不用打碎也能完整回收 工研院設計「易拆解」太陽光電板 每百萬瓩回收效益增一倍 | 環境資訊中心

不用打碎也能完整回收 工研院設計「易拆解」太陽光電板 每百萬瓩回收效益增一倍

2019年12月10日
環境資訊中心記者 陳文姿報導

為了讓太陽光電板能穩定使用20年以上,各層材料間需要緊密結合,導致光電板廢棄回收時,只能打碎再分類回收,回收價值大降。工研院從源頭做起,改變膠合方式,設計出「易拆解」太陽能模組,讓光電板上的玻璃、太陽電池片保持完整、回收後可再製作為太陽光電板,做到最大循環利用。預估每GW(百萬瓩)的光電建置回收效益可從12億元變成24億元,提升了一倍。

「易拆解」太陽能模組(圖為2*2模組)已經能達到晶片100%完整回收(右下)。右上為傳統模組在拆解中碎裂的情況。攝影:陳文姿

「易拆解」太陽能模組(圖為2*2模組)已經能達到晶片100%完整回收(右下)。右上為傳統模組在拆解中碎裂的情況。攝影:陳文姿

拆解不碎解  電池回收使用價更高

工研院材料與化工研究所(材化所)副組長朱旭山表示,傳統的光電板有五層結構,用封裝膠EVA將玻璃、太能電池片(晶片)、背板間封結。由於膠合非常緊密,回收時只能將玻璃跟電池打碎、再分選回收,回收價值低。新的方式是以熱塑性增益封裝材來取代原本的封裝膠EVA,讓玻璃跟電池片在回收時可以完整分離,重新變成零組件再使用。

材化所研究員王文獻進一步指出,「易拆解」太陽能模組與傳統模組最大的差別在黏膠。透過溫度調控就可以讓各層材料拆解開來。採用「易拆解」太陽能模組不會增加製程工序、也不會增加成本。

傳統的光電板採用封裝膠EVA將玻璃、電池片(晶片)、背板間封裝。「易拆解」太陽能模組除改變膠合材質外,也減少一層EVA,改用無氟的背板。圖片來源:工研院

傳統的光電板採用封裝膠EVA將玻璃、電池片(晶片)、背板間封裝。「易拆解」太陽能模組除改變膠合材質外,也減少一層EVA,改用無氟的背板。圖片來源:工研院

材化所研究員王挺玉表示,「易拆解」太陽能模組不僅可回收完整的電池片、玻璃,連電池片電極線上的銀也可以完整取出,銀的回收純度更高。此外,在實驗室層級,已經做到100%電池片無破損回收再使用。

不僅如此,王文獻表示,工研院研發的黏膠添加了紫外光轉換劑,讓傳統無法利用的紫外光也能轉換為可以發電的藍光,額外增加2%的發電效率。

王文獻說,目前這套可拆解技術已經在2*2的模組上證實可行,預計明年應用標準商規的6*10模組上。

由於膠合材料中添加了紫外光轉換劑,讓紫外光轉換為可發電的藍光,發電量從19.4(左)增加到21.7(右)約增加2%。攝影:陳文姿

由於膠合材料中添加了紫外光轉換劑,讓紫外光轉換為可發電的藍光,發電量從19.4(左)增加到21.7(右)約增加2%。攝影:陳文姿
「易拆解」太陽能模組能完整取下銀、鋁材料,電池片、玻璃也都能整片回收。攝影:陳文姿

「易拆解」太陽能模組能完整取下銀、鋁材料,電池片、玻璃也都能整片回收。攝影:陳文姿

從設計階段為回收做準備  回收價值提升四倍

太陽能板預計可以使用20-25年,針對未來要處理的太陽能板廢棄回收問題,成亞資源科技、春池玻璃、金益鼎企業等國內業者早在2018年就與工研院材化所、台科大、成功大學等推動成立台灣太陽能模組資源化產業聯盟(SMART Cycle)。經濟部也從2019年起預收每瓩1000元的回收費,以處理未來的光電板回收。

傳統的太陽板回收是先將鋁框回收,其餘的部分打碎、篩選、再處理。朱旭山分析,採用工研院的分解與綠色濕法有價金屬提取技術,可增加銀、矽的回收,讓每GW的傳統光電板的回收效益從6億元提升到12億元。未來,如能從設計跟製造階段就改用「易拆解」太陽能模組,提高玻璃、矽晶片的回收使用,每GW 的回收效益就能從12億再增加至24億元。對於政府規劃的20GW光電來說,等於是數百億的經濟價值。

傳統太陽能板膠合緊密,除鋁框外,其餘只能打碎(右)再分選分類回收(左)。攝影:陳文姿

傳統太陽能板膠合緊密,除鋁框外,其餘只能打碎(右)再分選分類回收(左)。攝影:陳文姿