[發明專利]分離太陽電池組件玻璃的裝置

有效

• 申請號: 202010431210.1
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111618913B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 董國義;賴偉東;吳翠姑;麻超;李新娟;宋登元
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: B26D1/02
• 分類號: B26D1/02;B26D5/34;B26D7/10;B09B3/35
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡素梅

本發明提供了一種分離太陽電池組件玻璃的裝置。其結構包括傳動機構、刮削機構、激光掃描機構、控制機構和夾持機構等。本發明通過激光掃描機構掃描太陽電池組件，可以先行降低膠膜與玻璃的黏附力，再利用刮削機構中加熱后的刮刀刀刃對膠膜進行刮削，刮刀刀刃以斜向上方式切入玻璃與下層組件之間，這種入刀方式更加方便，且可避免因膠膜與玻璃之間間隙小難以對準而導致的玻璃破碎或玻璃上的膠膜去除不干凈的問題，保證了玻璃的完整度以及玻璃表面的殘膠率。刮削的同時用夾持機構撕拽下層組件，更利于玻璃的分離。通過本發明可以實現太陽電池組件尤其是晶硅組件中完整玻璃的高效分離，且玻璃表面殘膠率很低。

技術領域

本發明涉及太陽電池回收領域，具體地說是一種分離太陽電池組件玻璃的裝置。

背景技術

光伏發電市場迅猛發展，這就要求對壽命期后光伏組件，尤其是占據世界市場份額達80%以上的晶硅電池組件及組分（硅、銅、鋁、銀、玻璃、塑料等）進行無害化處理、乃至回收利用，可緩解光伏器件原材料短缺問題，并降低資源浪費與生態環境污染。

國際上，歐洲和日本能源行業對光伏組件回收與無害化處理技術及管理體系開展了深入研究，并已將其納入法規政策。2012年，歐盟會議正式更改“廢棄電氣和電子設備”規章，將光伏組件列為廢棄電子設備，必須進行收集和回收利用。

當前的研究熱點之一是酸解或有機溶劑溶解法。比利時BP solar公司提出酸解技術，即將無背板電池片組成的組件浸泡在60℃硝酸中；熱酸反應將電池片和玻璃中間的EVA交聯塑料溶解，而電池片上銀柵線和鋁漿等成分也同時浸出，從而得到完整硅片和玻璃。日本東京大學Doi等采用有機化學方法，篩選發現采用三氯乙烯作為溶劑，在80℃下可有效溶解EVA。此法必須對組件加壓，需要7天以上的時間。韓國Kim等通過有機溶劑輔助超聲方法來提高溶解速率，研究了不同溶劑濃度、溫度、超聲波功率和超聲輻射時間等條件對溶解反應的影響。發現在450W超聲波功率，溫度為70℃下，EVA在3mol/L甲苯中1h即可完全溶解。無機酸或有機溶劑溶解法可得到完整硅片和玻璃，但也出現耗酸量大、產生大量有毒氣體、有機廢液等二次廢棄物處理的問題。

熱解法也被應用于晶硅組件回收研究中。瑞士能源公司利用高溫流化床法，在450℃的氮氣氛中45min可將EVA及背板去除，進而回收玻璃和電池片。該法原理是利用細沙在高溫流化床內隨高溫N₂氣體流動，細沙處于滾燙流動狀態，具有液體性質，通過機械力作用使流化床內EVA和背板氣化，且廢氣以二次燃燒法作為反應器熱源可得到處理及再利用。德國Deutsche Solar AG公司的固定容器熱處理技術，以600℃馬弗爐或焚燒爐將塑料類組分（EVA、背板等）全部熱處理掉，后續再分離電池片、玻璃和合金邊框等。熱解法分離電池各組分，其效率較高，但高能耗、并且顯著的熱解廢氣和后續刻蝕恢復完整硅片的廢液污染等問題不可忽視。

研究表明，熱解超過500℃所得油相產物主要為碳原子個數在1-30之間的烯烴、烷烴的長鏈和直鏈異構體；氣相產物為短鏈烯烴、烷烴等。油相和氣相產物大部分具有污染性。另外，日本學者Katsuya等發現熱解過程中EVA受熱膨脹導致薄電池片易受力破碎；PVCycle也指出，當電池厚度小于200微米時，熱處理技術已無法得到完整硅片。有機溶解與熱處理聯用法也有報道（韓國忠南國立大學Kim等），但工藝過于復雜。

Granata 等對廢舊光伏板的機械處理法進行了研究。光伏板采用雙葉轉子破碎機-錘式破碎機進行二級破碎后，對粒徑大于1mm的顆粒再經過650℃熱處理后篩分，有利于直接回收玻璃組分顆粒，但無法得到完整玻璃。