（华电电力科学研究院有限公司）
摘要：光伏组件在其寿命结束之后，遗留的废弃物将会对环境造成较大的污染，随着光伏发电的推广，针对废弃光伏组件的处理方式也被广泛关注。本文对光伏组件土地掩埋处理方式对环境的影响进行探讨。
关键字：光伏组件；土地掩埋方式；环保
1、前言
光伏组件即太阳能电池组件，是利用太阳能进行发电的装置，其使用寿命在二十年左右，并且在使用过程中污染较小，对环境友好。随着我国经济实力的飞速增长，光伏产业已经有较大的发展，利用光伏发电比传统发电形式更加节省能源，也更绿色环保。但是在光伏组件废弃之后，如何对其妥善的处理是需要深入研究的问题。
2、光伏组件种类及结构
2.1光伏组件种类
能够用来制作光伏组件的材料很多，目前最常见的是晶体硅太阳能电池，目前该技术已经十分成熟，且造价较低。而晶体硅太阳能电池分为单晶硅和多晶硅两种。单晶硅太阳能电池是目前光电效应转化率最高的电池，但是其制备成本很高，而多晶硅太阳能电池则是与单晶硅相反，其成本较低，但是转化率也低。值得注意的是，多晶硅的生产过程中，会生成大量的有害物质，容易造成安全事故和环境污染，所以一般对多晶硅采用二次利用，有利于保证其安全性能。另外，还有薄膜太阳能电池、有机半导体太阳能电池等类型， 虽然暂时都不是市场主流，但是拥有很好的发展前景。
2.2光伏组件结构
封装材料是指将太阳能电池夹住的材料，是通过特殊方式将胶膜与背板及玻璃结合在一起。实际运用中对封装材料有着较高的要求，要保证其具有较好的抗腐蚀性能和耐磨性，现在市场中常用的材料是乙烯-醋酸乙烯共聚物材料。玻璃是指盖板玻璃，使用的都是含铁量较低的钢化玻璃，并且涂有防反射层材料，光可以透过玻璃从而被利用。背板材料是指光伏组件的背面材料，该部分目前市场上常用碳氟化合物制备，碳氟化合物具有较好的耐磨、耐老、耐腐性，但是会对环境造成一定程度的污染。边框则指的是光伏组件的固定支架，常用铝合金制备[1]。
3、光伏组件土地掩埋处理方式
3.1土地掩埋
光伏组件在废弃后的处理是至关重要的，若有不慎就会造成较严重的环境问题，目前我国虽然在光伏产业中具有较高地位，也已经开始了规模化生产，但是针对于废弃光伏组件依然缺少较为清洁的处理回收措施或者技术，甚至在某些地方依然存在有将废弃的光伏组件土地掩埋的方式。土地掩埋分为两种，分别为焚烧掩埋和粉碎掩埋，都会对环境造成较大的污染。
3.2焚烧掩埋
焚烧掩埋会产生大量的污染废料，不仅焚烧过程中会产生许多污染气体，在掩埋后也会产生二次污染，消耗了大量的能源，但却排放了更多的污染物。其中在封装材料的焚烧中，部分硅化物倾倒在土地中将会对该区域的产生影响，进而影响人畜以及农作物的生长，造成很大的环境污染[2]。另外如果对背板的碳氟化合物材料进行焚烧处理，在焚烧过程中产生的氟化氢气体就可以造成非常严重的安全事故，而掩埋更会导致大面积的土地失效，溪流或河流中含氟、氯等离子则更会导致附近居民的饮水安全。
3.3粉碎掩埋
粉碎掩埋主要是针对于光伏组件的某些结构和化学组成无法在土地中降解的情况，就拿上述的碳氟化合物材料来说，碳氟化合物的结构坚固，质地较硬，就如普通的聚苯乙烯塑料袋在土地中难以降解一样，掩埋的这一类光伏组件往往千年之内都无法降解。
另外，在光伏组件中，存在有多种重金属元素，比如锌、铅、铜、银以及有毒的汞、砷等，在土壤中将会造成农作物的生长受损，更会对人民健康生活产生不利影响[3]。
4、光伏组件对土地的污染分析
4.1碳氟化合物
碳氟化合物在经过太阳的持续照射下将会产生一部分含氯物质，将会对地下水层造成污染。如果是在人工降解处理之后获得的废料排放至土壤中，另外经过土层及水体的长时间作用，形成的废水氟离子含量较高，并且具有较强的酸碱性，这种类型的废水将会影响该地的水体环境。该物质可以利用热处理将其从光伏组件中分离出来，然后在反应器中气化处理，形成的废气再一次进入燃烧室，并作为燃烧热源，或者运用无机酸溶解法对光伏组件进行清洁和硅回收处理[4]。
4.2重金属及有毒元素
在光伏组件的背板、电池片、合金外框、互连条、焊锡等结构中含有较多的重金属元素以及有毒元素，查阅资料可以得到我国每年因为重金属而遭到破坏的田地已经占到总耕地面积的五分之一，大概有一千二百万吨的农作物因此失活。并且人体在摄入重金属元素将会对器官造成危害。目前可以对重金属存在的土地环境以重金属形态为指标进行分级处理，然后实施针对性的土地修复处理。
4.3土壤污染评估及修复
要建立土壤模型进行计算，掌握废弃光伏组件对土壤的危害等级，明确每一个污染部分的污染源和组分，在模型中合理添加该土壤的作物、植被、土壤成分、有害成分、表层信息等。在对土壤进行污染风险评估之后，要进一步采取相关的修复手段。另外要进行分区处理措施，不仅要从源头控制，更要采取风险应急措施。
4.4土地修复方法概述
可以通过物理修复技术，将土地中的重金属离子通过直流电压进行转移，将光伏组件的非金属有毒元素采用高频电压产出热能进行分离。或者对已经污染的土地在高温高压条件下固化重金属离子。还可以利用生物生态修复，利用微生物将土地中含有氟离子、氯离子、重金属离子、非金属元素等化合物进行分解和吸收，利用植物将污染沉淀、排出。另外，可以利用污泥灰针对光伏组件中的铅、铬进行针对性的处理。污泥灰可以提升被污染土地的养分，对其酸碱性、阳离子交换量、土地的肥沃度等都有较大的改善。污泥灰可以推动铅、铬等元素向着更稳定的状态反应，是目前土地修复治理行业的趋势之一。
5、结束语
在光伏组件的处理中，如果直接将粗略处理甚至没有处理的光伏组件进行土地掩埋的话，将会造成该土地环境的巨大破坏，直接影响着人民的生活质量。所以对光伏组件在土地中的污染的研究具有重要意义。
参考文献
[1]杨海霞.土壤污染风险评估研究现状综述[J].中国资源综合利用,2020,38(01):123-125.
[2]肖敏志. 光伏废弃物及其回收技术综述[C]. 中国环境科学学会(Chinese Society for Environmental Sciences).2019中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）.中国环境科学学会(Chinese Society for Environmental Sciences):中国环境科学学会,2019:1076-1080.
[3]徐波,罗文娟.重金属污染场地土壤修复技术选择研究[J].中国资源综合利用,2019,37(07):97-99.
[4]李淳伟. 标准体系建设助推经济有序发展——浅谈太阳能光伏组件回收体系对行业发展的影响[C]. 中国标准化协会.第十五届中国标准化论坛论文集.中国标准化协会:中国标准化协会,2018:833-836.