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光伏電池硅的循環(huán)利用

2010年09月15日 17:48 本站整理 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:光伏電池(32660)
無論是太陽能電池還是硅芯片,都有一定的使用壽命,當這些產(chǎn)品達到壽命被替換之后,如此多的硅將如何處理?循環(huán)利用是較為可行的技術(shù)方案。不過,多晶硅的價格變動幅度很大,在2005年時,多晶硅價格僅為30美元/千克,到2008年則一路飆升到接近500美元/千克,但今后數(shù)年內(nèi),由于產(chǎn)能大于需求,價格可能降到100美元/千克以下,接近國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)成本(70~100美元/千克),而國外大企業(yè)的生產(chǎn)成本則僅為30美元/千克。如果硅循環(huán)利用的成本超過這個價格,企業(yè)將很難產(chǎn)生使用再生硅的熱情。推動硅的循環(huán)利用,除了環(huán)境保護的法律制約之外,降低循環(huán)利用的成本也是一種重要的手段,這就要求科學家們開發(fā)更便宜,更清潔的硅循環(huán)利用技術(shù)。

?? 硅是制造太陽能光伏電池的重要原料。芯片級多晶硅的純度級別要求達到9個“9”以上(9N~12N),而光伏電池需要的多晶硅純度級別為6個“9”(6N)?;厥盏墓杵绾翁幚聿拍茏兂芍圃爝@些高純度產(chǎn)品的原料?此外,多晶硅生產(chǎn)過程中還會生成大量的副產(chǎn)物,它們還能夠利用嗎?

?? 光伏電池的生產(chǎn)和封裝過程中會有一定的廢品率,一般為2~4%,隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式發(fā)展,在生產(chǎn)過程中損失的硅片總量會逐漸增加。同時,光伏電池也有一定的使用壽命,在它們完成自己的使命之后,也需要循環(huán)利用,以免造成沉重的環(huán)境負擔。?

??? 在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的光伏電池碎片先回收銀質(zhì)小組件,再經(jīng)過處理和重新冶煉,還可以繼續(xù)作為光伏電池原料使用。廢棄的光伏電池則需先進行拆解,然后回收。這些硅除了可以重復用于光伏電池產(chǎn)業(yè)以外,還可以制成碳化硅和氮化硅等電工和陶瓷材料。目前全球已經(jīng)有Solarworld等多家公司從事廢棄光伏電池的重復利用工作。

?? 多晶硅的生產(chǎn)工藝主要有改良西門子法、硅烷法和物理提純法等等,其中應用最廣泛的是改良西門子法。該方法首先用硅粉和氯化氫反應,生成三氯硅烷(或稱三氯硅氫),三氯硅烷經(jīng)過分餾和精餾后,得到高純?nèi)裙柰?,再被氫氣還原,以氣相沉積法在初始的高純多晶硅細棒上沉積生成高純硅。在這一工藝基礎上;采用尾氣干法回收工藝,并用回收的四氯硅烷氫化再生成三氯硅烷重復利用,可節(jié)約大量原料。不過,由于該法一次轉(zhuǎn)化率較低,全球多晶硅產(chǎn)業(yè)每年依然產(chǎn)生大量的四氯硅烷。目前流行的做法是利用四氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑(二氧化硅),這是一種高附加值的產(chǎn)品,被廣泛用于橡膠、塑料和高級涂料的填料,所生成的副產(chǎn)物氯化氫經(jīng)回收后,還可用于生產(chǎn)三氯硅烷。德國的瓦克公司和日本德山公司目前都使用這種工藝處理四氯硅烷。

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