一、基本概述

定義：晶硅光伏組件環(huán)保處理是指對(duì)退役或報(bào)廢的單晶硅光伏組件和多晶硅光伏組件，依據(jù)國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，通過物理方法（如機(jī)械破碎、分選）、熱化學(xué)方法（如熱解）和化學(xué)方法（如酸浸、溶劑萃取等提純技術(shù)）等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料（如貴金屬銀、非貴金屬銅和鋁、硅料及玻璃）的高效回收與循環(huán)利用，并確保拆解處理全過程的污染物排放（廢氣、廢水、固廢）符合國家及地方相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的資源化回收與無害化處理過程。

屬性特點(diǎn)：單晶硅光伏組件和多晶硅光伏組件的基本結(jié)構(gòu)大致相同。光伏組件的層壓結(jié)構(gòu)從上到下依次為鋼化玻璃板層、EVA 膠膜層、硅電池片層、EVA 膠膜層和背板層。晶硅電池片用互連條、匯流帶串聯(lián)并一起密封在EVA膠膜中。層壓結(jié)構(gòu)四周嵌入鋁邊框中，嵌槽縫隙中填充有硅膠，并將二者黏結(jié)在一起，接線盒粘貼在背板底部。該組件中，鋼化玻璃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，其次為鋁邊框，硅（Si）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小，約為3.80%，銀（Ag）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，僅有0.02%。

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圖：晶硅光伏組件典型結(jié)構(gòu)示意圖

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圖：晶硅光伏組件中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

核心目標(biāo)：通過高效分離回收晶硅光伏組件中的玻璃、鋁、銀、銅、硅等材料，嚴(yán)格控制鉛、鎘等重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，確保處理過程符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，從而降低光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)原生資源的依賴，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用與環(huán)境保護(hù)的雙重效益。

二、分類信息

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三、詳細(xì)解釋

晶硅光伏組件是太陽能發(fā)電的核心元件，其理論壽命為25-30年，報(bào)廢后呈現(xiàn)出鮮明的雙重屬性：一方面，它富含高價(jià)值的硅、玻璃、鋁、銅、銀等多種可回收材料，資源再利用潛力大；另一方面，若處置不當(dāng)，其含有的微量鉛、含氟聚合物等成分可能滲透土壤、污染水體，帶來環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

廢舊晶硅光伏組件回收的最終目的是得到單一純凈且回收價(jià)值高的各組成部分。其回收路徑主要包括三步：第一，拆除鋁邊框和接線盒；第二，層壓件解離，解離為光伏玻璃、電池片、光伏背板、焊帶等；第三，組分回收，主要是電池片上的銀柵線、硅片，可以分離得到硅、銀、鋁等組分材料。

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圖：廢舊晶硅光伏組件回收步驟

晶硅光伏組件的環(huán)保處理嚴(yán)格遵循資源高效回收與污染嚴(yán)格防控的核心原則。在材料再生領(lǐng)域，通過物理破碎、熱解或化學(xué)溶解等工藝分離并提純硅材料，再生硅料可重新用于制造新光伏硅片或半導(dǎo)體材料，構(gòu)成價(jià)值最高的回收途徑；面板玻璃經(jīng)清潔處理，可作為優(yōu)質(zhì)原料回爐制造新玻璃制品或光伏玻璃；鋁框架和銅導(dǎo)線易于熔煉再生，廣泛用于各類金屬制品；電池片柵線中的銀可通過濕法冶金等技術(shù)回收利用；背板及接線盒塑料經(jīng)處理后可造粒用于非食品級(jí)塑料制品。此外，在建材領(lǐng)域，清潔的碎玻璃可直接用作建筑填料或玻璃棉原料。

在推動(dòng)綠色能源發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的背景下，實(shí)現(xiàn)光伏組件的高效環(huán)保回收是產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。中國已建立完善的光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)體系，包括《光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》(GB/T 39753-2021)《晶體硅光伏組件回收處理 物理法》（GB/T 43752-2024）《晶體硅光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》(T/CPIA 0002-2022)和《晶體硅光伏組件報(bào)廢指南》(T/CPIA 0043-2022)及生態(tài)環(huán)境部《污染控制技術(shù)規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，并將光伏組件納入《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》管理范疇，要求建立規(guī)范回收體系、落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度（EPR）。通過政策規(guī)范與技術(shù)創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)—在政策層面構(gòu)建回收體系、設(shè)定回收率目標(biāo)，在技術(shù)層面突破層壓件分離、材料提純等關(guān)鍵工藝，才能有效解決當(dāng)前回收成本高、技術(shù)不成熟等難題，最終實(shí)現(xiàn)光伏組件全生命周期的綠色循環(huán)。

