维度网讯，中国研究团队开发出一套基于重液分离与金属氯化物刻蚀的废弃晶体硅光伏组件回收工艺，该工艺包含三个主要步骤：混合物料重液分离、太阳能电池刻蚀和焊带刻蚀。研究团队同步开展了生命周期评估和技术经济分析，以评价该工艺的综合性能。

研究团队通过系统实验阐明了涉及氧化还原反应、络合平衡和水解沉淀的核心反应机理。团队表示，绿色化学试剂的选择、优越的回收性能以及试剂闭环回收的潜力，降低了工艺环境影响，为其工业应用奠定了基础。实验原料为一家回收公司提供的玻璃颗粒、太阳能电池与焊带混合物。

工艺第一阶段采用溴化锌重液分离物料。通过调节液体密度，使不同组分上浮或下沉，实现物料流分离。该阶段在后续处理前回收了超过98%的太阳能电池和几乎全部的焊带。第二阶段采用六水合氯化铝与过氧化氢溶液，在热水条件下处理分离出的太阳能电池，去除银接触层、铝背层和氮化硅减反射膜，同时保留底层硅片。经参数优化，最佳条件为六水合氯化铝浓度1.2摩尔/升，过氧化氢浓度2.0%，反应温度200摄氏度，处理时间120分钟。第三阶段采用二水合氯化铜溶液处理分离出的焊带，焊带由铅锡合金镀层铜芯组成，目标为去除铅和锡，保留铜芯。最佳条件为二水合氯化铜浓度0.4摩尔/升，搅拌速度600转/分钟，时间15分钟，温度60摄氏度。

该工艺产出纯度为99.997%的硅、纯度为99.64%的氯化银（银回收效率80.07%），回收了溶液中的铝以及纯度为99.99%的铜带。焊带副产品生成氧化锡和硫酸铅。此外，氯化铜刻蚀溶液成功再生并重复使用，增强了工艺可持续性。以每千克输入废弃物为功能单位进行的生命周期评估显示，重液分离、太阳能电池刻蚀和焊带刻蚀三个步骤对全球变暖潜值的贡献分别为0.049千克二氧化碳当量、3.522千克二氧化碳当量和0.055千克二氧化碳当量。与传统处理方法相比，该工艺减少了80.42%的碳排放。技术经济分析显示，重液分离、太阳能电池处理和焊带处理步骤的回收收益分别为-0.04美元/千克、7.76美元/千克和4.81美元/千克。研究团队将重液分离的负收益归因于核算方法，即在计算中仅有玻璃的回收价值计入该步骤，分离出的太阳能电池和焊带的经济价值被分配至各自处理步骤。

这项新技术发表于《Journal of Cleaner Production》，论文题为“基于重液分离和金属氯化物刻蚀的废弃晶体硅光伏组件可持续回收”（Sustainable recycling of waste crystalline silicon photovoltaic modules based on heavy liquid separation and metal chloride etching）。来自中山大学（Sun Yat-sen University）和中国矿业大学（China University of Mining and Technology）的研究人员参与了该项研究。

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