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【光伏回收】光伏退役組件回收科普：拆解技術(shù)篇
隨著國(guó)內(nèi)光伏回收市場(chǎng)的到來(lái)，“光伏回收”這個(gè)詞正變得越來(lái)越火熱，行業(yè)的關(guān)注度逐步提高，一條新的產(chǎn)業(yè)鏈即將形成。廢棄的光伏組件為何會(huì)成為光伏制造、固廢處理等企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，除了國(guó)家“雙碳”大目標(biāo)下對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重視和企業(yè)本身的社會(huì)責(zé)任，更重要的是，退役光伏組件經(jīng)拆解后可以產(chǎn)生諸多有回用價(jià)值的材料，上一篇主要介紹了退役組件拆解的流程，今天的內(nèi)容聚焦拆解的技術(shù)路線。
從上一篇的拆解流程我們知道，晶硅光伏組件中層壓件的拆解是難度較大的一環(huán)，主要難點(diǎn)體現(xiàn)在有機(jī)膠膜(例如：EVA)的解粘結(jié)上。組件在生產(chǎn)過(guò)程中，夾在電池片和玻璃、電池片和背板之間的有機(jī)膠膜經(jīng)熱熔、固化后會(huì)具備相當(dāng)高的粘接強(qiáng)度、氣密性及耐老化性等，能很好的保護(hù)組件里的電池片免受空氣中水分等因素的影響，從而提高組件在戶外的穩(wěn)定性。但同時(shí)也給組件退役后的解粘結(jié)帶來(lái)挑戰(zhàn)。目前主要的技術(shù)路線有物理法、熱解化學(xué)法和溶劑化學(xué)法。
1、物理法
物理法，或者稱之為機(jī)械法，首先通過(guò)機(jī)械對(duì)層壓件進(jìn)行分割、破碎、研磨，使之從一塊大件變成一堆物料碎片、顆?；蚍勰┑幕旌衔?。需要注意的是，由于各組成成分(例如：玻璃、高分子材料、電池片)的性質(zhì)不同，破碎后的尺寸大小也不一樣。其次，在得到的混合物基礎(chǔ)上，采用一定的篩選分離技術(shù)對(duì)混合物料進(jìn)行分選。例如根據(jù)混合物中各組分的密度不同，選擇合適的液體進(jìn)行分選，密度大的會(huì)下沉，而密度小的會(huì)上浮，從而實(shí)現(xiàn)混合物各材料的分離。
圖 通過(guò)物理法得到的電池片粉末、銅焊帶粉末及高分子材料粉末（從左到右依次為）
2、熱解化學(xué)法
熱解化學(xué)法就是通過(guò)高溫的方式，使層壓件中已經(jīng)固化的有機(jī)膠膜逐步分解后去除。以主流的EVA膠膜為例，在一定的氣氛?qǐng)鲋?，利?00℃左右的溫度就可以實(shí)現(xiàn)EVA的熱解。需要注意的是，為了避免含氟背板熱解后對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，一般會(huì)在熱解前先把背板去除。
圖 膠膜熱解后拆解出的電池片
3、溶劑化學(xué)法
溶劑化學(xué)法是指將光伏組件浸到有機(jī)或無(wú)機(jī)化學(xué)溶劑中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)溶解或溶脹有機(jī)膠膜，破壞其接觸面的粘結(jié)力，從而達(dá)到使其與玻璃板和電池片分開(kāi)的目的。以EVA膠膜為例，常用的化學(xué)溶劑包括三氯乙烯、甲苯等。另外，為了提高反應(yīng)速率，可以采用破碎后再處理或利用微波等輔助技術(shù)手段來(lái)強(qiáng)化處理效果。
圖 微波輔助強(qiáng)化的三氯乙烯浸泡化學(xué)法示例（Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2021. 230: 111213）
目前，國(guó)內(nèi)以物理法和熱解化學(xué)法為主導(dǎo)的兩條退役晶硅光伏組件拆解示范線已分別由英利和晶科建設(shè)完成。不同的技術(shù)路線，優(yōu)缺點(diǎn)不同，未來(lái)適用的組件類型可能也不同。為不斷提高拆解效率，減少拆解過(guò)程中的污染排放，可以探索把多種處理路線進(jìn)行恰當(dāng)結(jié)合的技術(shù)方案。