科学家利用微波加热改善太阳能电池的可回收能力

(资料图)

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。