激光刻蚀技术制造纸芯片(（真空镀膜机手套箱）三国废弃太阳能回收：还能做成新的电池板)
全球太阳能电池板报废
如何进行回收再利用
全球有数十亿块太阳能电池板即将面临淘汰。如果它们被扔掉，那么就浪费了许多制造未来电池板所需的基本材料。据估计，到2050年将废弃大约40亿块总重7800万吨的电池板。但是，由于电池板的设计问题，想要从中获得可再次利用的材料并不容易，所以很可能大部分的电池板在回收过程中就直接粉碎了。但是这样会污染材料，增加回收难度。
全世界都迫切需要设计出能够便于提取所含材料的电子产品，以便我们在新产品中重新利用，避免浪费。如果我们不改变使用材料的方式，将会限制社会下一阶段的可再生技术和环保技术部署，不利于缓解气候变化，还会失去其中我们需要的材料。
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太阳能废弃电池板如果可以得到有效回收利用，其总价值将高达150亿美元，能制造20亿块新的太阳能板。此外还能创造更多的经济利益，因为70%的温室气体排放与材料的提取、制造和使用有关。如果继续从地球上不断开采资源，那么我们将无法减少温室气体排放，更无法缓解气候变化。更重要的是，我们要避免出现因为技术方面的问题，必须争夺材料的情况。否则将会进一步限制技术应用，削弱社会应对气候危机的能力。例如，半导体材料不仅广泛用于制造计算机芯片，也用于制造太阳能电池板和低能耗照明；风力涡轮机所使用的磁铁也同样用于低碳汽车。
根据统计，2020年，预计将从地球上开采约1000亿吨材料，其中只有8.6%的材料能够得到循环利用。因此，电子垃圾的增长速度是世界上最快的。仅2019年全球就产生5360万吨电子垃圾。这些材料没有得到有效回收和循环利用，意味着目前技术无法进行可持续发展。对于未来技术所需的30种重要材料，全球回收率还不到1%。
韩国非破坏性技术
太阳能玻璃组件回收率100%
太阳能电池板的使用寿命往往由电池片，钢化玻璃，EVA，TPT等的材质决定，一般会用好一点材料的厂家做出来的电池板使用寿命可以达到25年。但随着环境的影响，太阳能电池板的材料会随着时间的变化而老化。通常其用到20年功率会衰减30%，用到25年功率会衰减70%。目前，在电子废物商场中，作废太阳能电池板的数量和规划尚不起眼，但其增长速度却很快。业界担忧，随着全球绿色转型的加速和深化，太阳能运用越来越广泛，到时数量巨大的作废电池板的处理将成为太阳能职业无法接受之重。
近日，韩国的研究人员开发出一种非破坏性技术，来回收废弃的太阳能电池板，以制造高性能的太阳能电池。这项新技术可以同时回收未受损和受损的电池板，使玻璃组件的回收率达到100%。其中，大约80%的其他材料可以被回收，并制造为高性能太阳能电池。研究人员能够将从72个废弃的商业面板上收集的硅提炼成6英寸的单晶锭和硅片。回收的材料被用于生产太阳能电池，其发电效率约为20.52%，而普通太阳能电池的能源效率约为15%，差距并不明显。
为了在2050年前实现二氧化碳净零排放，韩国加强了其绿色能源发电能力。该国的太阳能发电能力迅速增长，截至2020年11月，已建成约21820台太阳能发电机，总输出功率约为3.65千兆瓦（GW）。一千兆瓦的能力所生产的电力能够为大约30万个家庭提供一年的电力。根据韩国环境研究所的数据，到2032年韩国将丢弃约27627吨的面板。回收一吨废弃的太阳能电池板具有减少1.2吨温室气体的效果，因此这项技术是实现净零排放的关键。
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日本回收原材料
用旧版制作新太阳能板
近日，日本“光伏再生协会”日前发布新闻公报，该协会与两家光伏企业合作，从废弃太阳能电池板中回收原材料，并利用回收材料成功试制了新的太阳能电池板。这种闭环回收方法将有助于解决废弃太阳能电池板所带来的环境问题。
太阳能发电作为有助缓解气候变化影响的可再生能源而日益受到关注。太阳能电池板寿命一般约25年，越来越多的太阳能电池板达到使用年限后被废弃，已成为迫切需要解决的环境问题。目前，很多废弃太阳能电池板被填埋处理，会造成环境污染。研发团队将废弃太阳能电池板的铝边框去除后，用日本新见太阳能公司研发的热分解设备产生的高温水蒸气加热太阳能电池板，电池板的密封剂、树脂片在超过600摄氏度的水蒸气环境下会升华，剩下的玻璃板可被循环利用。此外，电池板中用到的银、硅、铜等原材料都能实现高纯度回收，试制成新的太阳能电池板，并确认能够正常发电。
