中国科学家破解废旧太阳能板回收难题

中国科学家破解废旧太阳能板回收难题

随着全球能源转型的加速推进，太阳能发电技术逐渐普及，硅太阳能电池板的生产量和使用量持续攀升。然而，太阳能电池板的使用寿命有限，通常在25至30年左右，这引发了人们对如何妥善处理废旧电池板的关注。据预测，到2050年，全球光伏废物累计将达到8000万吨。因此，开发有效的回收方法，不仅能够减轻环境负担，还能实现资源的循环利用。

中国科学家在这一领域取得了重要突破。武汉大学汪的华、尹华意研究团队在《自然·可持续》杂志上发表了一篇关于利用盐蚀刻方法回收硅太阳能电池板的文章。这项创新技术有望在不使用有毒矿物酸和不产生二次污染的情况下，高效回收报废硅太阳能电池板中的银和硅。

盐蚀刻方法的核心在于利用熔融氢氧化物的高腐蚀性，通过自上而下的方向与硅晶片表面的涂层发生反应，从而将银线从硅晶片中分离出来。具体而言，该方法采用熔融的NaOH-KOH作为蚀刻剂，这种混合物具有较低的共晶温度（约166°C）和较高的碱度。为了降低粘度，反应在200°C以上的温度下进行。

研究团队尝试了三种不同的方法使熔盐与硅太阳能电池接触，最终发现盐浸加热（SDH）方法在银的完全收集、反应时间短和操作温度低方面表现最佳。使用SDH方法，蚀刻过程仅需180秒，就能实现银和硅高达99.0%和98.0%的回收率。

该技术的另一大亮点是其普适性。研究团队对四种不同类型的硅太阳能电池进行了回收实验，结果表明，盐蚀刻方法均能有效回收银和硅，且回收率和纯度都保持在较高水平。此外，该方法还能通过联合氧化、碱性浸出和电沉积工艺，回收焊料中的铜、铅和锡等其他有价值金属。

从环境和经济角度来看，这种新型回收工艺展现出显著优势。与传统的碱-酸-电解回收法相比，盐蚀刻方法避免了腐蚀性无机酸的使用，减少了化学废料的产生。同时，整个回收过程产生的副产品仅为Na2SiO3和NaAlO2，易于处理。

这项创新技术的出现，为全球太阳能电池板回收难题提供了新的解决方案。随着太阳能发电的广泛应用，如何妥善处理废旧电池板已成为一个亟待解决的问题。中国科学家的这项研究成果，不仅展示了在资源回收方面的技术突破，更为实现绿色、可持续的能源转型提供了有力支持。