钙钛矿光伏发电正在获得越来越多的共同点,与硅光伏发电合作或竞争,以降低太阳能成本。然而,一种具有成本效益的有毒铅(Pb)废物管理,这可能决定这项技术的命运,还没有开发出来。在这里,我们报道了钙钛矿太阳能组件的报废材料管理,以回收有毒铅和有价值的透明导体,以保护环境,并从回收材料中创造巨大的经济效益。用弱酸性阳离子交换树脂从退役组件中分离出铅,以可溶性Pb(NO3)2的形式析出,再沉淀成PbI2,回收效率达99.2%。热分层可以用完整的透明导体和覆盖玻璃将封装的模块拆开。基于回收的碘化铅和回收的透明导体的再制造器件表现出与基于新鲜原料的器件相当的性能。成本分析表明,这种回收技术具有经济上的吸引力。
钙钛矿光伏(PV)技术通过使用新一代金属卤化物钙钛矿(MHPs)来革新发电。最佳钙钛矿太阳能电池的效率已经达到了25.5%,可以与单晶硅制成的最佳光伏电池相媲美,钙钛矿/硅串联太阳能电池已经达到了29.5%的高认证效率。这种耐缺陷的金属卤化物钙钛矿可以通过低成本的溶液工艺生产,如刀片涂层、槽模涂层和喷涂涂层,这些工艺的资金支出很小。用可扩展沉积方法制备的钙钛矿微模块的效率也接近20%。在世界范围内,已有十多家公司将钙钛矿光伏产品商业化,这些公司或采用串联结构结合现有的光伏技术,或采用单结结构的独立光伏产品。
总之,我们开发了一种回收钙钛矿太阳能组件的技术,不仅回收有毒的铅以避免环境污染,而且回收有价值的玻璃组件是一种具有成本效益的方法。回收过程包括热分层来拆卸带有完整玻璃基板的组件,以及高效的离子交换来分离和回收有机溶剂中的铅。羧酸阳离子交换树脂对铅的吸附率较高,可将铅从含铅溶液中分离出来;树脂再生过程中铅离子的释放率较高,可将铅离子回收为可溶的Pb(NO3)2,转化为PbI2沉淀再利用。该方法可以回收从退役钙钛矿太阳能组件中回收的有毒铅和有价值的ITO/玻璃和后盖玻璃基板,用于设备再制造。回收的PbI2和ITO/glass的钙钛矿太阳能器件与新鲜器件相比,光伏性能没有明显下降。这为钙钛矿太阳能组件的闭环领先管理提供了一种具有成本效益的回收方法,以避免环境污染,这可以显著加快钙钛矿光伏技术进入清洁和可再生能源市场的渗透。
(原文:Recyclingleadandtransparentconductorsfromperovskitesolarmodules)