（青海民族大学化学化工学院，青海西宁810000）
超级管道
摘要：太阳能作为一种可再生的清洁能源，已经广泛应用到一些需要供电的个体和大规模应用的发电站。到目前为止，国内外仍然把研究重点放在如何提高太阳能的转化效率和使用寿命，但对于废旧晶硅太阳能的回收利用没有足够的重视。综述了国内外废旧晶硅太阳能回收处理的发展情况，阐述了几种回收方法的工艺流程及工艺优缺点，最后提出了对晶硅太阳能电池回收利用的对策与建议。关键词：晶硅太阳能电池；回收；拆解技术中图分类号：X705
文献标志码：A
文章编号：1674-0912（2018）06-0029-03
作者简介：赵江英（1993-），女，青海人，硕士研究生，研究方向：固体废物处理。
由于汽油价格的连续增长、CO 2排放量的持续升
高及环境污染等问题，能源供应必须从化石燃料向清洁的可持续能源转变。在清洁的可持续能源中，晶硅太阳能电池由于其使用寿命长、可再生及无污染等优势，已经成为光电池能源的主力。同时光伏组件在发电过程中不产生噪声，也不产生有毒气体，排除了由
于化石燃料燃烧造成的高环境成本[1]。目前国内外把如何有效提高太阳能电池的转化效率作为研究的重点。
太阳能的发展和利用有效地解决了我国能源短缺和环境污染等问题，由于各种政策补助及鼓励，我国的光伏产业得到了迅速发展。到2011年底，中国光伏累计装机已达3300MWp 。在未来，我国的发展目标为[2]：到2020年，太阳能光伏发电总装机容量达到50GWp 。
虽然太阳能电池的寿命周期一般为25年，但由于
在发电过程当中，电池片隐裂或封装材料受损等造成电池转化率降低，因此面临着报废更新。而且2012年1月，
欧盟会议将光伏组件正式列为电子废弃物，太阳能电池作为光伏组件必须进行有效的回收利用[3]。根据中国可再生能源协会对太阳能电池废弃量的预测推算可知，从2020年之后，我国的太阳能电池的固
体废弃物会出现大幅度增长，累计废弃量也会逐渐增加。据有关报道，到2030年，我国废弃的光伏组件能够产生110万t 玻璃、145万t 碳钢、54万t 塑料、17万t 铜、26万t 铝、5万t 硅及550t 银[4]
。
从这些数据中可以看出，未来报废的晶体硅太阳能电池中蕴藏
着不可小觑的资源价值。其次电池片的生产成本占光伏组件的60%，硅片占光伏电池生产成本的65%[5]。因此回收硅片及电池片中的有价金属，可以降低电池片的生产成本。
1晶硅太阳能电池的发展现状
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。在硅系电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池等中晶体硅太阳能电池技术目前发展最成熟，在发电应用中占主导地位。我国生产的太阳能电池中硅系电池占了90%以上，其中绝大多数为单晶硅和多晶硅电池组件。
据欧洲光伏工业协会（EPIA ）预测，在可再生能源的利用中，到2030年，太阳能光伏发电将占到10%以上，到2040年，占到20%以上[6]。同时，据世界观察研究所预测，光伏产业将成为未来全球发展最快的产业之一，到了21世纪中期，太阳能将成为用于光伏发电的主要能源之一[7]。
太阳能电池的发展中，晶硅太阳能电池占据着
80%~90%的市场份额。为了确保晶硅太阳能电池产业的可持续发展，应当着手研究低成本的回收技术，有效回收晶硅太阳能电池[8]。
2石晶格，流
表回收废旧晶体硅太阳能电池的方法
盖板玻璃是低铁钢化玻璃，它的特点是高透光率、高强度、较好的机械性能、较长的使用寿命和稳定的化学性能。厚度一般为3.2mm 左右，由于普通玻璃中铁的含量较高且玻璃表面反射率较大，使得太阳能的利用率较低。
EVA 橡塑制品是新型环保塑料发泡材料，
防伪打印机具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮和抗化学腐蚀等优点，且无毒，不吸水。
晶体硅片有单晶硅片和多晶硅片两种，电池片前表面通过涂覆银浆作为正电极，为了减少硅片的发射光，在最上层需涂一层氮化硅的减反射层。电池片背部会涂层铝作为背电极。
背板一般都是TPT 复合膜，它具有较好的防潮、防湿和耐候性能，白TPT 对光具有反射作用，可提高组件的工作效率，且具有提高红外反射率，降低组件工作温度的功能。
3废旧晶硅太阳能电池的回收技术及工艺流程
目前国内对废弃晶体硅太阳能电池的研究主要侧重点在检修和维护，以及进行一些简单的物理分离操作上。当前国外已有的废弃晶硅太阳能电池回收处理技术，包括物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合等方法。3.1物理分离
