加拿大西安大略大學(xué)的研究團隊近日提出一項創(chuàng)新太陽能模塊封裝技術(shù)，采用聚碳酸酯(PC)替代傳統(tǒng)乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)，旨在解決光伏回收難題并促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟。該設(shè)計首次實現(xiàn)無層壓聚碳酸酯封裝，允許模塊拆卸和組件重用，為分布式制造提供開源方案。
通訊作者Joshua M. Pearce向pv雜志表示：“這是首次展示一種無層壓、聚碳酸酯封裝的太陽能模塊設(shè)計。該設(shè)計特別允許光伏在循環(huán)經(jīng)濟中的拆卸和重復(fù)使用，解決了標(biāo)準(zhǔn)EVA和玻璃層壓模塊回收的最大挑戰(zhàn)之一。”他補充道：“該設(shè)計完全開源，因此可用于本地光伏模塊生產(chǎn)，這與傳統(tǒng)的集中式光伏制造形成對比。這降低了社區(qū)級制造和維修的障礙。”
在聚碳酸酯封裝太陽能模塊中，PC片材取代玻璃，通過熱壓過程與3D打印PC密封件結(jié)合，固定電池?zé)o需EVA。這種方法支持使用DIY工具制造輕量可擴展模塊，回收時僅需機械分離塑料外殼。研究顯示，原型具備機械魯棒性和IP68級密封性能，適用于現(xiàn)場環(huán)境。
與傳統(tǒng)模塊相比，聚碳酸酯覆蓋層透射率為80.38%，低于玻璃的95%，可能導(dǎo)致20年生命周期內(nèi)能量損失約16千瓦時。然而，PC設(shè)計便于回收重用光伏電池，可能延長系統(tǒng)壽命超過20年，并通過翻新降低嵌入能量。初步測試證實良好機械完整性和防水性。
經(jīng)濟分析顯示，原型生產(chǎn)成本為每瓦3.11美元，高于當(dāng)前市場均價，但研究人員指出，使用回收PC和工業(yè)規(guī)模電池采購可大幅降低成本，大規(guī)模生產(chǎn)估計達(dá)每瓦0.06-0.30美元。分布式制造有望減少運輸需求，在回收塑料豐富地區(qū)實現(xiàn)本地化生產(chǎn)。未來工作將擴展多電池設(shè)計、優(yōu)化透光率并進(jìn)行長期耐久性測試。該技術(shù)發(fā)表于《清潔生產(chǎn)雜志》。
