全球首创,武大团队在光伏面板回收领域取得新成果
太阳能电池板结构
在武汉大学资源与环境科学学院,科研团队正在对废旧的太阳能电池板进行材料回收,通过他们研发的熔盐刻蚀法,可以从电池板中回收高达95%的银和硅,其他的金属物质基本可以做到100%回收。
武汉大学资源与环境科学学院在站博士后高帅波向记者介绍,“蓝色的就是碳化硅膜层,白色的就是银,里面亮色的就是金属硅,通过我们自研的一种熔盐试剂浸润一下,温度大概在200度左右,经过1到2分钟,就能很快地实现银和硅的剥离。”
运用熔盐刻蚀法可回收电池板中高达95%的银和硅
据了解,以往回收太阳能电池板中的银,需要通过浓硝酸去溶解成银离子,再用电解的方式获取银,不仅成本极高,对环境也存在着污染,很难支撑光伏回收产业的可持续发展,而武汉大学科研团队的方式,更像是给太阳能电池板做精细手术,将二十分之一头发丝粗细的银丝直接剥离。“硅片和银结合地非常牢固,只有几个微米到10个微米左右的小缝隙,用一个化学的刻蚀剂把银和硅之间撬开,我把它称为‘庖丁解牛’ 。最后硅就是纯硅,银就是纯银。我们的技术是全球首创的,已经获批了中国的发明专利。”武汉大学资源与环境科学学院教授汪的华介绍道。
其他金属物质基本可做到100%回收
成绩的背后,科研团队的“剥离手术”也非一帆风顺,由于太阳能电池板长期处于室外的各个环境中,其整体构造的稳定性就很高,要对这样的电池板进行精细化拆卸,团队需要“逆向思维”来进行创新。高帅波回忆说,从刚开始熔盐的选择,包括温度的优化,实验次数可能就达到了上百次,“有的熔点比较高,可能在600度甚至是700度,在这个过程中,硅容易被二次氧化,我们几乎是对能采购到的电池板全部进行了实验。”
通过自研熔盐试剂浸润后得到高纯度银丝
目前,根据国内双碳行业专家预测,中国将在2025年迎来第一批大批量光伏组件的退役,在2030年,光伏组件的回收量会达到150万吨,到2050年则会达到2000万吨,而同一时期,全球的光伏组件回收则有8000万吨左右。这对于国内光伏回收产业将是一片新蓝海,也有利于像武汉大学这样的熔盐刻蚀法新技术的持续突破。
武汉双碳产业研究院首席专家梁胜文表示,大规模的光伏组件报废会给回收利用的产业带来一个比较大的高速增长期,成为双碳产业投资布局的热点,“技术成果是我们中国自创的,具有完全独立的知识产权,在国际上也是比较领先的,有很强的竞争力。”
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