《Materials Chemistry and Physics》：Eco-Friendly Recycling of End-of-Life Silicon Solar Panels for Reuse in Photovoltaic Applications
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硅基太阳能板回收工艺优化及性能表征研究。采用环保化学试剂KOH和乙醇预处理去除EVA封装层，通过H2O2/KOH蚀刻体系实现银杂质及表面粗糙度控制。实验表明，蚀刻后硅片反射率由10%降至6%，XRD证实银元素（220/311晶面）完全去除，FESEM-EDX显示表面金字塔形结构形成，载流子寿命显著提升。研究为低毒、低成本光伏回收技术提供新思路，推动硅资源循环利用和碳中和目标实现。
Rithika Muralidharan | Srinivasan Manickam | Tamilmani Vairaperumal | Mariyappan Raman
印度金奈Kalavakkam的Sri Sivasubramaniya Nadar工程学院化学系，邮编603 110
摘要
光伏（PV）技术在全球范围内持续发展，然而报废的太阳能电池板的处理却带来了重大的环境挑战。从报废电池板中回收硅是一种高效且可持续的方法，可以减少废物、降低对原材料的依赖并减少碳排放。在回收过程中，所使用的化学物质会释放有毒气体。在本研究中，采用氢氧化钾（KOH）和乙醇等环保化学品来去除乙烯-醋酸乙烯酯（EVA），从而获得硅片。回收的硅片经过过氧化氢（H2O2）和KOH的氧化处理。通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜结合能量分散X射线光谱（FESEM-EDX）、少数载流子寿命分析以及光学显微镜对硅片在处理前后的性质进行了表征。结果显示，处理后的硅片反射率从处理前的10%降低到了6%。经过处理的表面形成了金字塔状结构，同时银和其他杂质也被去除，从而提高了载流子的寿命。本研究使用了环保、无毒且成本效益高的化学物质进行回收和蚀刻，促进了回收硅在光伏应用中的再利用，推动了循环型太阳能经济的发展。
章节摘录
引言
太阳能作为一种可持续技术，在将阳光直接转化为电能方面展现出巨大潜力。然而，其广泛应用也引发了人们对光伏系统整个生命周期内可能产生的环境、健康和安全影响的担忧[1]。由于光伏组件同时包含有价值的部分和有害物质，不当的处理方式可能对人类健康和环境造成威胁。目前关于光伏组件回收的研究
实验方法
太阳能电池板由多层结构组成，包括铝框架、玻璃、EVA层、硅片、背板和光伏接线盒，如图1所示。太阳能电池板回收的过程包括收集报废电池板、手动拆卸铝框架和光伏接线盒、化学处理和热处理以及蚀刻，具体流程如图2所示。首先使用简单工具拆解报废的单晶硅太阳能电池板，分离出背板和光伏组件
表征
使用PANalytical（Malvern）公司的Empyrean仪器（Cu-Kα辐射，λ = 1.540598 ?），以0.037°/分钟的扫描速率，对蚀刻前后硅片的XRD数据进行测量（测量范围2θ（10°至90°）。使用Shimadzu UV分光光度计（型号：UV2600i）在400–1100 nm波长范围内获取UV–Vis-NIR反射光谱。加权平均反射率通过公式 Ravg = 计算得出，其中Ravg. 和 S(λ) 分别表示加权平均反射率和完整反射率
X射线衍射（XRD）
对蚀刻前后回收的硅片进行了X射线衍射（XRD）分析。原始硅片中含有硅和银元素。hkl平面（101）和（200）对应的XRD峰分别为38.2°和44°[48]、[49]；蚀刻前还观察到64°、77°的峰，这些峰是由于银条的存在[50]，对应于hkl平面（220）、（311）。蚀刻后，银杂质的峰不再出现，表明银和其他杂质已被完全去除
结论
随着光伏组件在全球范围内的广泛应用，太阳能废物的问题日益突出。研究表明，使用KOH和H2O2作为蚀刻剂能有效降低硅片的反射率，这是因为蚀刻过程中形成了金字塔状结构，这些结构能够捕获光线。蚀刻前的硅片中含有金属杂质，而蚀刻后的硅片仅含有硅元素
作者贡献声明
Srinivasan M： 监督工作。
Mariyappan Raman： 方法验证与研究设计。
Rithika Muralidharan： 原稿撰写、资料收集与概念构思。
Tamilmani Vairaperumal： 监督工作
利益冲突声明
?作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
