為應對化石能源危機和氣候變化問題，以太陽能為代表的新能源行業快速崛起。截至2020年，全球光伏累積裝機容量已達715GW，其中我國裝機容量為259GW，已連續7年位居全球首位。然而，光伏組件的使用壽命通常為25-30年，因此巨大的裝機容量必將帶來巨量光伏新興廢棄物的產生，其中含有的Pb、Cd等重金屬易威脅生態環境和人類健康。同時，廢棄光伏組件中含有大量有價資源，建立其資源化回收技術不僅可實現廢棄物的安全處置，還可實現二次資源的再生利用。
基于以上背景，中國科學院城市環境研究所清潔能源技術與炭材料研究組以晶體硅光伏組件為研究對象，提出溶劑熱溶脹聯合熱處理法進行組件的拆解與回收。結果表明，熱處理過程中EVA分解氣的產生與積累是導致回收過程晶體硅片損壞的主要原因;該回收體系采用溶劑熱溶脹法對光伏組件進行預處理，可實現EVA的溶脹與部分去除，從而建立氣體釋放通道;聯合熱處理法對EVA進行徹底分解與去除，EVA分解氣從氣體釋放通道溢散。較于現有回收技術，晶體硅片的回收完整率可提高近10倍;采用特定溶劑進行溶劑熱溶脹處理時，還可實現組件中含氟背板的快速降解，避免了傳統直接熱處理過程含氟氣體的釋放，二次污染小。經測試，回收硅片的多項性能指標，包括間隙氧含量、代位碳含量、電阻率、少子壽命等均與商業硅片相近。
相關研究成果以Nondestructive silicon wafer recovery by a novel method of solvothermal swelling coupled with thermal decomposition為題發表在Chemical Engineering Journal上。該研究得到中科院戰略性先導科技專項(A類)、兩所融合基金、福建省工業引導性項目和廈門市科技計劃項目的資助。
