碲化镉玻璃发电玻璃有毒吗

   2023-05-26 16:26:56 网络1000
核心提示:有毒。通过应用CdTe光伏发电来取代部分火力发电,以减少火力发电所引 起的镉排放,虽然Cd+有毒,但是在生产过程中采用闭环生产,污水采用零排放工艺要求,保证镉不会污染环境。并且美国相关单位统计研究发现CdTe生产过程中Cd的污染指数为0.3

碲化镉玻璃发电玻璃有毒吗

有毒。

通过应用CdTe光伏发电来取代部分火力发电,以减少火力发电所引 起的镉排放,虽然Cd+有毒,但是在生产过程中采用闭环生产,污水采用零排放工艺要求,保证镉不会污染环境。并且美国相关单位统计研究发现CdTe生产过程中Cd的污染指数为0.3,与天 燃气污染指数相同。

相关内容:

碲化镉薄膜太阳能电池含有重金属元素镉,是有毒性物质,也有网友曾担心发电玻璃所用的碲化镉材碲化镉(CdTe)是一种由镉与碲合成的结晶物质,碲化镉也可与汞形成HgCdTe合金,可应用在红外线侦测器的感光材料。

碲是地球上的稀有元素,发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。过去碲是以铜,铅,锌等矿山的伴生矿副产品形式,即在工业上,碲主要是从电解铜或冶炼锌的废料中回收得到,也就是矿渣,以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。

第一个碲化镉薄膜太阳能电池是由RCA实验室在CdTe单晶上镀上In的合金制得的,其光电转换效率为2.1%。1982年,Kodak实验室用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的CdS,制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。

这是现阶段碲化镉薄膜太阳能电池的原型。20世纪90年代初,碲化镉薄膜太阳能电池已实现了规模化生产,但市场发展缓慢,市场份额一直徘徊在1%左右。目前碲化镉薄膜太阳能电池在实验室中获得的最高光电转换效率已达到17.3% 。

碲化镉薄膜太阳能电池的碲化镉薄膜太阳能电池持续发展的可能性

中国在光伏产业又获得了一项专利技术,该技术就是发电玻璃。发电玻璃的原理是让玻璃先具有导电性,随后其表面涂上碲化镉薄膜,利用其物理特性进行太阳能发电。该技术将会解决我国和全世界电力短缺的问题。

碲化镉的优缺点。碲化镉发光玻璃中的关键物质是碲化镉,碲化镉是一种新型的半导体材料,它的最大的优点是高光吸收率非常高,可以吸收可见光中95%的光子,并且制作出来的太阳能电池的光电转换效率可以达到28%,最重要的是电池的机构非常简单,制作的成本低,很容易实现规模化。不过碲化镉的缺点也比较明显,会被硝酸分解,同时潮湿的环境中容易被氧化,所以它的使用寿命不长。

发电玻璃的原理。利用碲化镉制作电池全称碲化镉薄膜太阳能电池,制作的流程并不复杂。首先将钢化玻璃上物理或者化学电镀透明导电氧化物薄膜,将玻璃附加了导电特性,这就是TOC玻璃。第二步就是将碲化镉发电膜加工到玻璃上,碲化镉的厚度大约只有几微米,随后在进行切割,集成,封装和线路的安装等工序,最后发电玻璃就制作完成了。

发电玻璃的市场。发电玻璃是光伏产业中发展最快的设备,全世界范围内很多的国家都在对其进行技术升级和改造,重点是提高其使用寿命和转换效率。另外发电玻璃的量产同样也存在很大的问题。发电玻璃中需要的镉元素和碲元素,我国探明储备量无法达到量产。一旦这些问题得到了解决,发电玻璃在中国得到普及,那么就可以解决我国的用电压力,而且这种能源属于低碳能源,完全满足了国家碳减排和碳中和的目标。

碲化镉污染叫停原因

碲化镉薄膜太阳能电池在生产成本大大低于晶体硅和其他材料的太阳能电池技术,其次它和太阳的光谱最一致,可吸收95%以上的阳光。标准工艺,低能耗,生命周期结束后,可回收,强弱光均可发电,温度越高表现越好。拥有这么多优势的碲化镉薄膜太阳能电池在全球市场占有率上已经开始向传统晶体硅太阳能电池发起了挑战,碲化镉薄膜太阳能电池的领军企业美国First Solar公司一度成为全球市值最高的太阳能电池企业。然而,碲化镉太阳能电池自身也仍是有一些缺点。 碲是地球上的稀有元素,发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。过去碲是以铜,铅,锌等矿山的伴生矿副产品形式,也就是矿渣,以及冶炼厂的阳极泥等废料的形式存在。

虽然据相关报道,地球上已知有碲十数万吨,且130~140公斤碲即可以满足1MW碲化镉薄膜太阳能电池的生产需要,但是跟硅的储量根本无法相提并论。 由于碲化镉薄膜太阳能电池含有重金属元素镉,使很多人担心碲化镉太阳能电池的生产和使用对环境的影响。多年来,一些公司和专家不愿步入碲化镉太阳能电池的开发和生产就是因为这个原因。

