废弃光伏面板资源化利用的技术进展

俞超杰 朱昊辰 黄菊文 贺文智 李光明

同济大学环境科学与工程学院

0 前言

太阳能作为一种可再生能源，具有安全可靠、高效、无污染且广泛分布等众多优点[1]。光伏发电是利用半导体的光生伏特效应将光能直接转化为电能的一种技术，已经逐渐成为全球关注的热点。在过去的十年中，光伏市场呈指数型增长，2019年，全球光伏装机容量114．9 GW，新增装机容量超过核能和化石燃料发电的装机容量，各主要地区所占比例如图1所示。从2017年开始，中国在光伏发电方面持续处于世界领先地位，到2019年，累计光伏发电装机容量204．7 GW，占全球光伏发电装机容量三分之一以上[2]（见图1）。伴随光伏产业的迅猛发展，大量光伏面板的使用也产生了一个新的环境问题：光伏面板的使用寿命一般在25年左右，但随着光伏面板产品的快速更迭，目前安装的第一批太阳能电池板中有相当一部分已经需要退役[3]，对废弃光伏面板的有效处理亟须深入研究。

图1 2019年世界各地区光伏装机容量[2]

1 废弃光伏面板的资源环境问题

1.1 废弃光伏面板的资源化利用价值

作为太阳能发电系统的核心组成部分，太阳能光伏面板可分为三代：

1）晶体硅光伏面板：包括单晶硅光伏面板和多晶硅光伏面板；

2）薄膜光伏面板：包括非晶硅薄膜光伏面板、碲化镉（CdTe）薄膜光伏面板、铜铟硒(CIS)薄膜光伏面板、铜铟硒化镓(CIGS)薄膜光伏面板；

3）新兴技术光伏面板：包括聚光（CPV）光伏面板、染料敏化光伏面板、有机光伏面板、混合光伏面板。……