[發明專利]一種分離回收退役光伏組件的新方法

在審

• 申請號: 202211074426.2
• 申請日: 2022-09-03
• 公開（公告）號: CN115430692A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 夏明許;張瑞巖;蘇少鵬
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B3/35;B09B3/70;B09B5/00
• 代理公司: 成都天煒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51377
• 代理人: 劉文娟

本發明屬于退役光伏組件無害化和資源化處置領域，涉及一種分離回收光伏組件的新方法。本發明提供一種退役光伏組件的分離回收方法，所述分離回收方法包括：先通過熱處理方法依次拆除附加結構、完整剝離背板和玻璃層，得到上下表面均粘有密封材料的晶硅電池片層；然后將所得上下表面均粘有密封材料的晶硅電池片層于?190～?20℃通過深冷處理使得晶硅電池片層分裂開來，由于晶硅電池片層中的金屬在低溫發生嚴重收縮，導致分裂面富集金屬，從而便于金屬的后續提純回收。本發明的方法避免了破碎混合帶來難分離、難提純問題，能夠有效縮短溶劑回收時間，并提高金屬分離純度。

技術領域

本發明涉及退役光伏組件無害化和資源化處置領域；具體涉及一種熱處理與深冷雙輔助分離回收光伏組件的新工藝方法。

背景技術

光伏發電是一種將太陽能轉化為電能的新能源技術，光伏組件的基本結構包括晶硅電池層、有機封裝層、蓋板玻璃、背板、外框和接線盒，其中，蓋板玻璃、背板與太陽電池間都是通過有機封裝層黏合。

據國際再生能源署預測，到2050年世界光伏組件報廢量將達到驚人的7800萬噸，其中中國的報廢組件將超過2000萬噸。如果采用焚燒、填埋等傳統廢棄物處理方法，不但會造成極大的資源浪費，而且還會帶來嚴重的環境污染問題。因此，對退役光伏組件進行回收處理可有效緩解生態環境壓力并實現資源循環利用。

光伏組件現有的分解、回收策略常采用熱解化學方法(會引起環境污染)，破碎、低溫磨削、深冷物理等技術手段得到混合顆粒(硅顆粒，背板高分子顆粒，EVA 顆粒等)電池粉。然而，混合顆粒電池粉難以直接提取，往往需要經過后續篩分過程 (振動、靜電篩分方法等)，影響回收材料純度。

針對上述問題，迫切需要一種工藝穩定、設備操作簡單的方法來分離光伏組件各類材料(硅、鋁、銀、高分子、玻璃等)從而實現增值利用。

發明內容

針對上述缺陷，本發明提供一種分離回收退役光伏組件材料的新方法，通過一系列熱處理方法，經過去除接線盒，鋁框，并完整剝離高分子背板、玻璃后，得到兩面粘有EVA膠膜(EVA/Si/EVA三層結構)的晶硅電池片；隨后通過深冷方法(如液氮浸泡)將EVA/Si/EVA層狀結構的電池片進行深冷處理，使得金屬硅(Si)電池層(包含多種金屬，主要以硅為主)有效分裂，這樣可完全將金屬(硅、鋁、銀、銦、鎵等金屬)暴露出來便于后續溶劑提純回收(增加接觸面積)，避免破碎混合帶來難分離、難提純問題，能夠有效縮短溶劑回收時間，并提高金屬分離純度。

本發明的技術方案：

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種退役光伏組件的分離回收方法，所述退役光伏組件包括附加結構和層壓件，附加結構包括接線盒和邊框，層壓件包括玻璃層、第一密封材料層、晶硅電池片層、第二密封材料層和背板；

所述分離回收方法包括：先通過熱處理方法依次拆除附加結構、完整剝離背板和玻璃層，得到上下表面均粘有密封材料的晶硅電池片層；然后將所得上下表面均粘有密封材料的晶硅電池片層于-190～-20℃通過深冷處理使得晶硅電池片層分裂開來，由于晶硅電池片層中的金屬在低溫發生嚴重收縮，導致分裂面富集金屬(金屬主要以硅為主，還包括鋁、銀、銦或鎵等金屬)，從而便于金屬的后續提純回收。

進一步，所述分離回收方法包括以下步驟：

1)將所述退役光伏組件通過熱處理拆除附加結構，得到完整的層壓件；

2)所得層壓件通過熱處理使背板軟化，利用工具將軟化的背板完整地剝離，獲得回收高分子背板材料；

3)剩下的包含玻璃層和晶硅電池片層的組件繼續通過熱處理，將晶硅電池片層從玻璃表面剝離，得到完整的玻璃材料，和上下表面均粘有密封材料的晶硅電池片層；