隨著全球光伏裝機量的激增，退役組件的回收處理已成為行業(yè)亟待解決的環(huán)境與經(jīng)濟難題。傳統(tǒng)回收方法往往面臨材料降解嚴重、化學(xué)污染風(fēng)險高或能耗巨大等瓶頸。近日，美國弗吉尼亞大學(xué)（University of Virginia）的研究團隊在《太陽能材料與太陽能電池》（Solar Energy Materials and Solar Cells）期刊上發(fā)表了一項突破性成果，他們開發(fā)了一種基于連續(xù)波紅外激光（IR-CW）的新技術(shù)，能夠無損地從廢舊光伏組件中剝離背板，同時完好保留鋼化玻璃和硅片，為光伏組件的綠色回收開辟了新路徑。

該技術(shù)的核心創(chuàng)新在于其獨特的能量傳遞機制與熱管理策略。研究團隊指出，傳統(tǒng)的物理或化學(xué)回收方法通常難以兼顧材料完整性與處理效率。例如，高溫?zé)峤夥m然能分離材料，但能耗極高且伴隨氣體處理成本；溶劑基脫層法雖能耗較低，卻涉及復(fù)雜的化學(xué)品采購與處置流程，難以規(guī)?；欢鴻C械刻劃和人工剝離則效率低下且極易損傷硅片，導(dǎo)致回收良率下降。相比之下，這項新技術(shù)采用非化學(xué)、環(huán)保且節(jié)能的方式，在保留組件結(jié)構(gòu)完整性的同時，顯著降低了處理成本。

具體而言，該技術(shù)利用波長為1070納米的連續(xù)波光纖激光器，從組件的玻璃側(cè)發(fā)射紅外輻射。由于玻璃和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）封裝膠膜對特定波長的紅外光具有光學(xué)透明性，激光束能夠穿透表層，直接到達硅片表面并被吸收。這種選擇性加熱機制在硅片與EVA界面處產(chǎn)生局部高溫，使EVA軟化，從而實現(xiàn)背板的受控分離。整個過程無需劇烈機械力，避免了底層材料的損傷。

研究團隊對由玻璃、EVA封裝膠膜、單晶硅片和聚合物背板組成的光伏組件進行了詳細測試。通過顯微鏡和光譜學(xué)表征，結(jié)合激光誘導(dǎo)熱分布的熱力學(xué)模型分析，研究人員證實，在優(yōu)化條件下，硅片及其金屬化層保持完整，未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞。電學(xué)測量結(jié)果進一步顯示，經(jīng)過激光處理后，器件性能未出現(xiàn)顯著退化。這種精準的熱控制確保了組件堆棧中溫度梯度的可控性，既實現(xiàn)了背板的高效剝離，又保護了高價值材料的物理和化學(xué)完整性。

在技術(shù)經(jīng)濟性評估方面，該激光回收方案展現(xiàn)出顯著的競爭優(yōu)勢。實驗室規(guī)模的初步數(shù)據(jù)顯示，得益于低能耗和高效運行，使用工業(yè)級光纖激光系統(tǒng)時，每塊組件的設(shè)備折舊與電力成本合計約為0.22美元。相比之下，傳統(tǒng)熱解法因需維持高溫爐運行，其能耗折算成本高達每塊組件0.50至1.00美元，且尚未包含額外的氣體處理費用。溶劑法和機械法在規(guī)?；瘧?yīng)用中也分別面臨化學(xué)品處置成本高和人工效率低下的問題。

這項由通訊作者穆爾·C·古普塔（Mool C. Gupta）主導(dǎo)的研究，不僅提供了一種可規(guī)?；目沙掷m(xù)光伏回收途徑，更契合了循環(huán)經(jīng)濟戰(zhàn)略的需求。通過無損回收硅、銀和玻璃等高價值材料，該技術(shù)有望大幅降低下游資源再生的成本與環(huán)境影響，為應(yīng)對全球光伏退役潮提供了切實可行的技術(shù)解決方案。