太陽電池是一種對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種,如:單晶硅,多晶硅, 非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。
它們的發(fā)電原理基本相同,現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過程。 P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅,形成P-N結(jié)。
當(dāng)光線照射太陽電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了躍遷,成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差。
當(dāng)外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。
太陽能發(fā)電板(Solar panel)是通過吸收太陽光,將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置,大部分太陽能電池板的主要材料為“硅”,但因制作成本較大,以至于它普遍地使用還有一定的局限。
相對于普通電池和可循環(huán)充電電池來說,太陽能電池屬于更節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。
材料分類
當(dāng)前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當(dāng)長的一段時(shí)期也依然是太陽能電池的主流材料。
多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長期以來掌握在美、日、德等3個(gè)國家7個(gè)公司的10家工廠手中,形成技術(shù)封鎖、市場壟斷的狀況。
多晶硅的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。
其中,用于電子級多晶硅占55%左右,太陽能級多晶硅占45%,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展,預(yù)計(jì)到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。
如今,太陽能電池板通常可保證至少在其額定功率的80%下工作20至30年,但是一旦其有效的能源生產(chǎn)壽命期滿,太陽能電池板回收是否可行,會(huì)發(fā)生什么呢?這些問題尤為重要,因?yàn)檫^去十年來安裝的太陽能電池板的浪潮越來越接近終的更換日期,而效率較低的舊電池板現(xiàn)在可以在“使用”日期之前更換掉。預(yù)計(jì)太陽能電池板廢物的數(shù)量將從2020年的不到25萬噸成倍增加,到2030年將超過100萬噸,到2050年將超過1000萬噸。
因此,回收太陽能電池板是太陽能行業(yè)目前和未來都面臨的挑戰(zhàn)之一。專家建議,到2050年,太陽能電池板中超過其主要用途的可重復(fù)使用材料的價(jià)值可能達(dá)到150億美元。
那么這對于太陽能安裝商公司意味著什么呢?他們中的許多人都對其供應(yīng)鏈和廢物流的可持續(xù)性進(jìn)行了高度調(diào)整。這里介紹一下太陽能電池板的回收過程以及貴公司在更換現(xiàn)有太陽能裝置時(shí)可回收太陽能電池板的選項(xiàng)。
能源行業(yè)一直在經(jīng)歷著根本性的變化,向可再生能源采購的逐步轉(zhuǎn)變是顯而易見的。但是,并非所有看起來可持續(xù)的東西在其生命周期結(jié)束時(shí)都會(huì)保持這種狀態(tài)。至少這是有關(guān)光伏(PV)太陽能電池板的常見擔(dān)憂。它們是一種可持續(xù)的能源,僅依賴于太陽輻射,并且能夠?yàn)槲覀兊姆课莨╇?。但是,如果太陽能電池板無法有效發(fā)揮作用,會(huì)發(fā)生什么情況?
太陽能電池板的使用壽命
太陽能電池板能使用多長時(shí)間?大多數(shù)人在考慮太陽能電池板時(shí)都會(huì)想到的一個(gè)問題。根據(jù)研究,太陽能電池板的使用壽命約為退役前的30年。