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周末读：太阳能光伏的无铅未来

时间：2021-10-10 14:16:07 来源：

Teamtechnik的TT1600 ECA纵梁键合电池使用导电粘合剂而不是焊料，从而使模块制造商可以在不增加温度和对电池施加更大压力的情况下消除生产中的铅。

摘自《光伏》杂志，十月版

根据国际铅协会的数据，每年开采约500万吨铅矿石，精炼产品的全球市场价值约150亿美元。铅存在于地壳内的各种矿物中，并且具有广泛的工业用途，尽管对该材料的大部分需求来自用于铅酸汽车电池的汽车工业。

铅对人类和动物的毒性早已为人所知。据美国环境保护署称，铅与儿童和胎儿发育中的一系列生长缺陷有关，并与成年人的高血压，肾脏损害和生殖问题有关。而且一旦进入环境，耗散速度就非常慢。

如今，在包括美国，欧盟和日本在内的司法管辖区，对铅的使用已受到严格限制，并且在某些实际上无法防止其泄漏到环境中的应用中被禁止使用。

光伏铅

尽管如此，今天生产的典型的60单元晶体硅太阳能电池组件包含多达12克的铅。该铅主要存在于用于将电池连接在一起的带状涂层和焊膏中。

“目前，大多数光伏制造商都使用包含铅的色带，”中国组件制造商Longi Solar技术服务部门的Dong Hu说。“大多数碳带都是以铜为基材，其上有67％的锡和37％的铅作为涂层。当进行焊接以连接电池时，涂层熔化并与银母线牢固接触。”

铅由于其熔点而成为该工艺的理想材料。铅的存在可降低拉丝过程中的加工温度，从而降低施加在电池上的应力。已经提出了替代的带状材料，包括纯锡涂层或用铋代替铅，但是所有这些都需要更高的工艺温度。

“如果材料中含有铅，则可以在210度的温度下进行焊接，这比在其他情况下需要承受的260度或更高的压力低得多，”德国纵梁高级客户经理Michael Essich说。供应商Teamtechnik。“有可能提高温度–这使您可以使用无铅焊接工艺。但是存在这样的风险，即增加了细胞的压力，并且在生产过程中发生了更多的微裂纹和更高的破损率，”他说。

对环境造成的影响

自2002年以来，欧盟一直禁止在所有行业中使用铅。当前法规–关于在电气和电子设备中限制使用某些有害物质的指令2011/65 / EU –禁止在所有应用中使用铅，要求从技术/科学角度不能替代的情况下需要豁免看法。

但是，该指令包括一个警告，该法律“不应阻止对健康和环境没有负面影响并且具有可持续性和经济可行性的可再生能源技术的发展。”它包括对“光伏面板的永久性特殊豁免”，该光伏面板打算用于由专业人员设计，组装和安装的系统，该系统在指定的位置永久使用以从公共，商业，工业和住宅应用中利用太阳能产生能量。

鉴于光伏行业使用的铅量相对较少，并且铅完全封装在模块材料内，因此即使在最坏的情况下，光伏产品本身也不大可能导致铅污染大量面板最终被填埋的情况。美国模块制造商SunPower的可持续发展经理Casey Riscoe指出：“包括SunPower Performance面板在内的叠层面板均使用常规焊膏。”“我们对这些面板进行了测试，以确保它们的铅含量极低，并被包含在密封的环境中，并且这些面板在美国TCLP测试中证明它们不会渗入周围环境。”毒性特征浸出程序（TCLP）测试旨在模拟垃圾填埋场中的环境浸出，在美国，这是确定危险废物要求的一个因素。

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