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环境工程学报第13卷第6期2019年6月
ChineseJournalofVol.13,No.6Jun.2019
EnvironmentalEngineering
E-mail:cjee@(010)
文章栏目:固体废物处理与资源化
DOI10.12030/j.cjee.201901113中图分类号X705文献标识码A
徐创,李宾,袁晓,等.废旧晶体硅光伏组件的回收利用[J].环境工程学报,2019,13(6):1417-1424.
XUChuang,LIBin,YUANXiao,etal.Recyclingofwastecrystallinesiliconphotovoltaicmodules[J].ChineseJournalof
EnvironmentalEngineering,2019,13(6):1417-1424.
废旧晶体硅光伏组件的回收利用
11,2,3,*113
徐创,李宾,袁晓,柳翠,沈春银
1.华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237
2.华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237
3.华东理工大学化学工程学院,化学工程联合国家重点实验室,上海200237
第一作者:徐创(1994—),男,硕士研究生。研究方向:废弃光伏组件的资源化利用。E-mail:xuchuangw163.com
*通信作者:李宾(1964—),男,博士,副教授。研究方向:工业废弃物资源化利用、环境材料。E-mail:binlee@
摘要为应对光伏产业的快速发展而产生的废旧光伏组件高效低污染回收利用的问题,对不同气氛下光伏封装材料
及背板材料的热失重行为及其产物进行了实验分析;并利用高温箱式炉对晶体硅组件进行热处理回收研究。考察了热
处理温度、升温速率以及有无背板对硅晶片回收的影响。结果表明,封装材料和背板材料在空气气氛下均存在2个失重
阶段,且最终失重温度为500℃左右。通过高温热处理,能够完全去除背板和封装材料,且能回收完整的表面玻璃。预
-1
先去除背板的光伏电池在热处理后的硅晶片完整性明显比未去除背板的光伏组件好。以20℃·min的升温速率加热至
480℃,得到了高完整性的回收硅晶片。
关键词晶体硅;废旧光伏组件;回收;热处理
近年来,随着全球经济的不断发展,能源的消耗也越来越多,而传统的化石能源日益枯竭且带来
不良的环境污染,因此,太阳能作为一种清洁能源得到了前所未有的重视。我国的太阳能产业虽然起
步较晚,但发展较为迅速,目前处于全球领先地位;预计到2020年,全国的光伏累计装机量将达到
[1]
250GW。光伏组件的设计是为了产生清洁、可再生的能源,不污染环境,寿命长达30年。截至目
前,20世纪末的第1代光伏组件已进入报废阶段。根据专业估算,至2020年,废弃的光伏组件将突破
[2]
1000t;而到2038年,将高达1957099t;如果不能合理、高效地进行回收利用,将导致严重的环境
问题和资源浪费。因此,充分回收利用废旧光伏组件中的玻璃、贵金属、硅晶片等具有十分重要的经
[3]
济和环保意义。
晶体硅光伏组件约占全球生产的所有光伏组件的80%以上,其结构如图1所示。主要部件有表面
[4]
玻璃、封装材料、硅晶片、背板和金属带。表面钢化玻璃用于接收光照射,增强组件的机械强度、
耐久性和光学透明性。一般选用具有优异防潮
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