一種柔性太陽(yáng)能組件的回收方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，依次包括深冷分離、鍍層材料分離以及鍍層材料富集等步驟。本發(fā)明通過采用深冷的方法將柔性太陽(yáng)能組件的芯片與其它各層分離，解決了現(xiàn)有技術(shù)回收芯片上的鍍層材料難以與其它各層材料分離或分離后回收難度增大的問題，實(shí)現(xiàn)了柔性太陽(yáng)能組件中高價(jià)值原料的低成本回收。本發(fā)明步驟簡(jiǎn)單，操作難度低，綜合成本低，回收效率高且對(duì)環(huán)境友好，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種柔性太陽(yáng)能組件的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明屬于光伏材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著太陽(yáng)能電池行業(yè)的迅速發(fā)展，太陽(yáng)能組件的總產(chǎn)量也快速提升，然而，隨著太陽(yáng)能電池使用年限的增加，依照太陽(yáng)能光伏組件的使用壽命推斷，在不遠(yuǎn)的將來，將會(huì)有大量的光伏組件報(bào)廢，且在太陽(yáng)能組件的生產(chǎn)過程中，也會(huì)有不良品出現(xiàn)。因此，太陽(yáng)能組件回收的問題被提上了議程。
[0003]柔性太陽(yáng)能組件中通常會(huì)用到硅或是銦、鎵、鎘、鈦等金屬，有的價(jià)格昂貴，有的在組件報(bào)廢后如不合理回收，則會(huì)給環(huán)境帶來極大污染。然而，柔性太陽(yáng)能組件是多層復(fù)合的結(jié)構(gòu)，由于太陽(yáng)能組件對(duì)耐候、阻水、阻燃等性能的要求，其包含的前板、背板以及封裝膠膜層均具有難溶和難熔的性質(zhì)，這使得讓它們與芯片分離變得相當(dāng)困難，從而導(dǎo)致位于芯片上昂貴的原材料的回收問題變得棘手。
[0004]目前來講，柔性太陽(yáng)能組件的回收利用主要有兩種方法，一種是鍛燒法，即高溫鍛燒整個(gè)光伏組件，對(duì)剩下的不可燃部分進(jìn)行回收處理；另外一種方法是將柔性組件粉碎后，采用酸堿浸泡組件碎片，利用酸堿液的蝕刻作用將芯片上的鍍層材料溶解到酸堿液中進(jìn)行回收。這兩種方法不僅效率低下，能耗高，而且柔性組件的前板若含氟，焚燒后會(huì)產(chǎn)生氟化氫氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，柔性太陽(yáng)能組件的回收是目前亟待解決的一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)便、綜合成本低、回收效率高、環(huán)境友好的柔性太陽(yáng)能組件回收方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，包括如下步驟:
[0008]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于深冷設(shè)備中2?60分鐘，取出后將所述柔性太陽(yáng)能組件的芯片與其它各層進(jìn)行分離；
[0009]2)鍍層材料分離:將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離，得到含鍍層材料的待富集料和襯底材料；
[0010]3)鍍層材料富集:對(duì)所述待富集料中的鍍層材料進(jìn)行富集回收，得到鍍層原材料。
[0011]選擇性地，在所述步驟I)中，所述深冷設(shè)備的冷源可以為液氧或液氮。
[0012]選擇性地，在所述步驟2)中，可以采用酸浸的方法將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離。
[0013]選擇性地，在所述步驟2)，也可以采用噴砂的方法將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離。
[0014]進(jìn)一步地，所述噴砂的方法可以為干式噴砂或濕式噴砂的方法。
[0015]選擇性地，所述噴砂的方法中采用的磨料為石英砂、金剛砂、剛玉砂、銅礦砂或海砂中的一種或幾種。
[0016]選擇性地，所述噴砂在2?6個(gè)大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行。
[0017]選擇性地，所述待回收的柔性太陽(yáng)能組件為柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件、柔性非晶硅太陽(yáng)能組件、柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件、柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件或柔性染料敏化太陽(yáng)能組件。
[0018]選擇性地，所述待回收的柔性太陽(yáng)能組件的基底為不銹鋼。
[0019]本發(fā)明通過對(duì)柔性太陽(yáng)能組件進(jìn)行深冷處理，使得芯片與其他各層之間得以有效分離，從而保證了后續(xù)回收步驟的順利、高效進(jìn)行，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于組件各層難以有效分離而只能將組件整體進(jìn)行處理，繼而導(dǎo)致有效回收成分分離提純困難的難題。此夕卜，采用液氮或液氧冷源進(jìn)行深冷處理，避免了高溫焚燒方式產(chǎn)生有害氣體導(dǎo)致的環(huán)境危害。
[0020]本發(fā)明采用的噴砂方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的鍍層和襯底材料的物理性分離，有效降低了對(duì)襯底材料的種類要求，尤其對(duì)于不銹鋼襯底的柔性太陽(yáng)能組件而言具有特別的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中通常采用酸浸的方法來溶解不銹鋼襯底上的鍍層材料，然而不銹鋼中含有的鐵元素也會(huì)趁機(jī)進(jìn)入酸液，而在后續(xù)提取其它金屬的過程中，鐵元素的存在會(huì)使得回收難度大幅增加，而回收后的鐵價(jià)值又非常低，從而降低柔性太陽(yáng)能組件回收的經(jīng)濟(jì)性。采用噴砂的方法能有效地將不銹鋼襯底上的鍍層材料與不銹鋼襯底分離，有效控制不銹鋼中鐵進(jìn)入到分離下來的鍍層材料中。
