《Sustainable Production and Consumption》：Recycling of crystalline?silicon photovoltaic modules in China: Policies, technologies and prospects
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中国光伏产业因碳中和目标和大规模安装面临组件回收挑战，研究政策、技术、经济整合的评估体系，提出高效回收路径及产业协同方向。
谢文豪|李欢|吴本腾|谢建军|顾静|彭洪|袁浩然|陈勇
中国广东省新能源设备高质回收重点实验室，广州，510640
摘要
受碳中和目标及无与伦比的安装规模驱动，中国的光伏（PV）产业正面临大量废旧晶体硅（c-Si）模块的迫切处理问题。这一新兴挑战同时为资源回收和循环经济的推进提供了重要机遇。虽然全球已有相关研究探讨了光伏回收的通用框架，但针对中国工业生态系统的综合评估（结合监管、技术和经济维度）仍较为有限。本研究对中国c-Si光伏回收系统进行了全面评估，将政策与标准制定与技术路径相结合。特别关注了从实验室研究到实际应用的整个回收价值链的进展，并探讨了提高光伏回收效率与可持续性的主要挑战与方向。目前，回收政策和标准已推动行业向高价值、低碳化方向发展。高回收率主要取决于有效的层压分离技术和有价值的组件回收。推动混合回收技术的创新是实现可持续规模化和工业化的关键。通过政策、技术和产业的协同发展，中国的光伏回收产业有望成为高价值、可持续资源回收的典范。
引言
光伏（PV）作为一种典型的低碳能源，已成为最具经济和环境竞争力的发电方式之一（Lennon等人，2022年）。它被视为全球能源转型和实现碳中和目标的关键途径。过去二十年里，全球光伏装机容量呈指数级增长，2024年达到2246.5吉瓦（图1a）。根据国际能源署（IEA）预测，到2050年光伏发电将满足全球约33%的电力需求（IEA，2021年）。在中国等主要光伏安装国家中，中国占据了全球总装机容量的一半以上（图1b）。根据中国国家能源局（NEAC）的数据（NEAC，2025a），2025年第一季度风电（536吉瓦）和太阳能（946吉瓦）的累计并网装机容量首次超过火电（1451吉瓦）。受“双碳”战略（2030年碳达峰、2060年碳中和）的推动，光伏装机量预计将持续高速增长，其在脱碳中的作用至关重要。同时，可再生能源发电取代火电将成为新的常态。
c-Si模块主导着光伏市场，占比达85–95%（Tembo和Subramanian，2023年）。尽管c-Si光伏模块的设计寿命通常为25年，但极端天气事件（如冰雹、台风）及政策驱动的更新计划（如中国的“大规模设备更新”政策）可能会缩短其实际使用年限。这些模块报废后将产生新的特殊类型废弃物（Wang等人，2022年）。预计到2050年全球将产生6000–7800万吨光伏废弃物（Rout等人，2025年）。中国将在2030年前迎来第一波光伏设备退役潮，2000–2010年代安装的模块预计会产生约150万吨废弃物，到2050年这一数字将增至1990万吨（Shao等人，2023年）。这一趋势为光伏回收领域带来了巨大的增长机遇。
典型的c-Si光伏模块具有层压“三明治”结构（Deng等人，2022年）。如图1c所示，从上到下的结构依次包括铝框架、钢化玻璃、光伏电池、背板（如PET、PVF）和接线盒，各部件由上下两层乙烯-醋酸乙烯（EVA）粘合剂固定。光伏电池主要由银电极、铝电极、抗反射层（SiN?）及掺杂微量元素（如磷、硼等）的硅片组成（图1d）。多个光伏电池通过导电条连接形成电池组件。光伏模块含有多种有价值的金属（铜、铝、锡、银）、重金属（铅）以及高纯度太阳能级硅（≥6N，99.9999%）（Wang等人，2022年）。例如，光伏模块中的银含量可高达300克/吨，而在光伏电池中甚至可达6383克/吨（图1c）。此外，从硅矿石中提取、加工和提纯硅的过程能耗高且会产生大量碳排放（Maldonado，2020年）。因此，从光伏模块中回收金属和硅对于减少光伏行业的生命周期碳排放、保护环境及实现固体废物利用具有重要意义（Mirletz等人，2023年；Walzberg等人，2021年）。
