利用一种新方法,可以有效地从薄膜太阳能电池中回收贵金属。瑞典查尔姆斯理工大学的一项新研究证明了这一点。这种方法也比以前的回收方法更环保,为更灵活、更高效的太阳能电池铺平了道路。
今天有两种主流的太阳能电池。最常见的是硅基的,占市场的90%。另一种类型被称为薄膜太阳能电池,它依次使用三种主要的子技术,其中一种被称为CIGS(铜铟镓硒化),由一层不同的金属组成,包括铟和银。薄膜太阳能电池是目前商用技术中最有效的。它们还可以弯曲和适应,这意味着它们可以在许多不同的领域使用。问题是,对铟和银的需求很高,而产量增加的同时,生产废料的数量也在不断增加,其中含有贵重金属和有害物质的混合物。因此,能够将有吸引力的金属从其他物质中分离出来,在经济上和环境上都变得非常有价值,因为它们可以在新产品中重复使用。
“至关重要的是要去除任何污染并进行回收,这样材料才能再次变得尽可能干净。到目前为止,高温和大量的化学物质已经被用来取得成功,这是一个昂贵的过程,也不环保,”化学和化学工程系的博士生Ioanna Teknetzi说,他与Burcak Ebin和Stellan Holgersson一起在杂志上发表了新的研究结果太阳能材料和太阳能电池。
现在他们的研究表明,一种更环保的回收过程也能产生同样的结果。
“我们考虑了纯度和环保回收条件,并研究了如何通过一种更‘友好’的方式,即一种被称为浸出的方法,在酸性溶液中分离薄膜太阳能电池中的金属。我们也必须使用化学品,但远不如以前的浸出方法那么多。为了检查回收的铟和银的纯度,我们还测量了可能的杂质浓度,发现优化可以减少这些杂质,”Ioanna Teknetzi说。
研究人员表示,可以回收100%的银和约85%的铟。这个过程在室温下进行,不加热量。
“这需要一天的时间,比传统方法稍微长一点,但有了我们的方法,它变得更具成本效益,对环境也更好。我们希望我们的研究可以作为优化回收过程的参考,为将来更大规模地使用这种方法铺平道路,”Burcak Ebin说。
该方法
1.对太阳能电池薄膜的材料、化学成分、粒度和厚度进行了分析。将太阳能电池置于具有所需温度的酸溶液的容器中。搅拌是为了促进金属在酸溶液中的溶解。这个过程叫做浸出。
2.通过分析浸出过程中特定时间采集的样品来评估浸出效果和化学反应。不同的金属在不同的时间被浸出。这意味着该过程可以在所有金属开始溶解之前停止,从而有助于实现更高的纯度。
3.当浸出完成时,所需的金属以离子的形式存在于溶液中,可以很容易地纯化,以便在制造新的太阳能电池时重复使用。
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