組件回收難點(diǎn)及發(fā)展前景

1、新能源科學(xué)與工程學(xué)院太陽能最新進(jìn)展項(xiàng)目課程 學(xué) 院： 新能源科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 12新能源科學(xué)與工程3班 學(xué)生姓名： 曾聲林 學(xué) 號(hào)： 1203223023 指導(dǎo)教師： 歐惠 實(shí)施時(shí)間： 2015.11.162015.11.27 課程成績(jī)： 一、項(xiàng)目課程目的太陽能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展是本科新能源科學(xué)與工程專業(yè)集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)專業(yè)必修課程中的一門核心實(shí)踐課程?；Y源的枯竭、環(huán)境污染，新能源中太陽能的使用已頗受關(guān)注，太陽能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展的主要目的是研究太陽能各個(gè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，主要涵蓋太陽能輻射熱、太陽光伏發(fā)電、太陽能制氫三個(gè)部分。通過本項(xiàng)目課程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生增強(qiáng)對(duì)太陽能利用學(xué)習(xí)的興趣，了

2、解國(guó)內(nèi)外太陽能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，幫助學(xué)生廣泛地了解太陽能產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)、研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)；促進(jìn)學(xué)科交叉和知識(shí)遷移；使之獲取新能源科學(xué)與工程學(xué)科的相關(guān)基本知識(shí)、 前沿知識(shí)；拓寬學(xué)生的視野，啟迪科學(xué)思維，讓學(xué)生對(duì)新能源材料與器件領(lǐng)域有一個(gè)整體的概念和了解，對(duì)學(xué)生將來從事太陽能產(chǎn)業(yè)相關(guān)的科研方向等都有所裨益。二、項(xiàng)目課程日程安排實(shí)施時(shí)間實(shí)習(xí)內(nèi)容安排地點(diǎn)11月16日講座：項(xiàng)目課程安排，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫介紹及中英文學(xué)術(shù)論文查閱方法主a教室11月17日布置太陽能產(chǎn)業(yè)的新進(jìn)展相關(guān)文獻(xiàn)查閱圖書館電子閱覽室11月18日講座：太陽能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展一主a教室11月19日講座：太陽能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展二主a教室11月20日學(xué)

3、術(shù)論文撰寫指導(dǎo)主a教室11月23日講座：太陽能產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展三主a教室11月24日講座：撰寫學(xué)術(shù)論文方法及注意事項(xiàng)以及學(xué)生所出現(xiàn)問題答疑主a教室11月25日學(xué)術(shù)論文撰寫指導(dǎo)主a教室11月26日學(xué)術(shù)論文撰寫指導(dǎo)主a教室11月27日上交學(xué)術(shù)論文和答辯主a教室三|、項(xiàng)目課程任務(wù)1、 撰寫一篇有關(guān)太陽能產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)展的學(xué)術(shù)論文；2、 項(xiàng)目課程任務(wù)答辯。四、項(xiàng)目課程成績(jī)教學(xué)出勤率、論文以及答辯采用百分制打分評(píng)定，其中教學(xué)出勤率占20%，撰寫論文占60%，答辯成績(jī)占20%。項(xiàng)目課程的總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+學(xué)術(shù)論文成績(jī)+項(xiàng)目課程答辯成績(jī)五、附件1、學(xué)術(shù)論文附件1光伏組件回收難點(diǎn)及前景摘要：光伏組件中的硅、銀、銅、

4、鋁等有價(jià)值的資源，大部分都能夠通過回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，可節(jié)約資源，減少對(duì)原生資源開采并降低資源提煉的耗能,從而減輕生態(tài)環(huán)境影響及破壞。因此，光伏組件的回收與無害化處理是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界和環(huán)境界十分關(guān)注的問題。2014年初，報(bào)廢電子電氣設(shè)備(weee)指令修訂版在歐盟全面正式生效，其中第一次將光伏組件納入指令范圍，規(guī)定報(bào)廢的光伏組件和家用電器作為一類產(chǎn)品需要進(jìn)行強(qiáng)制回收處理。2014年10月，在iectc82wg2的會(huì)議上，一部分wg2成員也提議將“光伏組件的回收與環(huán)境安全評(píng)估”作為新的工作組項(xiàng)目提案（nwip）展開了討論，未來制訂出組件回收以及環(huán)境安全評(píng)估的iec標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)，隨著近幾年光伏

5、行業(yè)的迅猛發(fā)展，光伏組件回收的技術(shù)和政策體系也逐步受到關(guān)注，能耗低、污染小，經(jīng)濟(jì)可行的光伏組件回收再利用技術(shù)路徑已經(jīng)開始研究探索。關(guān)鍵詞：光伏組件；循環(huán)利用；組件回收一、光伏組件的組成1首先，我們一起來看看光伏組件的結(jié)構(gòu)與重量組成，如下圖所示：歐盟pvcycle組織的研究顯示，以一塊250w的光伏組件為例，玻璃約占總重量的70%左右，鋁邊框約占18%，半導(dǎo)體材料約占4%。如此看來，一塊太陽能組件的大部分重量來自可循環(huán)再造的材料。此外，研究還指出，雖然太陽能組件中包含的銀、銦、鎵等稀有金屬僅占組件總質(zhì)量的12%，但是仍具有回收價(jià)值。二、光伏組件回收的方法當(dāng)回收廢舊的光伏組件時(shí)，需要對(duì)組件進(jìn)行拆分

