太阳能电池板热解特性及其金属资源回收
彭薏冰1
赵鹏1
高奕1
韩菲子2
徐春方3
张衍国1
李清海1
周会1
1.清华大学能源与动力工程系,北京 100084;清华大学山西清洁能源研究院,山西太原 0300322.中咨海外咨询有限公司,北京 1000453.中国国际工程咨询有限公司,北京 100048
摘要：在全球推动碳中和的背景下,太阳能电池作为一种清洁、可再生且无污染的发电方式,近年来取得了显著的发展.晶硅太阳能电池技术相对成熟,已成为市场主流,并广泛应用于各类能源系统中.然而,晶硅太阳能电池的使用寿命通常不超过30 a,随着大量电池的报废,不及时且妥善的回收可能导致严重的环境问题,如重金属污染和宝贵资源的浪费.现有的太阳能电池板回收方法主要包括化学药剂法、机械破碎法及热处理法,而热解法凭借其高效的回收能力,已在工业界得到广泛应用.通过试验研究,详细探讨了不同热解条件对太阳能电池板回收效果的影响,重点考察了热解温度(400～600 ℃)、升温速率(5～15 ℃/min)以及热解气氛(N2、CO2、H2)的变化对电池板回收效率的影响.研究表明:5 ℃/min的升温速率、500 ℃的热解温度以及在CO2气氛下的热解条件最有利于获得完整的电池片.此外,随着热解温度和升温速率的增加,气体产物的产量也显著增加,尤其是在CO2气氛下.此外,温度的升高显著增加了 CH4和C2H4的生成比例;在H2气氛下,C2H6、C2H4和C3H6的生成量更多.较高的温度和升温速率有助于提高铝的回收效率,但高温可能会降低铜的回收率.最后,对太阳能电池板回收的经济效益进行了评估.分析结果显示,银元素的回收对整个经济效益的贡献超过50％.这一研究为未来更高效、更环保的太阳能电池板回收技术提供了重要的参考依据.
关键词：太阳能电池金属回收热解法晶硅电池板资源化利用热解温度
分类号：X705(一般性问题)TM914.4(独立电源技术（直接发电）)
资助基金：国家自然科学基金(52276202)华能集团总部科技项目(KTHT-U23GCZH01)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 4100-4109 )
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