有望再降 70%

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 13 日 14:18 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


隨著太陽能裝置量愈來愈高,如何處理退役面板等相關議題也浮上檯面,目前已有許多關於晶矽太陽能板回收研究與方法,但新興太陽能技術或許是因為尚未站穩,討論還不多,對此美國科學家則呼籲不應忽略這一塊。

鈣鈦礦太陽能是現在備受矚目的下一代太陽能技術之一,材料便宜製程相對簡易,依照配置與不同背板、更可製成可撓或是半透明太陽能模組,應用非常廣泛,惟需解決穩定性與壽命問題,而現在康奈爾大學團隊表示,現在也正是為鈣鈦礦後事著想的時機。

當鈣鈦礦太陽能壽命將至,要如何處理這種電子廢棄物呢?我們可以透過回收再利用,再降低鈣鈦礦太陽能的碳足跡,康乃爾大學能源系統工程教授 Fengqi You 表示,通常科學家在設計太陽能電池時,首先著重提高性能,專注在轉換效率與穩定性,然而往往忽略回收機制。

在團隊過去的研究中,已知全鈣鈦礦太陽能表現優於矽晶太陽能,製造過程的能耗也比較少,鈣鈦礦太陽能的前期投資回收速度也比矽晶太陽能還要快。因此團隊認為,為鈣鈦礦太陽能建立回收機制,能讓該技術朝更永續發展,有助降低 72.6% 一次能源消費量和減少 71.2% 碳足跡,論文共同作者 Xueyu Tian 表示,減少電池製造能耗,可連帶降低能源回收期(Energy Pay Back Time,EPBT)與溫室氣體排放。

團隊指出,最佳的再生鈣鈦礦電池架構,能源回收期約一個月,碳足跡為每度電 13.4 公克二氧化碳當量(carbon dioxide equivalent,CO2e)。但若不進行回收,鈣鈦礦太陽能電池的能源回收期就會落到 70 天~13 個月,生命週期中二氧化碳排放也高達每度電 27.5~158.0 公克。

目前矽晶太陽能的能源回收期為 1.3~2.4 年,初始碳足跡每度電 22.1~38.1 公克二氧化碳當量,Tian指出鈣鈦礦有機會勝出所有競爭對手。這項研究希望能呼籲科學家們尋找延長鈣鈦礦壽命與穩定性的同時,也能夠撥一點心力,研究廢棄鈣鈦礦回收與處理,認為這也是加速商業化重要進展之一。

(首圖來源:康乃爾大學