6、，將鋁邊框、玻璃和接線盒部分去除，得到硅晶片。有效的完整硅晶片回收方法有無機(jī)酸溶解法和熱處理法。無機(jī)酸溶解法是用硝酸和過氧化氮混合酸，在一定的溫度條件下，經(jīng)過一段時(shí)間將eva溶解掉，與玻璃分類。此法可保持晶硅片的完整，但需要進(jìn)一步對(duì)硅晶片進(jìn)行處理。熱處理法分為“固定容器熱處理法”和“流化床反應(yīng)器熱處理法”。2固定容器熱處理法是將光伏組件放入焚燒爐中，設(shè)置反應(yīng)溫度600進(jìn)行焚燒。焚燒完成后，將電池、玻璃和邊框等手工分離?；厥盏母黝惒牧线M(jìn)入相應(yīng)的回收程序，塑料類的材料完全焚燒。流化床反應(yīng)器熱處理法是使用流化床反應(yīng)器對(duì)廢棄光伏組件進(jìn)行熱處理。將細(xì)沙放入流化床反應(yīng)器中，在一定溫度、流速的空氣作用下，細(xì)

7、沙處于滾燙流動(dòng)狀態(tài)，具有液體的物理性質(zhì)。將組件放入流化床中，eva和背板材料會(huì)在反應(yīng)器中氣化，廢氣則從反應(yīng)器中進(jìn)入二次燃燒室，作為反應(yīng)器的熱源。對(duì)于厚度達(dá)到400微米以上的電池片，可以回收完好的硅片。由于制造技術(shù)不斷發(fā)展，電池片逐代變薄，熱處理法已無法獲得完好的硅片，因此也只能夠適用于回收硅料。有機(jī)酸溶解法是用有機(jī)溶劑溶脹eva，以達(dá)到分離電池片、eva、玻璃和背板的目的。該法所需時(shí)間較長(zhǎng)，大約7天為一次反應(yīng)周期。另外，eva膨脹后使電池片破碎且存在有機(jī)廢液處理問題，因此該法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。物理分離法是先將組件鋁邊框與接線盒拆除，隨后粉碎無框組件，分離涂錫焊帶與玻璃顆粒，剩下的部分再進(jìn)行

8、研磨，用靜電分離方法得到金屬、硅粉末、背板顆粒和eva顆粒。該法最終得到是不同材料的混合物，未能實(shí)現(xiàn)單一組分的充分分離，仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。結(jié)合國(guó)內(nèi)外已有報(bào)廢光伏組件的技術(shù)方法和經(jīng)驗(yàn)來看，無機(jī)酸和有機(jī)酸溶解只針對(duì)eva的去除和分離，未考慮到邊框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的廢液也難處理。物理分離法不夠完善，未能分離各單一的組分。可采取多種處理方法相結(jié)合的方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，探索出合適的光伏組件處理方法。三、光伏組件的回收流程由first solar提出的較成熟的光伏組件回收流程如下圖所示：四、光伏組件回收中的難點(diǎn)1.技術(shù)層面：回收組件時(shí)的無害化處理，廢氣、廢液、廢物收集與處理在光伏組件回收時(shí)，含

9、氟背板更是給人們出了一道難題。由于含氟背板含有鹵族元素，在組件報(bào)廢后，若通過焚燒處理會(huì)產(chǎn)生氟化氫等毒性氣體，改用其他方式，氟同樣也很難處理。加之碳氟化合物異常牢固的化學(xué)結(jié)構(gòu)，通常的掩埋處理方法在1000年內(nèi)都無法降解該成分。另外，使用有機(jī)/無機(jī)酸溶液處理組件后的廢液收集和處理也是個(gè)難題。2.經(jīng)濟(jì)效益：回收組件的經(jīng)濟(jì)收益低，市場(chǎng)對(duì)光伏組件回收動(dòng)力不大由于光伏組件回收成本高，比如回收組件的設(shè)備購置和維護(hù)又是一比額外的成本。光伏組件回收的收益低，若要實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊光伏組件進(jìn)行規(guī)?；厥盏哪繕?biāo)，仍然還有很長(zhǎng)的路要走。3.政策法規(guī)：國(guó)內(nèi)在光伏組件回收方面或光伏組件無害化處理方面的政策法規(guī)仍是空白目前國(guó)際和國(guó)

10、內(nèi)對(duì)于光伏組件回收有多種可行的技術(shù)路線，但是由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)光伏組件的回收規(guī)模較小，也沒有形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。因此，在政策和法規(guī)方面，還需要相關(guān)的政策加以指導(dǎo)和要求，填補(bǔ)這部分空白。五、光伏組件回收的前景目前全球?qū)U舊光伏組件回收的關(guān)注度持續(xù)升高，但想要短期內(nèi)達(dá)到很好的效果也很有難度。光伏回收的倡議已經(jīng)在歐盟開始執(zhí)行，pvcycle組織預(yù)計(jì)到2035年全球光伏組件回收將成為總價(jià)值達(dá)到120億美元的產(chǎn)業(yè)。光伏組件回收不僅可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，而且可以降低太陽能光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)整體環(huán)境的影響。在我國(guó)，也已經(jīng)開展了相關(guān)工作，如國(guó)家863課題子任務(wù)“光伏設(shè)備回收與無害化處理技術(shù)研究”。隨著我國(guó)光伏裝機(jī)總量逐年