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鈣鈦礦-硅串聯(lián)模塊的生命周期分析表明，制造過程中額外的環(huán)境影響被其使用壽命內(nèi)更高的能量產(chǎn)量所抵消。


德國的科學(xué)家對鈣鈦礦-硅串聯(lián)進行了生命周期分析，以確定這項新技術(shù)如何影響能源供應(yīng)和太陽能制造本身的可持續(xù)性。

該研究的重點是牛津光伏公司提供的材料和制造工藝，該公司目前正在德國增加鈣鈦礦硅組件的商業(yè)生產(chǎn)。它是第一個基于實際工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析鈣鈦礦技術(shù)對環(huán)境影響的。

串聯(lián)電池制造從硅太陽能電池的加工開始，然后在上面添加第二個活性電池層。因此，自然而然地，隨著制造業(yè)的加入，影響也會增加。然而，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，制造串聯(lián)模塊所需的額外能量可能被其在其使用壽命期間產(chǎn)生的額外能量所抵消。

“我們發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦硅上模塊對環(huán)境的影響比硅模塊少6%到18%，當(dāng)我們考慮串聯(lián)模塊25年使用壽命內(nèi)產(chǎn)生的額外能量時，”柏林工業(yè)大學(xué)的合著者Martin Roffeis說。

隨著技術(shù)的進步，差距可能會越來越大，因為另一組研究人員最近用串聯(lián)電池通過了30%的效率標(biāo)記。完整的分析可以在“鈣鈦礦硅上串聯(lián)太陽能電池的環(huán)境性能的新見解 - 工業(yè)制造模塊的生命周期評估”中找到，該評估最近發(fā)表在可持續(xù)能源和燃料上。

該小組發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)模塊在全球變暖潛能值，陸地生態(tài)毒性，淡水消耗，化石燃料消耗和金屬消耗的類別中的影響高出7%。研究中的串聯(lián)模塊在25年內(nèi)被證明在22年內(nèi)產(chǎn)生與參考硅異質(zhì)結(jié)模塊相同的電量，這足以抵消這些額外的影響。 雖然在模塊中添加鈣鈦礦可以增加其對環(huán)境的影響，但該研究還表明，這些影響的最大部分來自硅片的制造 - 這一階段對全球變暖潛能值，淡水消耗和化石燃料枯竭的影響最大。

在生態(tài)毒性和金屬消耗的其余類別中，銅電纜，鋁模塊框架和浮法玻璃的生產(chǎn)被證明是最大的貢獻者。研究人員表示，鈣鈦礦層中使用鉛，由于其毒性而引起一些人的爭議，實際上對生態(tài)毒性評分幾乎沒有影響。

“隨著世界在多太瓦級部署太陽能，太陽能材料和供應(yīng)鏈的可持續(xù)性變得越來越重要，”牛津光伏材料研究主管Laura Miranda Pérez說。

“我們希望我們的貢獻將幫助工業(yè)界和更廣泛的科學(xué)界改善串聯(lián)技術(shù)的設(shè)計，生產(chǎn)和報廢管理，支持它們的推出，”她補充說。 

原標(biāo)題：鈣鈦礦光伏對環(huán)境的影響