[發明專利]一種用胺類液化鈣鈦礦方法回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層的工藝

有效

• 申請號: 201910059471.2
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109786561B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 魏群;馮溪淵;孫學敏
• 申請（專利權）人: 華清創智光電科技（清遠）有限公司
• 主分類號: H10K71/00
• 分類號: H10K71/00;H10K30/10;H10K30/50
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂娟

本發明公開了一種用胺類液化鈣鈦礦方法回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層的工藝，包括回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層，所得基片的回收再利用方法（基片用于重新制備太陽電池器件或其它）、產生的廢液初步分離后蒸發胺類得到鈣鈦礦材料，可以進一步在新一輪器件制備中應用。本發明涉及的工藝具有低溫、低耗能，對鈣鈦礦層簡單有效回收再利用。本發明能避免對環境和人身健康造成的潛在威脅，可以實現對資源的充分和重新再利用，具有潛在良好的經濟效益，可進一步推進廉價鈣鈦礦太陽電池的實用化。

技術領域

本發明涉及鈣鈦礦器件制備和資源回收再利用技術領域，特別涉及一種用胺類液化鈣鈦礦方法回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層的工藝。

背景技術

能源問題是人類必須面對的問題，化石能源，如石油、天然氣、煤炭為不可再生能源，這些能源終究會耗盡，因此大力發展可再生能源用全面取代不可再生能源是不二選擇。太陽能是一種用之不竭的可再生能源，預計從現在到2030年，光伏發電將占全球新發電容量的近三分之一。基于蒙特卡羅模型（Monte?Carlo?model），科學家發現目前在成本上鈣鈦礦為基礎的薄膜太陽能電池成本遠遠低于其他類型的太陽能電池。因此，鈣鈦礦取代硅來制備太陽能電池有更多可能性。

考慮到以鉛為為基礎的鈣鈦礦材料具有很好的光電特性不容易取代，但是鉛的毒性和其他金屬元素的稀有特性，大量制造鈣鈦礦太陽能電池勢必會產生大量含鉛廢物，而這些廢物直接排放到環境中會造成嚴重的土壤和水源污染，以及資源浪費。基于此考慮回收再利用鈣鈦礦材料就顯得尤為重要。

針對目前有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的回收和處理工藝中使用二甲基甲酰胺（N，N-Dimethylformamide，DMF）或二甲基亞砜（Dimethyl?sulfoxide，DMSO）等強極性有機溶劑，這些溶劑沸點高，成本高，處理過程高耗能，對各功能層分離效率低。針對目前鈣鈦礦太陽能電池的回收再利用和處理工藝的高耗能，對各功能層分離效率低，為了避免環境污染和實現資源的循環利用，特提出了基于低溫（室溫）采用低沸點氣體或液體胺類溶液溶解鈣鈦礦。回收再利用鈣鈦礦太陽能電池并實現基片，有機無機雜化鈣鈦礦，有機功能層，無機功能層以及銀/金等重金屬和貴金屬背電極材料的重復利用工藝。

發明內容

基于此，本發明提供了一種用胺類液化鈣鈦礦方法回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層的工藝，該工藝不僅可以重新利用透明導電玻璃（如FTO，ITO）或透明導電玻璃/氧化物基片，而且回收再利用了有機無機雜化鈣鈦礦，有機功能層，無機功能層以及?銀/金等重金屬和貴金屬背電極材料，同時實現了環保性與資源節約性的雙重功效，具有潛在的經濟效益，有望進一步降低鈣鈦礦太陽能電池的制造成本和成本回收周期，從而促進鈣鈦礦太陽電池成為真正的清潔能源并為人類社會的發展做出貢獻。

本發明的技術方案如下：

一種用胺類液化鈣鈦礦方法回收再利用鈣鈦礦器件中鈣鈦礦活性層的工藝，具體步驟如下：

步驟（1），鈣鈦礦器件的清洗步驟：采用低沸點甲胺或乙胺等鏈式胺類對器件處理，可以放在甲胺氣體環境中也可以浸泡在乙胺等胺類中，反復處理浸泡，溶解鈣鈦礦材料，而不會溶解其他功能層。

步驟（2），基片清潔：對（1）所得的基片用繼續用甲胺或者乙胺等胺類反復處理，蒸發表面溶劑，回收再利用利用基片。

步驟（3），基片可以重新用于制備太陽能電池器件：采用以上處理所得基片制備新的太陽能電池器件。

步驟（4），產生的廢液（各功能層組成的混合懸浮物或沉淀）以及得到背電極金屬材料處理：對步驟（1）所得廢液過濾后，懸浮物或沉淀從廢液中分離開。