【光伏组件回收】SEMSC: 废光伏组件回收价值材料：环保试剂DMC联合热解层分离—GuijunXu

文摘 2024-12-18 19:00 北京

【论文链接】

https://doi.org/10.1016/j.solmat.2024.113282

【作者单位】

西南交通大学等

【论文摘要】

从废弃光伏（PV）组件中回收有价值材料有利于资源循环利用和环境保护。回收废弃PV组件是制造过程的逆过程，关键在于分离不同层。本文首次使用了一种环保试剂——碳酸二甲酯（DMC，C3H6O3）来分离废弃PV组件的不同层，在固液比为1:6 g/mL、反应温度为80℃、样品尺寸为2×2厘米的条件下，成功获得了干净的玻璃板和背板。机理研究表明，DMC主要与乙酸乙烯酯部分反应，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）分解为乙烯-乙烯醇共聚物，从而破坏了紧密的交联结构。DMC保持了其原有性质，并可以循环使用多次。在分层后，通过无氟气体参与的热解过程，获得了纯太阳能电池和连接条。EVA链在空气中氧化断裂并分解。整个过程没有产生有害物质，为废弃PV组件的回收提供了一条可参考的途径。

【实验方法】

层分离实验：

层压板的分离实验是在恒温磁力水浴搅拌装置中进行的。向烧瓶中加入一定量的碳酸二甲酯（DMC），将层压板放入其中，然后将烧瓶置于搅拌装置上，并在烧瓶上方连接冷凝管以减少DMC的挥发。每30分钟取出一次样品，并使用适当的工具将未附着有EVA的玻璃分离出来。当背板不再附着有EVA时，也采用同样的方法将其移除。将分离出的玻璃用乙醇清洗，然后干燥。记录每个时间段分离出的玻璃的质量，并计算玻璃的回收率。分离玻璃的回收率按以下公式（1）计算：

Ms是分离玻璃的质量，Mi是玻璃的总质量。当所有的玻璃都被移除后，回收率达到了100 %。记录每个样品完全去除玻璃和背板的时间。每次反应后，对溶剂进行过滤并回收，以供下次使用。

【图文摘取】

【主要结论】

本研究采用了一种新方法——化学分离结合热解，从废弃光伏（PV）组件中回收有价值材料。该方法在操作简单且无污染的条件下，同时回收了玻璃和背板，降低了层压板分离的难度。结果表明，在适宜的分离条件下（样品尺寸为2×2厘米，反应温度为80℃，固液比为1:6 g/mL），玻璃可以在60分钟内完全分离，背板可以在90分钟内完全分离。经过过滤后，碳酸二甲酯（DMC）可以继续处理组件，并且在多次使用后仍能保持原有效果。DMC主要与EVA中的乙酸乙烯酯反应，破坏了EVA紧密的交联网状结构，降低了粘附性，使得背板和玻璃能够轻易分离。在化学回收玻璃和背板之后，通过热解回收了太阳能电池和连接条。由于缺少背板，EVA在空气中500℃下30分钟内完全分解，且没有产生含氟气体。最后，本研究提出了一种具有广泛应用前景的环保回收途径。

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