本次试制成功后，研发团队希望利用这项技术在5年内实现太阳能电池组件闭环回收的应用和量产。
西安交大新技术
让废弃太阳能“变废为宝”
我国是光伏生产和制造大国，多年来新增和累计光伏装机容量位居全球第一。光伏组件使用寿命仅为20年到30年，废弃的光伏组件含有多种有害物质，将对环境带来极大的污染。太阳能电池板由玻璃、硅片、EVA膜、金属汇流条和背板等组成。由于不同组分的力学和电学性能差异巨大，给资源化回收带来了很大的技术难度；近日，西安交通大学先进高电压与等离子体技术研究团队成功开发出国内首套基于液电效应的太阳能电池板资源化回收装置，提出了新型、环保的电池板资源化回收工艺，可使废弃太阳能电池板“变废为宝”。
团队创新性提出基于水中高压放电冲击波致裂技术的退役光伏组件资源化回收方法，形成了完整的绿色、环保、节能的资源化回收工艺和流程，并开发了国内首套基于水中高压放电的废弃光伏组件回收原理样机，验证了技术方案的可行性和有效性。
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项目负责人介绍，该技术利用水中脉冲放电能效高、峰值压力强、选择性破碎等优势，可高效破碎、解离和回收太阳能电池板高价值组分。整个处理过程不采用化学试剂，无废水、废液、废气和粉尘产生，实现了处理过程无害化、回收产率和品质高、资源消耗少。该技术突破了原有回收方法能耗高、污染大的技术瓶颈，具有环境污染小、能耗低、经济收益高等优点，可为我国废弃太阳能电池板环保回收提供新的解决思路，具有广阔的市场空间。
回到太阳能生产工艺
真空镀膜最为重要
在太阳能电池的生产中，镀膜、刻蚀、封装是三大核心工艺环节：
镀膜：钙钛矿的制备工艺与其他薄膜电池类似，需要通过溶液涂布法、溶液喷涂法、气相沉积法等方式，制备高纯度、缺陷少、高覆盖率、致密的钙钛矿层薄膜与传输薄膜，以改善不同层结构之间的电学接触，减少传输过程中的损耗，实现高的电池转换效率。
刻蚀：通过多道激光刻蚀，可以构建钙钛矿电池中的电路结构，把多个钙钛矿电池串联成组件。
封装：目前的封装技术采用了类似晶硅的技术，主要是替换掉原本晶硅用的EVA胶膜，因为EVA是聚醋酸乙烯酯，它的聚合不可能100%完成，里面一定会存在醋酸的残基，而醋酸会跟胺类反应成氨基酸，所以从原理上EVA不可用在钙钛矿，钙钛矿主要用POE材料。
无论是哪种太阳能，都离不开表面镀膜：目前所有的技术方法，都不能很好的解决镀膜膜层均匀性的问题。喷涂法镀膜过程中，喷中心镀膜液富集多，造成花斑；表面刻蚀法因压花玻璃表面成分难以均一，导致刻蚀反应的速度不一致造成膜厚不均匀；即使均匀性辊涂法，受制于玻璃厚薄差、辊道传输抖动等多种因素的制约，也难以达到高精度的一致性。在镀膜均匀性无法进一步提高的情况下，其结果一方面造成组件的色差影响外观，另一方面由于镀膜玻璃各区域透光率不一致造成热斑效应，影响组件的耐久性。
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针对这一问题，在制备太阳能电池时，一般是需要使用真空镀膜手套箱的：由真空镀膜系统和真空手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。在手套箱氮气环境里里旋涂钙钛矿前驱液，避免接触水和空气，可以直接通过连接藏舱将制备好的钙钛矿电池传到蒸发舱里，蒸发电极，全程实验都可以做到无水无氧的环境下操作。
方腔室自动门热蒸发镀膜机嵌入手套箱内，配套膜厚仪，分子泵，机械泵，4个蒸发源，合理的蒸发源布局，保证每个蒸发源到基片的距离完全一样，提高了成膜质量和均匀性；整套系统由真空镀膜系统和手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。主要用于太阳能电池钙钛矿、OLED和PLED、半导体制备等实验研究与应用。
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