维度网讯，印度一个研究团队开发出一种新型回收工艺，从报废晶体硅太阳能电池中回收硅和原生二氧化硅（SiO₂），并将其用作储能应用中的电极材料。该研究着重评估了不同基板与回收硅的组合对电荷存储机制的影响。

研究人员指出，累计光伏装机容量的显著增长导致报废组件数量激增，亟需可持续的废物管理方案。这项研究提出一种环保方法，将回收的光伏废料集成到锂离子电化学系统的电极材料中，重点分析了依赖于基板的法拉第电荷存储行为。该回收工艺首先手动拆解并去除废弃组件的铝边框，随后在480 °C下进行热处理以分解并去除EVA封装胶、背板和残留玻璃。此后，回收的硅电池碎片被分离并在450 rpm下球磨6小时得到微米级粉末，再依次使用氢氧化钠（NaOH）和盐酸（HCl）进行碱浸和酸浸提纯。通过改变NaOH:HCl摩尔比进行工艺优化，当比例为1:1.25时，硅回收率最高，约为97.75%。提纯后的粉末与碳纳米管（CNT）作为导电添加剂、聚偏氟乙烯（PVDF）作为粘结剂以及N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）作为溶剂，按80:10:10的重量比混合形成浆料，涂覆在铜箔、氧化铟锡（ITO）涂层玻璃和石墨箔作为集流体上，再在90–100 °C下真空干燥。

研究团队通过X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）和拉曼光谱对回收材料进行了表征，同时采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线分析（EDX）和原子力显微镜（AFM）进行了形貌分析。热重分析（TGA）用于热表征，Brunauer–Emmett–Teller（BET）分析测定比表面积，并通过循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和恒流充放电（GCD）评估电化学性能。研究人员报告称，在铜箔和ITO上制备的电极表现出扩散控制的类电池行为，而在石墨基板上的电极则表现出电容性电荷存储特性。循环伏安法和电化学阻抗谱证实了良好的界面特性，恒流充放电测试表明在500次循环中性能稳定。铜箔、ITO和石墨基板电极的比电容值分别为143.23 F g、30.53 F g和163.92 F g。研究团队总结认为，铜箔和ITO上制备的电极适用于锂离子电化学系统的硅基电极，而石墨基电极在可持续驱动的储能应用中显示出潜力。

该研究成果以论文“Recycling of solar cells recovered from waste panels into efficient silicon-based composite electrodes for energy-storage applications”发表于RSC Sustainability，来自印度国家物理实验室（CSIR）和印度科学创新研究院（AcSIR）的研究人员参与了此项工作。