光伏组件回收 | 一文读懂光伏组件回收再利用

　　光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。在光伏组件产业链中，上游产业主要包括光伏组件原材料、光伏组件设备，中游产业主要为组件制备，下游产业主要包括集中式光伏电站、分布式光伏电站、光伏交通等应用领域。

　　一般而言，光伏组件的寿命在25年左右。光伏组件除了玻璃和铝等可回收的材料外，还有硅、EVA 胶、氟等可利用资源，还含有少量的银、镓、碲、铟等稀有金属，具有极大的回收价值。

　　光伏组件的主要结构可分为五个部分：金属外框、钢化玻璃、晶体硅片、背板、EVA。其中玻璃占整个光伏组件质量的 68%，铝边框占 17.74%，硅片占 3.46%，三者占比超过了总质量的 88%。

　　现阶段，国内外光伏市场仍以晶硅光伏组件为主导，光伏组件回收处理技术的开发也主要围绕晶硅光伏组件展开。

　　01、光伏组件回收处理技术

　　现今较为成熟的废旧晶体硅光伏组件回收处理技术主要包括物理法、化学法和热处理法。

　　一、物理法

　　俗称机械法，指将晶体硅光伏组件中可会回收再利用的部分通过机械设备将其切割成小块或研磨成小颗粒后，通过筛分不同直径的颗粒，对含有 EVA 的部分进行热处理再进行回收，该方法一般需要先将铝边框拆除后进行。机械法的优点在于回收所需的成本非常低，回收过程中不使用化学试剂，污染小，能有效回收光伏组件中的玻璃、硅和部分金属，尤其对于玻璃的回收率极高。但缺点也同样明显，其能够回收的成分很有限，硅和稀有金属并未被有效的回收。

　　二、化学法

　　此方法的原理是利用了 EVA 在化学试剂中会氧化和分解的特点。通过将层压片浸入化学溶剂中以实现层压件的分离。在化学溶解方法中，硅的回收率和再利用率通常是可以高达 90%以上，与此同时该方法可以获得完整的硅片。在废旧晶体硅光伏组件的工业回收中，通常将光伏组件置于 80℃的条件下的三氯乙烯中溶解 10 天，可达到不伤害晶体硅片的回收效果。

　　化学法的优点在于，提取出来的硅和各种金属的纯对都很高，可直接运用到新产品的加工中，极大的提高了产品的价值。缺点是在溶解过程中，消耗的化学试剂量过多，且反应速度较慢，同时，此过程中产生的废液如果不妥善处理，将会对环境造成很大的危害。

　　三、热处理法

　　热处理法通常指在加热条件下，对光伏组件中的 EVA 进行软化、剥离或者分解从而达到分离玻璃，晶体硅板和盖板的目的的方法。热处理法又分为低温热处理法和高温热处理法。

　　低温热处理法是利用了 EVA 在达到一定的温度时会软化易剥离这一原理。这种方法优点为分离盖板玻璃和 EVA 比较简单，缺点是 EVA 不能彻底被分离，会有一部分 EVA 残留在玻璃和晶体硅板表面，去除率不高。

　　高温热处理法则是利用了 EVA 在高温下会分解的特性，从而达到去除 EVA 的目的。高温热处理法可分为有氧热处理法和无氧热处理法。这两种方法对 EVA 的去除率都非常高，都达到了 99%以上，目前已被部分企业应用到了实际的处理过程中。不过在使用高温热处理法时，一定要保证光伏组件受热均匀，否则若造成局部过热，将会导致光伏组件内部的晶体硅板碎裂，从而降低完整晶体硅板的回收率。

　　四、硅的再生利用途径

　　通过特殊工艺回收的完整硅电池再经化学纯化，其晶硅厚度、电阻率、载流子寿命等指标均与标准商业硅晶组件相似。废晶硅通过掺杂磷、锗等元素改性，也可应用于热电组件。硅阳极理论容量为4200 mAh/g，被认为是取代石墨（372 mAh/g）的最佳储能材料。通过球磨将硅纳米化，同时掺杂石墨等材料可用于制备电池电极。硅的纳米化是保证良好电池循环寿命的关键，硅尺寸是硅基阳极电化学性能的决定性因素。同时，晶硅太阳能电池中Al、Ag的不完全去除将影响硅的纳米化，对再生硅阳极性能也将产生影响。