光伏組件回收 | 一文讀懂光伏組件回收再利用

　　光伏組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中最重要的部分。在光伏組件產業鏈中，上游產業主要包括光伏組件原材料、光伏組件設備，中游產業主要為組件制備，下游產業主要包括集中式光伏電站、分布式光伏電站、光伏交通等應用領域。

　　一般而言，光伏組件的壽命在25年左右。光伏組件除了玻璃和鋁等可回收的材料外，還有硅、EVA 膠、氟等可利用資源，還含有少量的銀、鎵、碲、銦等稀有金屬，具有極大的回收價值。

　　光伏組件的主要結構可分為五個部分：金屬外框、鋼化玻璃、晶體硅片、背板、EVA。其中玻璃占整個光伏組件質量的 68%，鋁邊框占 17.74%，硅片占 3.46%，三者占比超過了總質量的 88%。

　　現階段，國內外光伏市場仍以晶硅光伏組件為主導，光伏組件回收處理技術的開發也主要圍繞晶硅光伏組件展開。

　　01、光伏組件回收處理技術

　　現今較為成熟的廢舊晶體硅光伏組件回收處理技術主要包括物理法、化學法和熱處理法。

　　一、物理法

　　俗稱機械法，指將晶體硅光伏組件中可會回收再利用的部分通過機械設備將其切割成小塊或研磨成小顆粒后，通過篩分不同直徑的顆粒，對含有 EVA 的部分進行熱處理再進行回收，該方法一般需要先將鋁邊框拆除后進行。機械法的優點在于回收所需的成本非常低，回收過程中不使用化學試劑，污染小，能有效回收光伏組件中的玻璃、硅和部分金屬，尤其對于玻璃的回收率極高。但缺點也同樣明顯，其能夠回收的成分很有限，硅和稀有金屬并未被有效的回收。

　　二、化學法

　　此方法的原理是利用了 EVA 在化學試劑中會氧化和分解的特點。通過將層壓片浸入化學溶劑中以實現層壓件的分離。在化學溶解方法中，硅的回收率和再利用率通常是可以高達 90%以上，與此同時該方法可以獲得完整的硅片。在廢舊晶體硅光伏組件的工業回收中，通常將光伏組件置于 80℃的條件下的三氯乙烯中溶解 10 天，可達到不傷害晶體硅片的回收效果。

　　化學法的優點在于，提取出來的硅和各種金屬的純對都很高，可直接運用到新產品的加工中，極大的提高了產品的價值。缺點是在溶解過程中，消耗的化學試劑量過多，且反應速度較慢，同時，此過程中產生的廢液如果不妥善處理，將會對環境造成很大的危害。

　　三、熱處理法

　　熱處理法通常指在加熱條件下，對光伏組件中的 EVA 進行軟化、剝離或者分解從而達到分離玻璃，晶體硅板和蓋板的目的的方法。熱處理法又分為低溫熱處理法和高溫熱處理法。

　　低溫熱處理法是利用了 EVA 在達到一定的溫度時會軟化易剝離這一原理。這種方法優點為分離蓋板玻璃和 EVA 比較簡單，缺點是 EVA 不能徹底被分離，會有一部分 EVA 殘留在玻璃和晶體硅板表面，去除率不高。

　　高溫熱處理法則是利用了 EVA 在高溫下會分解的特性，從而達到去除 EVA 的目的。高溫熱處理法可分為有氧熱處理法和無氧熱處理法。這兩種方法對 EVA 的去除率都非常高，都達到了 99%以上，目前已被部分企業應用到了實際的處理過程中。不過在使用高溫熱處理法時，一定要保證光伏組件受熱均勻，否則若造成局部過熱，將會導致光伏組件內部的晶體硅板碎裂，從而降低完整晶體硅板的回收率。

　　四、硅的再生利用途徑

　　通過特殊工藝回收的完整硅電池再經化學純化，其晶硅厚度、電阻率、載流子壽命等指標均與標準商業硅晶組件相似。廢晶硅通過摻雜磷、鍺等元素改性，也可應用于熱電組件。硅陽極理論容量為4200 mAh/g，被認為是取代石墨（372 mAh/g）的最佳儲能材料。通過球磨將硅納米化，同時摻雜石墨等材料可用于制備電池電極。硅的納米化是保證良好電池循環壽命的關鍵，硅尺寸是硅基陽極電化學性能的決定性因素。同時，晶硅太陽能電池中Al、Ag的不完全去除將影響硅的納米化，對再生硅陽極性能也將產生影響。