代尔夫特理工研发液态硅油封装光伏板 效率达22.6%且可无损拆解

武汉
代尔夫特理工研发液态硅油封装光伏板 效率达22.6%且可无损拆解

荷兰代尔夫特理工大学研究团队提出一种新型光伏组件设计,用液态硅油替代传统固化聚合物胶膜(EVA)进行电池片封装,并采用边缘密封胶固定。该设计使组件在达到使用寿命后无需高温焚烧或化学溶剂即可完整拆解,各材料可作为独立物质分离回收。

传统光伏板为层压结构,EVA胶膜与玻璃及电池片结合紧密,导致拆解困难。目前商业回收多采用约930华氏度(约500摄氏度)的干馏工艺,能耗高;或使用有机溶剂溶解,成本高昂且产生大量有害废物。随着全球超九成晶硅光伏组件进入服役约30年的生命周期尾声,早期安装设备正集中退役。国际能源评估机构预测,本世纪中叶全球退役光伏组件累计重量将突破2亿公吨,其中绝大部分为玻璃,核心价值集中于中间的薄层电池片。

实验数据显示,填充液态硅油的组件光电转换效率达到22.6%,与传统EVA封装参考模块持平。各类液体填充模块效率介于21.9%至22.6%之间,而相同结构的空气填充版本仅达21.4%,主要受较高光学损耗拖累。液态介质在填补空隙的同时维持了流体状态,未将各层焊接成单一整体,实现了光学性能与机械可拆解性的兼顾。目前原型均为桌面级小试结果,围绕5英寸叉指背接触电池片组装,每种封装材料测试三款组件,尚未达到屋顶商用规模。

针对液态封装易渗漏的质疑,该设计将防水防雨负担完全交由边缘密封胶承担。相关非层压结构研究已证明,采用聚碳酸酯封装的无胶设计可实现IP68等级防尘防水密封,具备机械鲁棒性。不过研究团队明确指出,目前尚无液态填充组件完成完整的户外实际服役周期,数十年的冻融循环可能暴露出实验室台面无法复现的应力风险。但现有原型证实,面向拆解设计的组件无需牺牲发电效率。

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