众所周知,太阳能对环境是有益的。它没有直接的温室气体排放,而且阳光是一种可再生资源,不太可能很快耗尽。太阳能电池板由太阳能电池组成,通过光伏效应将来自太阳或人造光的光能直接转化为电能。但是制造太阳能电池板的缺点是,生产太阳能电池非常耗费能源,而且一旦它们的寿命结束,回收它们的方法也很有限。
现在,研究人员可能有一个解决方案。澳大利亚麦考瑞大学的一个团队已经开发出一种改进的、节省时间的太阳能电池制造工艺,其额外的好处是使它们更容易回收。
硅是太阳能电池中最常用的半导体材料。为了制造太阳能电池板,硅要经过一个叫做退火的热处理过程,这改变了它的物理特性和性能。退火目前是在一个炉子里进行的,需要的温度在1652至2012°F(900至1100°C)之间。
研究人员发现,使用微波辐射来加热硅的效率几乎与使用熔炉一样。微波加热已经被用于橡胶、陶瓷和木材行业,因为它具有能源效率、加热速度和均匀性,以及经济可行性。
微波辐射可以有选择地加热硅,使退火过程更快,而且非常节能。此外,微波可以被集中起来,用于选择性地加热太阳能电池板的各个部分,使其适合于退火较新的太阳能电池板,这些电池板采用异质结技术,其中晶体硅和非晶体硅交织在一起。
而且,与在加热过程中积累化学物质的熔炉不同,微波退火过程是非常干净的。"污染较少,"该研究的主要作者Binesh Veettil说。"而且整个过程都可以在室温下进行。"
通过对微波退火的实验,研究人员发现了一个额外的好处:微波还可以使保护硅板免受潮湿和污染的塑料涂层软化。这意味着涂层可以被剥离,板上的部件可以重新使用。
Veettil说:"直到现在,把这些废旧板子扔进垃圾场才算是有经济意义。因为在回收时,需要粉碎面板,把它们加热到大约1400℃[2552°F],并用化学品清洗,以去除塑料--这是一个高度耗能的过程。"
研究人员打算进行进一步研究,以优化生产过程。该研究发表在《应用物理学通讯》杂志上。