根据美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员进行的一项概念验证研究，使用飞秒激光形成太阳能组件的玻璃对玻璃焊接将使电池板更容易回收。
这种焊接将消除对塑料聚合物片的需求，这种塑料聚合物片现在被层压成太阳能组件，但使回收变得更加困难。在使用寿命结束时，用激光焊接制成的模块可能会破碎。穿过太阳能电池的玻璃和金属线可以很容易地回收，硅可以重复使用。
NREL化学与纳米科学系高效晶体光伏小组的高级科学家和小组经理David Young说:“大多数回收者将确认聚合物是阻碍回收过程的主要问题。”杨是一篇新论文的主要作者，该论文概述了激光焊接在太阳能组件中的应用。
这篇题为“迈向无聚合物、飞秒激光焊接玻璃/玻璃太阳能组件”的论文发表在IEEE光伏杂志上。
这篇论文是由NREL的同事蒂姆·西尔弗曼、尼古拉斯·欧文和尼克·博斯科共同撰写的，论文的合著者还包括两名来自Trumpf公司的员工，这家加州公司制造了飞秒激光器。飞秒激光使用短脉冲红外光将玻璃熔化在一起，形成坚固的密封。
玻璃焊接可以用于任何类型的太阳能技术——硅、钙钛矿、碲化镉——因为焊接的热量被限制在距离激光焦点几毫米的范围内。
太阳能组件由半导体制成，旨在捕捉太阳光谱的特定部分，利用阳光发电。通常，半导体被夹在两片与聚合物片层压在一起的玻璃之间。
NREL的研究表明，飞秒激光，玻璃/玻璃焊缝本质上和玻璃本身一样坚固。
“只要玻璃不破裂，焊缝就不会破裂，”他说。“然而，由于玻璃片之间没有聚合物，焊接模块的硬度要高得多。我们的论文表明，通过适当的安装和修改轧玻璃的压花特征，焊接模块可以变得足够坚硬，从而通过静载测试。”
NREL的研究是第一次使用飞秒激光形成用于模块的玻璃/玻璃焊接。过去曾尝试过使用纳秒激光和玻璃熔块填料的不同类型的边缘密封，但事实证明，焊缝太脆，无法用于户外模块设计。飞秒激光焊接以极低的成本提供卓越的密封强度。
杨说，这项研究“肯定是高风险，高回报”，但指出了进一步研究的方向，将太阳能组件的寿命延长到50年以上，并允许更容易的回收。
更多信息:David L. Young等人，朝向无聚合物，飞秒激光焊接玻璃/玻璃太阳能组件，IEEE光伏杂志(2024)。引文:概念验证研究显示了更容易回收太阳能组件的途径(2024年4月26日)检索自2024年4月26日https://techxplore.com/news/2024-04-proof-concept-path-easier-recycling.html此文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