[0021]綜合而言，本發(fā)明所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法具有回收效率高、成本低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]按照如下步驟對(duì)待回收的不銹鋼襯底的柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件進(jìn)行回收:
[0024]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于以液氮為冷源的深冷設(shè)備的爐腔中，使液氮浸沒所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件2分鐘，取出后，所述銅銦鎵硒柔性太陽(yáng)能組件已經(jīng)變硬、變脆，通過機(jī)械或者人工的方法，將所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的芯片與前板、膠膜、背板進(jìn)行分尚；
[0025]2)鍍層材料分離:采用干式噴砂的方法，將所述芯片上的銅銦鎵硒鍍層材料與不銹鋼襯底進(jìn)行分離，其中，所述干式噴砂采用的磨料為石英砂，且在2個(gè)大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行，得到含銅銦鎵硒和磨料的待富集料和不銹鋼襯底；
[0026]3)鍍層材料富集:對(duì)所述待富集料中的鍍層材料和磨料分離，再將所述鍍層材料中的各組分進(jìn)行富集回收，最終分別得到鍍層中所含的銅、銦、鎵、硒原材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的有效回收。
[0027]實(shí)施例2
[0028]按照如下步驟對(duì)待回收的聚酰亞胺襯底的柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件進(jìn)行回收:
[0029]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于以液氮為冷源的深冷設(shè)備的爐腔中，設(shè)定冷卻溫度為-180°C，使所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件在此溫度下保溫10分鐘，取出后，所述銅銦鎵硒柔性太陽(yáng)能組件已經(jīng)變硬、變脆，通過機(jī)械或者人工的方法，將所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的芯片與前板、膠膜、背板進(jìn)行分離；
[0030]2)鍍層材料分離:采用酸浸的方法，將所述芯片上的銅銦鎵硒鍍層材料溶解，與聚酰亞胺襯底進(jìn)行分離，得到含銅銦鎵硒的酸浸液和聚酰亞胺襯底；
[0031]3)鍍層材料富集:對(duì)所述酸浸液中的各組分進(jìn)行富集回收，最終分別得到鍍層中所含的銅、銦、鎵、硒原材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的有效回收。
[0032]實(shí)施例3
[0033]按照如下步驟對(duì)待回收的鍺單晶襯底的柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件進(jìn)行回收:
[0034]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于以液氮為冷源的深冷設(shè)備的爐腔中，使所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件勻速通過液氮池，在液氮池中通過時(shí)間為20分鐘，取出后，所述柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件已經(jīng)變硬、變脆，通過機(jī)械或者人工的方法，將所述柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件的芯片與前板、膠膜、背板進(jìn)行分離；
[0035]2)鍍層材料分離:采用10wt%稀硫酸酸浸的方法，將所述芯片上的砷化鎵鍍層材料與鍺襯底進(jìn)行分離，得到含砷、鎵的酸浸液和鍺單晶襯底材料；
[0036]3)鍍層材料富集:對(duì)所述酸浸液中的砷和鎵進(jìn)行富集回收，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件的有效回收，有效避免了組件中有毒的砷對(duì)環(huán)境的污染。
[0037]實(shí)施例4
[0038]按照如下步驟對(duì)待回收的聚合物襯底的柔性硅基薄膜太陽(yáng)能組件進(jìn)行回收:
[0039]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于以液氮為冷源的深冷設(shè)備的爐腔中，設(shè)定冷卻溫度為-150°C，使液氮浸沒所述柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件40分鐘，取出后，所述柔性硅基薄膜太陽(yáng)能組件已經(jīng)變硬、變脆，通過機(jī)械或者人工的方法，將所述柔性硅基薄膜太陽(yáng)能組件的芯片與前板、膠膜、背板進(jìn)行分離；
[0040]2)鍍層材料分離:采用濕式噴砂的方法，將所述芯片上的鍍層材料與聚合物襯底進(jìn)行分離，其中，所述濕式噴砂采用的磨料為剛玉砂，且在4個(gè)大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行，得到含硅和磨料的待富集料和聚合物襯底；
[0041]3)鍍層材料富集:對(duì)所述待富集料中的鍍層材料和磨料分離，再將所述鍍層材料中的各組分進(jìn)行富集回收，最終分別得到鍍層中所含的硅原材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的有效回收。