为此,美国布鲁克文国家实验室的科学家们专门研究了这个问题。他们系统研究了晶体硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池与煤、石油、天然气等常规能源和核能的单位发电量的重金属排放量。在太阳能电池的分析中,考虑了将原始矿石加工得到制备太阳能电池所需材料、太阳能电池制备、太阳能电池的使用等全寿命周期过程。研究结果表明,石油的镉排放量是最高的,达到44.3g/GWh,煤炭次之,为3.7g/GWh。而太阳能电池的排放量均小于1g/GWh,其中又以碲化镉的镉排放量最低,为0.3 g/GWh。与天然气相同,硅太阳能电池的镉排放量大约是碲化镉太阳能电池的两倍。

他们还研究了硅太阳能电池和碲化镉太阳能电池的生产与使用中其他重金属的排放。研究结果表明,碲化镉太阳能电池的砷、铬、铅、汞、镍等其他重金属的排放量也比硅太阳能电池的低。该研究报告结论基于对美国First Solar公司碲化镉薄膜太阳能电池生产线、碲化镉太阳能电池组件使用现场的系统考察,和对其他太阳能电池、能源的实际生产企业的工艺、相关产品的使用环境研究分析得出。研究结果的科学性、公正性得到国内外的认可。研究者在2006年欧洲材料年会硫系半导体光伏材料分会作的报告引起了与会人员的强烈关注。

美国的研究人员还针对碲化镉薄膜太阳能电池组件使用过程中,遇到火灾等意外事故造成组件损毁时镉的污染进行了研究。他们将双玻璃封装的碲化镉薄膜太阳能电池组件在模拟建筑物发生火灾的情况下进行试验,实验温度高达1100℃。结果表明,高温下玻璃变软以至于熔化,化合物半导体薄膜被包封在软化了的玻璃中,镉流失量不到电池所含镉总量的0.04%。考虑到发生火灾的几率,得出使用过程中,镉的排放量不到0.06mg/GWh。

虽然实验表明碲化镉薄膜太阳能电池组件的使用是安全的,但是建立寿命末期电池组件和损毁组件的回收机制可以增强公众的信心。分离出的Cd、Te及其他有用材料,还可用于制造生产太阳能电池组件所需的相关材料,进行循环生产。美国、欧洲的研究表明,技术上是可行的,回收材料的效益高于回收成本。事实上,美国First Solar公司的碲化镉太阳能电池组件在销售时就与用户签订了由工厂支付回收费用的回收合同。

综上所述,碲化镉太阳能电池在生产、使用等方面是环境友好的。

第一,国内企业在技术及设备方面落后太多,海外市场竞争力薄弱。全球对碲化镉薄膜电池布局最早的是美国薄膜电池制造商First Solar公司,技术相对成熟。据了解,First Solar公司在碲化镉薄膜电池领域具备垄断优势。

据业内人士表述,目前国内企业生产的碲化镉薄膜组件效率较好的能达到16%-17%的水平,落后于晶硅组件,与国际水平相差甚大。因此在海外市场,我国企业仍然难以撼动First Solar在碲化镉方面的地位。

另一方面,薄膜太阳能电池生产设备复杂昂贵,关键设备方面高达上千万美元,长期以来一直被欧洲、美国和日本的企业垄断。所以我国碲化镉薄膜生产商在设备方面依然要依靠外国的供应商。而生产设备制造成本占薄膜太阳能电池发电成本的七成左右,这就使得薄膜电池的成本高企。最终限制了其大规模推广。

第二,国内市场环境不允许。如深赛格在公告中所言,“531”政策发布之后,国内各大厂商最核心的问题就是控制成本。而且在“降本增效”的压力之下,国内晶硅电池无论是工艺还是技术都处于爆发期,其成本不断下探,效率不断提升,这样的迅速的发展是尚未大规模量产的薄膜电池难以企及的。也就是说,在这样激烈的市场竞争下,如碲化镉薄膜太阳能电池这种尚不成熟,仍然需要大量投入的产业基本没有抢夺市场份额的可能。

归根结底,国内碲化镉薄膜的发展困境仍然是受到技术所困。假如国内光伏企业能够在量产技术、电池效率方面达到更高的水平,那再激烈的市场竞争也无法阻挡碲化镉薄膜产业的崛起。

以上就是关于碲化镉玻璃发电玻璃有毒吗全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
举报收藏 0打赏 0评论 0
 
更多>同类百科头条
推荐图文
推荐百科头条
最新发布
点击排行
推荐产品
网站首页  |  公司简介  |  意见建议  |  法律申明  |  隐私政策  |  广告投放  |  如何免费信息发布?  |  如何开通福步贸易网VIP?  |  VIP会员能享受到什么服务?  |  怎样让客户第一时间找到您的商铺?  |  如何推荐产品到自己商铺的首页?  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  粤ICP备15082249号-2