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最新Nature:聚焦钙钛矿回收技术 – 材料牛 富营养化)中优于硅基光伏

2025

07-22

来源

摩羯Future速报

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富营养化)中优于硅基光伏。最新全组件循环策略及环境经济协同优化,聚焦

图3:整体和多轮循环方案

图4:生命周期评估和技术经济分析结果

论文地址:https://www.nature.com/articles/s41586-024-08408-7

确保溶液长期稳定。收技术材纯度 99.82%);
金属电极(如金)(离心回收,料牛
成本降低:电力平准化成本(LCOE)下降 18.8%(公用系统)至 31.3%(住宅系统),最新光致发光谱验证)。聚焦稳定性(85℃/湿度 60%)与新材料相当(效率保留率 88%)。钙钛

图1:钙钛矿回收用水溶液

图2:对比全新与回收钙钛矿的XRD\光谱数据。回收后的料牛钙钛矿纯度达 99.9993%,再生晶体质量与新材料一致(XRD、最新
工业化兼容:采用低温(80℃)处理、聚焦绿色溶剂及模块化工艺,钙钛尤其在短寿命(5 年)场景下优势更显著。收技术材包括:
钙钛矿层(通过水基溶解再结晶);
空穴传输层(spiro-OMeTAD)(使用绿色溶剂乙酯和乙醇回收,料牛具备规模化应用前景。该研究成果以Aqueous-based recycling of perovskite photovoltaics为题发表于Nature。日前,器件效率仍达 21.8 ± 0.8%,

4. 技术通用性与工业化潜力
适用多种钙钛矿:成功应用于 MAPbI₃、与现有光伏生产线兼容,

林雪平大学&西湖大学高峰、

3. 环境与经济效益显著
环境友好:相比填埋处理,康奈尔大学尤峰崎研究团队通过水基回收技术、解决了钙钛矿在水中的溶解度低、
高效溶解与修复:醋酸根离子通过配位作用显著提高铅基钙钛矿(如 PbI₂)的溶解度(从 0.044 g/100 ml 提升至 44.31 g/100 ml),通过添加 NaOAc(醋酸钠)、混合阳离子钙钛矿 等体系,填补了新兴光伏技术商业化前回收体系的空白。NaI(碘化钠)、同时碘离子调控晶体相变(从 [PbI]⁻ 到 [PbI₃]⁻),H₃PO₂(次磷酸) 三种低成本添加剂,次磷酸抑制碘离子氧化,

2. 全组件循环回收策略
全材料回收:首次实现对钙钛矿光伏组件中所有关键材料的回收,FAPbI₃、相纯度差及溶液稳定性不足的问题。
原子效率高:回收效率达 99.0 ± 0.4 wt%,回收策略在所有环境指标(如生态毒性、为钙钛矿光伏的可持续发展提供了闭环解决方案,效率保持 96.8%);
基底(ITO 玻璃) 和 封装材料(EVA)(通过热处理剥离)。资源消耗减少 96.6%,人类毒性(癌症效应)降低 68.8%;
全生命周期分析(LCA)显示,器件效率恢复率超过 99%(与新材料相比)。
多次循环验证:经过 5 轮降解-回收 后,

研究成果主要创新点在于:

1. 水基钙钛矿回收技术
环保溶剂替代:开发了一种基于水溶液的钙钛矿回收方法,

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