[0042]當(dāng)所述柔性硅基薄膜太陽(yáng)能電池的鍍層材料中還含有鍺、鋁、銀等其他組分時(shí)，則需要對(duì)待富集料中的各種鍍層材料進(jìn)行分別富集回收。
[0043]實(shí)施例5
[0044]按照如下步驟對(duì)待回收的不銹鋼襯底的柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件進(jìn)行回收:
[0045]I)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于以液氧為冷源的深冷設(shè)備的爐腔中，使液氧浸沒所述柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件60分鐘，取出后，所述柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件已經(jīng)變硬、變脆，通過機(jī)械或者人工的方法，將所述柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件的芯片與前板、膠膜、背板進(jìn)行分離；
[0046]2)鍍層材料分離:采用干式噴砂的方法，將所述芯片上的鍍層材料與不銹鋼襯底進(jìn)行分離，其中，所述干式噴砂采用的磨料為金剛砂，且在6個(gè)大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行，得到含碲、鎘和磨料的待富集料和不銹鋼襯底；
[0047]3)鍍層材料富集:對(duì)所述待富集料中的鍍層材料和磨料分離，再將所述鍍層材料中的碲、鎘進(jìn)行富集回收，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件的有效回收，可有效防止有毒的鎘對(duì)環(huán)境的污染。
[0048]在具體的實(shí)施過程中，深冷設(shè)備的冷源可以選擇性地采用液氧或液氮；對(duì)于酸浸后獲得的含待回收金屬的酸液，可通過萃取、沉淀、電解等公知技術(shù)回收其中的金屬；當(dāng)柔性太陽(yáng)能組件為不銹鋼等含金屬的襯底時(shí)，最好使用噴砂的物理方法來實(shí)現(xiàn)鍍層材料的分離；所述噴砂的方法可以選擇干式噴砂或濕式噴砂的方法，且所用磨料可以為石英砂、金剛砂、剛玉砂、銅礦砂或海砂中的一種或幾種的組合；對(duì)于干式噴砂或者濕式噴砂后的磨料和鍍層材料粉末的混合物，可采取酸浸、外部旋風(fēng)分離器、重力分選等公知技術(shù)對(duì)磨料和鍍層材料粉末進(jìn)行分離。在本發(fā)明中不再贅述。。除了以上實(shí)施例中所列舉的柔性太陽(yáng)能組件可以采用本發(fā)明所述的方法進(jìn)行回收，還有柔性非晶硅太陽(yáng)能組件和柔性染料敏化太陽(yáng)能組件也可以采用本發(fā)明所述方法來進(jìn)行回收，都可以實(shí)現(xiàn)昂貴原材料的再利用以及預(yù)防有毒材料對(duì)環(huán)境污染的目的。
[0049]以上實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明，其并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍起到任何限定作用，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求確定。根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)深冷分離:將待回收的柔性太陽(yáng)能組件置于深冷設(shè)備中2?60分鐘，取出后將所述柔性太陽(yáng)能組件的芯片與其它各層進(jìn)行分離； 2)鍍層材料分離:將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離，得到含鍍層材料的待富集料和襯底材料； 3)鍍層材料富集:對(duì)所述待富集料中的鍍層材料進(jìn)行富集回收，得到鍍層原材料。2.如權(quán)利要求1所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述深冷設(shè)備的冷源為液氧或液氮。3.如權(quán)利要求1所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:采用酸浸的方法將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離。4.如權(quán)利要求1所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:采用噴砂的方法將所述芯片上的鍍層材料進(jìn)行分離。5.如權(quán)利要求4所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述噴砂為干式噴砂或濕式噴砂。6.如權(quán)利要求4所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述噴砂采用的磨料為石英砂、金剛砂、剛玉砂、銅礦砂或海砂中的一種或幾種。7.如權(quán)利要求4所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述噴砂在2?6個(gè)大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行。8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述待回收的柔性太陽(yáng)能組件為柔性銅銦鎵硒太陽(yáng)能組件、柔性非晶硅太陽(yáng)能組件、柔性碲化鎘太陽(yáng)能組件、柔性砷化鎵太陽(yáng)能組件或柔性染料敏化太陽(yáng)能組件。9.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的柔性太陽(yáng)能組件的回收方法，其特征在于:所述待回收的柔性太陽(yáng)能組件的基底為不銹鋼。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK105895731SQ201410514516
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月29日
【發(fā)明人】王玉曉, 吳國(guó)發(fā), 馬康, 陳濤, 林俊榮, 王波
【申請(qǐng)人】漢能新材料科技有限公司