四、應(yīng)用價(jià)值/發(fā)展前景

晶硅光伏組件的環(huán)保處理正推動(dòng)從“環(huán)境負(fù)擔(dān)”到“戰(zhàn)略資源”的深刻轉(zhuǎn)型，其資源化實(shí)踐已展現(xiàn)出立體化的環(huán)保價(jià)值與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。在技術(shù)層面，高純硅料、銀、銅、鋁和玻璃的高效規(guī)模化回收體系日趨成熟，這些再生材料通過閉環(huán)流動(dòng)持續(xù)反哺光伏產(chǎn)業(yè)鏈，如再生硅料可直接用于硅片制造，回收玻璃經(jīng)處理可重新熔制光伏組件，金屬框架和導(dǎo)線通過熔煉再生廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域，而銀漿和塑料組分也分別通過濕法冶金和物理再造實(shí)現(xiàn)價(jià)值保留。這種資源循環(huán)模式顯著降低能源消耗與生產(chǎn)成本，有效替代原生資源開采，成為當(dāng)前最成熟的應(yīng)用方向。

隨著處理技術(shù)的精進(jìn)，材料再利用途徑正在向多元化方向發(fā)展。除傳統(tǒng)回收路徑外，創(chuàng)新性的"降級(jí)循環(huán)"將硅粉、玻璃等次級(jí)材料轉(zhuǎn)化為建筑填料和隔音基材，而前沿的提純技術(shù)更將回收材料升級(jí)為半導(dǎo)體級(jí)石英砂、鋰電負(fù)極等高附加值產(chǎn)品，形成梯級(jí)利用的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力來自持續(xù)的技術(shù)突破，特別是含氟材料處理、硅片完整分離等關(guān)鍵工藝的革新，配合自動(dòng)化程度的提升，正在不斷拓寬處理邊界。外部推動(dòng)力則源于政策與市場(chǎng)的雙重作用：全球范圍內(nèi)推行的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度構(gòu)建了強(qiáng)制性回收框架，而綠色供應(yīng)鏈需求和碳減排壓力則創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)空間。

這種資源再生體系產(chǎn)生的環(huán)境效益呈現(xiàn)多維度特征：既通過替代原生材料開采減輕生態(tài)破壞，又以顯著降低的能耗支撐光伏全生命周期的碳中和，同時(shí)徹底消除了退役組件中鉛、氟等污染因子的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在技術(shù)創(chuàng)新與制度保障的協(xié)同作用下，晶硅光伏組件的回收產(chǎn)業(yè)正在形成環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益的良性循環(huán)，為全球綠色能源可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。

五、綠色應(yīng)用難點(diǎn)

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年全球光伏新增裝機(jī) 230GW，同比增長35.3%，累計(jì)裝機(jī)容量約1156GW。國際能源署預(yù)測(cè)，到2030年，全球退役光伏組件將達(dá)800萬噸(約110GW)，中國退役光伏組件達(dá)150萬噸(約20 GW)，迎來光伏組件退役的噴發(fā)期。雖然近年來各國在硅材料提純以及再利用、含氟背板處理及回收設(shè)備研發(fā)等方面取得一定進(jìn)展，但整體仍面臨技術(shù)不成熟、資源化利用率低、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢等問題。

當(dāng)前的核心困境在于，一方面全生命周期責(zé)任歸屬尚未明確，另一方面高效、低成本回收技術(shù)仍未實(shí)現(xiàn)突破。若不能妥善解決，不僅將造成資源浪費(fèi)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，還可能引發(fā)代際公平與環(huán)境正義問題，與光伏產(chǎn)業(yè)“清潔可持續(xù)”的核心倫理背道而馳。因此，亟需推動(dòng)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度落地、加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)并建立完善的回收體系回收體系，確保光伏產(chǎn)業(yè)真正實(shí)現(xiàn)全生命周期的綠色發(fā)展。

本詞條貢獻(xiàn)者：

董文鈞 北京科技大學(xué)材料學(xué)院副院長、材物系教授

本詞條審核專家：

吳宏輝 材料科學(xué)與工程專業(yè) 北京科技大學(xué)教授

參考來源：

[1]王魁,李金惠,劉麗麗.退役晶硅光伏組件中材料物質(zhì)回收技術(shù)現(xiàn)狀分析與建議[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2024,55(6):2117-2128.

[2]郭飛宏,許貴軍,徐文勝,李晨陽,姜小祥,張后虎.廢舊光伏組件回收路徑及技術(shù)研究[J].材料導(dǎo)報(bào),2024,38(S01):20-26.

[3]Sanathi R, Banerjee S, Bhowmik S. A technical review of crystalline silicon photovoltaic module recycling [J]. Solar Energy, 2024, 281: 112869

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來源: 科普中國

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