近年來，我國光伏事業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，雖然目前國內(nèi)光伏組件的廢棄量不大，但如果按照目前市場(chǎng)上光伏組件標(biāo)稱的25使用壽命來估算，到21世紀(jì)中期光伏組件的報(bào)廢量將必然會(huì)出現(xiàn)激增，據(jù)估算到2034年累計(jì)廢棄量將達(dá)到近60GW，如果這些組件處理不當(dāng)也將給環(huán)境、社會(huì)帶來負(fù)擔(dān)，從而使原本“綠色”的初衷變得不再“綠色”。
大規(guī)模應(yīng)用生產(chǎn)光伏組件，已經(jīng)大幅度增加一些稀有金屬的應(yīng)用。比如晶體硅電池的電極制備需要消耗銀，碲化鎘、銅銦鎵硒、砷化鎵等材料。這些材料在其他尖端技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用前景，已被作為戰(zhàn)略性材料受到重點(diǎn)關(guān)注。如果這些材料沒有得到恰當(dāng)?shù)幕厥张c循環(huán)利用，將會(huì)造成極大的浪費(fèi)。
1.光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)
(1)歐洲
ISO，IEC暫時(shí)都沒有專門針對(duì)光伏組件回收再利用的國際標(biāo)準(zhǔn)。
2012 年最新修訂的《歐盟廢棄電子電器產(chǎn)品管理?xiàng)l例》(WEEE)率先將太陽能光伏組件納入管理范圍。要求2019年以前電子產(chǎn)品回收率需要達(dá)到85%以上，其中材料的再循環(huán)率要達(dá)到80%以上。
(2)日本
2000年4月日本太陽能發(fā)電協(xié)會(huì)(JPEA)組建了太陽能電池循環(huán)再利用實(shí)施小組。
2004 年底日本全國發(fā)行《關(guān)于太陽能電池類物品廢棄處理的法律事項(xiàng)》;
(3)中國
尚未有光伏組件回收再利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，僅有一本國家標(biāo)準(zhǔn)《光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》已經(jīng)立項(xiàng)，但尚未編寫完成。
2.光伏組件回收機(jī)構(gòu)
(1)歐洲
2012 年，歐盟已經(jīng)將光伏組件納入了《歐盟廢棄電子電器產(chǎn)品管理?xiàng)l例》(WEEE)，并成立了“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”等回收組織負(fù)責(zé)處理境內(nèi)的廢舊光伏組件。
PV CYCLE 是一家成立于 2007 年的非盈利性協(xié)會(huì)，旨在支持歐洲的光伏生產(chǎn)商、供貨商、安裝商和進(jìn)口商以簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)有效的方式履行廢舊物處置的強(qiáng)制義務(wù)。
CERES CYCLE 是一家成立于 2011 年的非盈利組織，總部位于巴黎。CERES CYCLE開創(chuàng)了廢舊光伏組件回收的創(chuàng)新性方案，對(duì)終端用戶不收取任何費(fèi)用。廢舊光伏組件可被丟棄在注冊(cè)的回收點(diǎn)，并由再利用合作方進(jìn)行處理。
(2)美國
First Solar (第一太陽能)公司，有一套完整的產(chǎn)品回收機(jī)制。當(dāng) First Solar 每賣出一套產(chǎn)品，就劃撥一定比例的銷售收入作為回收基金。這個(gè)基金由獨(dú)立的第三方機(jī)構(gòu)所管理。
當(dāng)購買 First Solar 光伏電池組件的任何客戶在產(chǎn)品使用壽命結(jié)束時(shí)提出回收要求，第三方基金設(shè)立的回收公司會(huì)將產(chǎn)品回收，并負(fù)擔(dān)回收和循環(huán)利用這些產(chǎn)品的成本。由于第三方基金獨(dú)立運(yùn)作，不受 First Solar 運(yùn)營狀況好壞的影響，因此可以保證光伏電池組件產(chǎn)品全部回收，不會(huì)在產(chǎn)品超過使用年限后被任意丟棄。同時(shí)，第三方基金設(shè)立的回收公司將回收的光伏電池組件產(chǎn)品精煉后，把其中的部分稀有材料(如碲元素)再賣給First Solar，供其再利用。
