废旧光伏组件未来10年大增,未来如何进行回收?
所属分类:行业资讯点击次数:1756 次发布日期:2021-09-03 14:28
近年来,全球光伏产业不断扩大,基于晶硅太阳电池的光伏组件含有大量的有价元素(铝、硅、银、铜和锡等),并且含有少量铅,将其丢弃和填埋会造成一定的资源浪费和环境污染,对其进行回收处理具有重要的环境和经济价值。
我国光伏市场在2010 年开始高速发展,之后每年都有大量的光伏组件装机,根据光伏组件20-25年的寿命推算,在未来10余年将会迎来光伏组件报废的第一次高峰。
光伏组件的结构组成
一块标准的晶硅组件质量约为20 kg,基本结构包括太阳能电池、有机封装层、盖板玻璃、背板、外框和接线盒,其中,盖板玻璃、背板与太阳电池间都是通过一层有机物封装层黏合。
太阳能电池为整个光伏组件的核心,质量占整个光伏组件的4% 左右,成分主要包括硅、银、铜、铝和其他有价金属等。银在光伏组件中的质量分数约为(350~600)×10-6,几乎与美国高品位银矿的质量分数((800~1 100)×10-6)相当。
光伏封装层最常用的材料是EVA,EVA 在组件中起到黏接玻璃、电池和背板的作用,还能保护电池组中硅晶片免受外界环境的影响,延长太阳电池使用寿命。
废旧晶硅光伏组件的回收大致分为组件拆解和组分回收两大部分。
组件拆解
光伏组件的结构为玻璃−EVA−太阳电池−EVA−背板或玻璃的夹心结构,最外还有一层框架和接线盒。拆解的工艺包括拆解外框和接线盒、去除EVA分离盖板玻璃和背板两步。
1. 拆解外框和接线盒
溶剂溶解法优势在于对太阳电池的损伤较小, 有望无损回收硅晶片。通过这种回收方法,硅的回收和再利用率一般可以达到90%以上,有一定的应用前景。
热解法通过在 460~570 ℃的有氧或无氧气氛下热解EVA,去除率达到99%以上,具有EVA去除率高、使用的化学药剂少和能适应大规模、产业化生产等优点。
通过转子破碎机破碎后的颗粒粒径为 0.08~8.00 mm,然后使用筛网进行筛分。颗粒粒径在1 mm以上的组分通常含有 EVA,所以,需要对粒径较大的组分在650 ℃进行1次热处理。颗粒粒径较小的部分则一般是玻璃、硅和金属,玻璃集中在粒径为 0.4~ 1.0 mm 的组分中,金属组分粒径则集中在 0.08~0.40 mm。
从酸浸得到的浸出液中可以得到含有 Cu,Ag,Al 和 Pb 的溶液。分离提取的方法有置换法、沉淀还原法和电解还原法等。
化学回收方法可以高效分离和回收光伏组件中的有价元素,也可以适应大规模工业应用,但会产生一定的废水、废气和废渣,成本较高。
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