研究人员正瞄准太阳能回收中最棘手的步骤之一
弗吉尼亚大学的一个团队开发出一种基于激光的方法，可在不损伤下方玻璃或硅电池片的情况下，从寿命终结的硅太阳能组件上去除背板。pv magazine 于5月13日报道的这项工作描述了一种连续波红外激光工艺，研究人员称其避免了化学品，降低了能源使用，并保留了可供下游回收的高价值部件。
这项进展针对的是太阳能回收中的一个顽固问题。许多退役面板仍含有具有残余价值的材料，但要将层压结构干净地分离并不容易。传统回收路线可能依赖热处理或化学处理，这些方法能耗高、成本高，或者会损伤原本可能被再利用或更高效处理的部件。
因此，剥离分层是回收链中的关键环节。如果背板能够在不损害钢化玻璃或硅电池片的情况下被去除，回收企业就更有机会从原本可能被粉碎、焚烧或用更严苛方式处理的组件中回收更多价值。
这种方法如何运作
据报道，研究人员使用红外连续波激光通过组件正面的玻璃加热硅-EVA界面。这种受控加热足以削弱粘结，使背板能够被干净地机械剥离，同时保留器件性能。
这一方法的显著之处在于，它是通过玻璃起作用，而不是通过化学药剂或大范围高温处理直接作用于组件。其目标是有选择地影响真正决定分离的界面，同时尽量保持主要结构元素完好。
通讯作者 Mool C. Gupta 告诉 pv magazine，这项技术无化学品、环保，并且在成本和能耗上都更有效，同时还能保留钢化玻璃和硅电池片。他还强调，保持剩余组件部件的结构和功能完整性，对于下游回收和有价值材料的再生至关重要。
这种对保全的强调很重要。在回收系统中，价值不仅取决于材料是否能被回收，还取决于回收时材料的状态。更干净的分离可以改善后续处理的经济性，并可能扩大可行的再利用或回收选项。
为什么寿命终结太阳能处理如今更重要
太阳能行业仍处于长期增长阶段，但随着其发展，老化设备的数量也在增加。随着越来越多的组件逐渐接近寿命终点，建立能够在不过度增加成本或环境负担的情况下处理大规模废弃物的回收方法的压力也在上升。能够保留高价值材料并避免激烈化学处理的工艺，预计会受到更多关注。
弗吉尼亚大学团队的工艺正处在这场讨论的核心。pv magazine 将其描述为一种比传统热处理或化学回收方法能耗更低、成本更低的替代方案。如果这一性能能在实验室之外得到验证，它可能改善回收商处理硅组件的方式，尤其是在保留玻璃和电池片会改变项目经济性的情况下。
这种方法也反映了清洁能源制造和回收研究中的一个更广泛趋势：越来越多的精密工具被用来让拆解更具选择性。研究人员不再把整个设备当作废物并强行拆解，而是在寻找一种更有控制力的分离方式，使最有价值的部分保持可用。
对回收链的潜在影响
这一报告工艺的一个实际影响是，它可能推动太阳能回收走向更注重组件的回收模式。组件并不是均质物体，而是一种层状产品，其中的材料对热、应力和化学暴露的反应各不相同。如果一种技术能够削弱特定界面，同时尽量减少其他部位的损伤，那么后续的分拣和回收环节就会更可预测。
另一个影响是环境层面的。研究人员明确把该方法描述为无化学品且环保。这很重要，因为化学密集型回收方法即便在技术上成功，也可能带来自身的废弃物处理负担。如果一种工艺既能减少这些负担，又能降低能量输入，它在已经面临生命周期可持续性证明压力的行业里会很有吸引力。
报告也提到了成本。回收通常在可回收材料价值相对于收集、运输和处理成本而言较低时遇到困难。能够降低能耗并保留更多组件有用材料基础的方法，可能让某些回收流程更具商业可行性。
与此同时，文章并未声称已经商业化部署或完成全面工业验证。它真正建立的是一个概念验证：一种以激光驱动的方式在不损伤主要组件的情况下去除背板，并解释了这一点为何对回收经济性和环境表现重要。
接下来要关注什么
当前的核心问题是，这一工艺能否扩展到研究环境之外。对于任何回收技术而言，从演示到采用的路径都取决于处理量、单块组件成本、设备集成程度，以及该方法在真实面板条件下的一致性。寿命终结组件会因年龄、磨损、制造历史和物理损伤而异，这些都会使受控分离变得复杂。
即便如此，这一结果仍然很有意义，因为它直接指向了一个瓶颈。弗吉尼亚大学研究人员没有泛泛谈论更清洁的回收，而是识别了一个具体挑战，用一种具体工具来应对它，并把结果与可回收组件价值联系起来。
随着太阳能部署持续扩大，这类工艺改进会变得越来越重要。回收系统并不是仅靠政策或收集就能变得有效，它们还依赖于更好的拆解复杂产品的方法。这种基于激光的背板去除技术，正是这种工程工作变得更精确、也更可能有助于大规模太阳能回收经济性的一个例子。
本文基于 PV Magazine 的报道。阅读原文。
Originally published on pv-magazine.com