(3)中國
我國中山大學(xué)太陽能研究所的團(tuán)隊(duì)也對(duì)光伏組件回收再利用進(jìn)行了相關(guān)課題的研究，但國內(nèi)尚無專門的太陽能電池回收廠。
3.光伏組件回收方法
組件拆解技術(shù)的核心是如何有效破壞 EVA/PVB 膠膜。目前常用的拆解方法可以分為兩類，
利用有機(jī)溶劑使 EVA/PVB 膠膜溶解—–濕式拆解法
利用高溫使 EVA/PVB 膠膜發(fā)生熱解—–干式拆解法。
濕式拆解法
第1步使用有機(jī)溶劑使EVA膠膜產(chǎn)生膨脹，從廢舊光伏組件中回收鋼化玻璃;
第2步通過熱分解除去EVA膠膜，將得到的光伏電池片浸在化學(xué)腐蝕溶液中20min，在室溫下輔表面活性劑，可以回收86%純度大約能達(dá)到99.99%的硅。
采用濕式拆解法缺點(diǎn)是：有機(jī)溶劑價(jià)格昂貴且大多數(shù)有機(jī)溶劑有毒。
干式拆解法
第1步是熱處理過程，把去除背板的電池板放在管式爐或者馬弗爐中，將封裝材料 EVA 去除干凈，得到分離的邊框，焊帶，玻璃。
第2步是將分離后的電池片進(jìn)行濕法化學(xué)處理，分離鋁背場(chǎng)、銀漿電極、減反膜和PN結(jié)，得到純硅。
4.經(jīng)濟(jì)效益
回收廢舊光伏組件的經(jīng)濟(jì)收益低，市場(chǎng)對(duì)光伏組件回收驅(qū)動(dòng)力不大。
| 品種 | CIGS | x-Si |
| 峰值發(fā)電功率/（W·m-2） | 100 | 136 |
| 組建質(zhì)量/（kg·m-2） | 17.68 | 16.64 |
| 可回收半導(dǎo)體材料/（g·m-2） | 鎵：5.23；銦：8.62 | 多晶硅：279.6 |
| 半導(dǎo)體材料價(jià)格/（元·g） | 鎵：1.5；銦：4 | 多晶硅：0.12 |
| 材料回收收益/元 | 42.33 | 33.55 |
| 循環(huán)處理成本/元 | 20.24 | 32.11 |
| 注：金屬價(jià)格參考Metal-Pages，2014[22]，回收多晶硅價(jià)格參考阿里巴巴商戶報(bào)價(jià)，2014. | ||
參考McDonald等人綜合不同數(shù)據(jù)來源對(duì)光伏材料構(gòu)成及回收成本收益的估算結(jié)果，比較了每平米多晶硅(x-Si)與銅銦鎵硒(CIGS)光伏組件材料循環(huán)的成本收益，從中可以看出單位面積銅銦鎵硒薄膜組件材料回收的經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)略高。
5.結(jié)語
在光伏行業(yè)迅速發(fā)展的今天，組件回收和再利用的需求已迫在眉睫。然而無論國際還是國內(nèi)，這方面的法律和標(biāo)準(zhǔn)都不多。因此，在目前回收機(jī)制不完善的大背景下需要有機(jī)構(gòu)用前瞻性的眼光站在社會(huì)和環(huán)境角度對(duì)組件回收的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)做進(jìn)一步研究。同時(shí)，這方面的技術(shù)缺失也意味著巨大的潛在市場(chǎng)，相信在這部分市場(chǎng)和回收技術(shù)進(jìn)步的刺激下，國內(nèi)、外必將有更多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)投入這方面的研究。
參考文獻(xiàn)：
1.廢舊光伏組件回收再利用研究現(xiàn)狀回顧及展望_鄧鑫
2.廢舊晶硅太陽能組件回收技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀_趙江英
3.End-of-life of silicon PV panels_ Asustainable materials recovery process
文章來源：坎德拉學(xué)院
