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固体废物(三)太阳能电池板与太阳能硅废料
来源: | 作者:刘晓盈 | 发布时间: 2015-12-11 | 3707 次浏览 | 分享到:


         前一阵时间的轰轰烈烈光伏双反落下帷幕了,本文试对双反的核心产品,太阳能电池片从归类和价格角度加以讨论,阐述其生产,加工以及废料处理产生的影响.
    

          太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,砷化镓等。它们的发电原理基本相同, 单晶硅太阳能的光电转换效率最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。
让我们看看我们当时被双反的太阳能电池板的组成结构
1. 钢化玻璃 2.太阳能电池封装胶膜(EVA)3.电池片4.背板 5.铝合金保护6. 接线盒 7.硅胶密封
这里面成本最高的就是电池片,中国一线大厂电池片加工成本约在$0.13~0.16/W,考量单硅晶圆片成本,电池片最低成本也在$0.3/W以上,若计算上我国的出口退税,成本多在$0.5/W之内,而欧洲制电池片在欧洲加工成组件后,成本约在$0.8/W以上,这就是成本差距。我们的货卖过去,他们就关门大吉了。为啥中国这么便宜呢?劳动力成本低、国家补贴,最重要的不是这两个,是我们国家环境成本低!
让我们来看看生产过程吧
   首先是硅砂,又名二氧化硅或石英砂。是以石英为主要矿物成分、粒径在 0.020mm-3.350mm 的耐火颗粒物.

 


    用它来制多晶硅,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,就结晶成多晶硅。多晶硅是高污染的项目,中国多数多晶硅企业环保不完全达标。生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。用于倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地,草和树都不会在这里生长。它具有潜在的极大危险,不仅有毒,还污染环境,回收成本巨大。

 


       用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成单晶硅棒,它是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。

 

        单晶硅棒多线切割,硅棒=就形成了单晶硅片,这个就是太阳能电池板的关键部分了.

 

        之后要经过酸清洗、制备绒面、磷扩散、周边刻蚀、去除背面PN+结、制作上下电极、制作减反射膜、测试分档然后形成太阳能电池片。

 

    可能您觉得,这样也ok呀,可是这样做法费料,成本高,而且还有很多原料用的是硅废料。这些硅废料,有的是可以利用的,有的可是利用起来超污染环境的,主要分两大类:
一、原生型废硅料
  原生型废硅料是指由多晶硅从拉制单晶硅棒到制作成电子级或太阳能级硅片过程中所产生的报废料,即多晶硅通过拉晶、切片、研磨、抛光等物理方法制成初成品过程中所产生的报废料。这些废料适当清洗并烘干,就可以作为原料重新回炉了。

 


    要区分这些,最大的直观区分方法就是,要不就是和多晶硅一样的原料状(如上图),要不就是碎单晶硅片,上面没有任何颜色和图案(就像上面那张单晶硅片的图,只不过是碎了的)
二、成品型废硅料
       成品型废硅料是指在空白硅片的基础上通过扩散、外延、氧化、涂层、光刻等化学方法制成半导体芯片过程中产生的报废品。国外是把这些废料当作垃圾处理掉的!

 


       这些个东西,如果要将值得利用的部分作为原料进行回收,就特别的污染环境!处理一般会分为两步处理:首先,将完整点的废硅圆片经过表面处理、划片后直接作为更小的太阳能硅片来使用。之后的所有碎料,要通过一系列化学方法,需要用氢氟酸、混合酸液等会对环境造成严重污染的化学品才能完成(图片比较恶心,我就加个示意图吧)

 

 

       之后做为回收原料重新回炉,并且产生很多废渣,只能作为垃圾被处理掉。(其中又有部分是不经处理排放了的)

归类与控制

      环保部于2011年3月11日发布了《进口硅废碎料环境保护管理规定》(环境保护部公告2011 年第23 号),其适用范围列入《限制进口类可用作原料的固体废物目录》的商品编码为2804619011、2804619091的硅废料,2804.6190项下的硅废料当然是上述“原生型废硅料”,需要批《固体废物进口许可证》,“P”证,名称为“多晶硅废碎料”和“其他硅废碎料”。且进口的企业仅包括以下两类:(一)电子级单晶硅产品生产企业(半导体材料制造企业);(二)晶体硅太阳能光伏企业。
       所以我们审核时首先看其进口的是不是“原生型废硅料”,如果是“成品型废硅料”一律归入3825.6900禁止进口,不能听信企业称还可利用,申请归入38.18项下,其必然不能按原用途使用,一定是将成品型废硅料破碎、剥离、分拣、清洗,进行一系列严重污染环境的操作!

 

 

 

 

上图中那个是符合规定可以进口的呢? 只有中间那一种!
    至此大家明白了,我们为什么比欧盟生产的太阳能电池板便宜了吧,恐怕省下的钱连付出的环境成本十分之一还不到呢,我个人真心支持中国光伏产业提价,让一个使用废料的小企业倒下去,确保一片地区的环境好起来!

(转自:归类的课堂)

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