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廢棄光伏組件資源回收研究方面獲進(jìn)展

時間:2021-10-13 14:24來源:城市環(huán)境研究所 作者:綜合報道
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  為應(yīng)對化石能源危機(jī)和氣候變化問題,以太陽能為代表的新能源行業(yè)快速崛起。截至2020年,全球光伏累積裝機(jī)容量已達(dá)715GW,其中我國裝機(jī)容量為259GW,已連續(xù)7年位居全球首位。然而,光伏組件的使用壽命通常為25-30年,因此巨大的裝機(jī)容量必將帶來巨量光伏新興廢棄物的產(chǎn)生,其中含有的Pb、Cd等重金屬易威脅生態(tài)環(huán)境和人類健康。同時,廢棄光伏組件中含有大量有價資源,建立其資源化回收技術(shù)不僅可實現(xiàn)廢棄物的安全處置,還可實現(xiàn)二次資源的再生利用。


  基于以上背景,中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所清潔能源技術(shù)與炭材料研究組以晶體硅光伏組件為研究對象,提出溶劑熱溶脹聯(lián)合熱處理法進(jìn)行組件的拆解與回收。結(jié)果表明,熱處理過程中EVA分解氣的產(chǎn)生與積累是導(dǎo)致回收過程晶體硅片損壞的主要原因;該回收體系采用溶劑熱溶脹法對光伏組件進(jìn)行預(yù)處理,可實現(xiàn)EVA的溶脹與部分去除,從而建立氣體釋放通道;聯(lián)合熱處理法對EVA進(jìn)行徹底分解與去除,EVA分解氣從氣體釋放通道溢散。較于現(xiàn)有回收技術(shù),晶體硅片的回收完整率可提高近10倍;采用特定溶劑進(jìn)行溶劑熱溶脹處理時,還可實現(xiàn)組件中含氟背板的快速降解,避免了傳統(tǒng)直接熱處理過程含氟氣體的釋放,二次污染小。經(jīng)測試,回收硅片的多項性能指標(biāo),包括間隙氧含量、代位碳含量、電阻率、少子壽命等均與商業(yè)硅片相近。


  相關(guān)研究成果以Nondestructive silicon wafer recovery by a novel method of solvothermal swelling coupled with thermal decomposition為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal上。該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(A類)、兩所融合基金、福建省工業(yè)引導(dǎo)性項目和廈門市科技計劃項目的資助。

(責(zé)任編輯:Snow)
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