光伏太阳能电池生产过程中的污染问题_卢兰兰.pdfVIP

中国科学: 化学 2013 年 第43 卷 第6 期: 687 ~ 703 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 评 述 中国科学院学部 科学与技术前沿论坛 纳米科技与产业化专刊 光伏太阳能电池生产过程中的污染问题 ① ① ① ① ①②* 卢兰兰 , 毕冬勤 , 刘壮 , 杨春雷 , 肖旭东 ① 深圳新型薄膜太阳能电池技术及专用设备工程实验室; 中国科学院深圳先进技术研究院光伏太阳能 研究中心, 深圳 518055 ② 香港中文大学物理系, 香港 999077 *通讯作者, E-mail: xdxiao@.hk 收稿日期: 2013-01-07; 接受日期: 2013-02-20; 网络版发表日期: 2013-04-27 doi: 10.1360/032013-79 摘要 日益壮大的光伏产业正在为人类发展作出积极的贡献. 采用光伏发电来代替传 关键词 统的发电技术, 将会减少 89%的空气污染. 然而, 在这个倡导绿色环境的时代, 光伏器 光伏 发电 件生产引起的环境、健康和安全(EHS) 问题也日益引起社会各界的广泛关注. 认清光伏 生命周期评估(LCA) 产品在生产过程中污染的真相对维持光伏产业的可持续发展有着相当重要的意义. 本文 温室气体(GHG) 综述了常见太阳能电池的EHS 问题, 并提出了可以减少污染的有效途径; 采用生命周期 环境污染 评估(LCA)方法进一步比较了各种太阳能电池生产过程中污染物的排放量数据. 1 引言 膜, 实现第一代到第二代的转换. 20 世纪后期, 各种 化合物薄膜电池兴起, 呈现欣欣向荣的局面. 碲化镉 随着人类文明的进一步发展和世界人口的增长, (CdTe)、砷化镓(GaAs)、铜铟镓硒(CIGS) 以及染料敏 能源危机日益凸显. 现探明的地球上化石能源的储 化纳米晶太阳能电池(DSSC)等如雨后春笋般登上太 量, 石油、天然气和煤等只够人类分别使用约 42 、67 阳能电池的舞台. 然而, 随着光伏行业的欣欣发展, 和 200 年. 由此可见, 可再生能源的开发与利用迫在 一些问题也逐渐显露出来. 无论是洛阳中硅高科技 眉睫. 与化石燃料相比, 太阳能取之不尽、用之不竭, 有限公司随意排放多晶硅有毒副产品[2], 还是晶科能 辐照到地球 40 min 的能量相当于人类一年的能源需 源的污染事件[3], 都无疑将光伏行业的环境污染问题 求. 光伏发电与传统的火力发电相比, 产生 106 kW h 推到了风口浪尖. 因此, 在审视企业良心的同时, 科 的电能, 将会减排 1000 t CO , 10 t SO , 4 t NO , 0.7 t 2 2 x 学地研究和看待太阳能电池生产过程中的污染问题 颗粒污染物(1 kg Cd, 120 kg As 等)[1]; 与核能相比, 是十分有必要的, 具