过去十年间，光伏废弃物回收成为日益活跃的研究领域，每年都有大量相关论文发表。近年来涌现了大量综述和观点文章（见表1）。然而，以往的研究多侧重于单一方面，如环境影响（Seo等人，2021年）、银/硅回收（Rout等人，2025年）或技术概述（Tembo和Subramanian，2023年），未充分考虑不同国家和地区的具体监管和市场环境。中国是全球光伏市场的最大市场（图1b）。在政策支持、研究资金和强劲市场前景的推动下，中国的光伏回收领域学术研究和产业实践迅速发展，相关文献不断增加，新的工业项目也相继启动。
因此，本研究首次系统性地回顾了中国c-Si光伏模块的回收情况，重点探讨了技术、挑战及未来发展方向，旨在实现高价值回收。特别是首次对中国光伏回收的政策、标准和产业实践进行了全面分析，提供了作者的观点。本研究的研究框架如图2所示。本研究不仅将介绍和总结中国光伏回收的现状，还将揭示发展趋势，并为全球光伏回收领域提供参考。
光伏安装
1959年，中国首次生产出单晶硅，但直到1975年才应用于民用领域。如图3a所示，中国光伏安装经历了七个发展阶段。在初期阶段，光伏技术仅用于特殊场景，如航天领域。目前，中国连续17年位居全球光伏模块产量首位，连续9年位居装机容量首位。
根据中国国家能源局的数据……
中国的政策与标准体系
尽管中国光伏模块的退役高峰尚未到来（预计在2030年），但在生产过程中及因天气损坏后仍会产生大量废弃物。在《环境保护法》和《循环经济促进法》等法律框架的指导下，中国逐步建立了完善的光伏模块回收政策体系。近年来……
中国光伏回收技术的发展
近年来，中国成为全球光伏领域的领导者，这迫切需要制定可持续的c-Si光伏模块生命周期管理策略。在《光伏发电设备拆卸与处理企业管理要求》（T/CRRA 9919–2024）等标准的指导下，中国光伏回收技术正朝着提高资源回收效率和减少环境污染的方向发展（Chen……
光伏回收产业的发展
近年来，中国在光伏领域的研究和示范工作不断加强，同时积极探索适合本国国情的回收模式。诸如“大规模设备更新”等支持性政策的推出，极大地提升了市场信心，鼓励企业投资并建立综合性光伏回收生产线。2017年，国家电力投资公司的黄河水电……
挑战与机遇
中国光伏产业的快速扩张带来了大量废旧模块的产生，预计未来十年这一趋势将进一步加剧。然而，建立成熟且环保的光伏模块回收产业链仍面临多重技术和系统瓶颈。这些挑战可归纳为五个相互关联的方面：产业链治理、物流与成本、材料回收效率……
结论
本研究构建了一个综合分析框架，用于理解中国晶体硅（c-Si）光伏模块回收的技术演变、产业转型及战略方向。通过整合过程层面评估与政策和市场视角，我们识别出相互依赖关系、瓶颈及加速向循环经济、高价值光伏回收生态系统转型的可行策略。主要结论如下……
作者贡献声明
谢文豪：撰写初稿、软件开发、方法论设计、数据分析、概念构建。李欢：审稿与编辑、监督工作、方法论设计、资金筹集、数据分析、概念构建。吴本腾：审稿与编辑、资金筹集。谢建军：审稿与编辑、监督工作。顾静：审稿与编辑、监督工作。彭洪：审稿与编辑、监督工作。袁浩然：审稿与编辑、资金筹集
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号52500195）、内蒙古自治区重点研究与技术转移计划（项目编号2025YFHH0087）、广州市科技项目（项目编号2025A04J4312）以及中国科学院青年科学家基础研究项目（项目编号YSBR-098）的支持。