3.2有机溶剂溶解法
有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去
除背板的晶硅电池片，用有机溶剂溶解封装材料E-VA ，
达到玻璃与电池片的分离。此方法仅为了获取整块完整的电池片。Kim 等[1]使用探针式超声波照射辅助有机溶剂溶解EVA ，通过探针型超声波辐照，对邻二氯苯、甲苯、三氯乙烯、苯4种有机溶剂于不同温度、不同超声波功率、不同温度以及不同辐射条件下，对E-VA 的溶解情况进行了研究，研究结果得到邻二氯苯
在同样的条件下相比于其他几种溶剂的溶解效率更好。Doi 等[10]将自制的125×125mm 的组件浸泡在几种有机溶剂中，对各种有机溶剂的溶解情况进行了研究。最后发现在80℃时，用三氯乙烯浸泡10d 可以得到没有任何破损的完整硅片。流程图见图3。
3.3热处理与化学方法相结合法
热处理与化学方法相结合法是指把去除背板的
电池板放在管式炉或者马弗炉中，将封装材料EVA 去除干净，得到纯净的电池片。再使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除，得到纯净的硅片。流程图见图4。
对于废旧晶硅太阳能电池，手工拆解很难，目前的回收技术基本上是物理分离大体回收含杂质的硅片，有机溶剂浸泡获得完整硅片，以及热处理与化学方法结合缩短回收时间等，3种方法的优缺点如表1所示。
废旧晶硅太
阳能电池
去除背板后热处理
纯净的电池片
化学蚀刻
纯净的硅片
图4热处理和化学方法相结合回收硅片的工艺流程图
去除背板
图3有机溶剂浸泡回收完整的硅片的工艺流程图
从茶叶中提取
有机溶剂浸泡
废旧晶硅太阳能电池
回收完整的硅片
图2物理分离回收晶硅电池的工艺流程图
废旧晶硅
电池
彩钢管破碎
金属剥离
湿法冶金分离
回收金属
封装胶膜EVA 晶体硅片封装胶膜EVA 背板
图1晶硅太阳能电池的基本组成图
行
Development status of waste crystalline solar module
recovery technology
ZHAO Jiangying,WANG Gang
电梯井防护门（School of Chemistry and Chemical Engineering,Qinghai University for Nationalities,Xining 810000,China ）
Abstract:Solar energy is a renewable and clean energy that can be used for small or large-scale power station.So far,the research focuses on how to improve the conversion efficiency and lifetime of solar energy,but not enough attention is paid to the recycling of waste silicon solar energy.In this paper,the development of waste silicon solar energy recovery and treatment methods at home and abroad was reviewed,and the technological process and the advantages and disadvantages of several recovery methods were described.Finally,the countermeasures and suggestions for the recovery and utilization of silicon solar cells were proposed.
Keywords:crystalline solar cells;recycling;dismantling technology
（收稿日期2018-04-14）参考文献
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流
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