CN103920698B - 一种废晶体太阳能硅电池片中资源分类回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废晶体太阳能硅电池片中资源分类回收方法，该方法先将废晶体太阳能硅电池片中金属选择性溶出，然后再将金属分类回收，达到金属分类回收的目的，然后通过清洗和烘干得到纯净的晶体硅。同时，降低了回收过程成本：铝、银浸提液可循环利用，降低了回收过程成本，可有效防止废电路板回收中产生的废酸液、废减液污染，有利于改善回收区的环境质量；提高了产品的附加值：在回收晶体硅的同时对铝、银两种金属进行了分类浸提，提高了产品的附加值。

Description

一种废晶体太阳能硅电池片中资源分类回收方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理领域，具体涉及一种废晶体硅太阳能电池片中铝、银、晶体硅分类回收方法。
技术背景
晶体硅太阳能电池是光伏组件的基本组成部分，从上到下分别为正面电极、防反射膜、N型层、PN结、P型层和背面电极。正面电极一般为银（Ag）的栅线电极，防反射膜为四氮化硅（Si3N4），N型层是在硅基片上掺杂的磷（P）元素，P型层即为硅基片，背部的电极一般为刷满整面的铝（Al）浆料。
太阳能电池片的制作需在硅片表层进行制绒、扩散及电极印刷等程序，在回收完整的硅晶片时，高温已将电池表面的涂层破坏，需要经过一系列的化学蚀刻，去除硅片表层的其他涂层，得到纯净的硅片。化学蚀刻流程为去除金属涂层、去除防反射膜、清洗和烘干。回收得到的硅片若满足太阳能电池片的质量要求，将会重新用于制作太阳能电池板。如不能满足太阳能电池片的质量要求，硅片可制作成多晶硅锭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废晶体太阳能硅电池片资源分类回收方法，该方法先将废晶体硅太阳能电池片中金属选择性溶出，然后再将金属分类回收，达到金属分类回收的目的，然后通过清洗和烘干得到纯净的晶体硅。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法，所述方法包括以下步骤：
a．将废晶体硅太阳能电池片用去离子水洗净后用超声清洗，得到洗净的硅电池片；
b．在一定温度下，将所述洗净的硅电池片放入碱性浸提液中，反应完全后将电池片取出，得到去除铝的硅电池片；剩余含铝碱液循环利用作为本步骤的浸提液，待铝浓度达到一定量后用于制备聚铝酸钠产品；
c．室温下，将所述的去除铝的硅电池片放入酸性浸提液中，浸提银，反应完全后将电池片取出，得到去除银的柜电池片；剩余含银酸液循环利用作为本步骤的浸提液，待银浓度达到一定量后用于制备银产品；
d．室温下，将所述去除银的硅电池片放入酸性溶液中，待防反射层完全消失（蓝色）直至得到单质硅颜色时，将硅晶片取出，清洗烘干，所述酸性溶液循环利用作为本步骤的浸提液，待酸浓度不能满足浸提要求时，更新浸提液。
进一步的，步骤a中所述的碱性浸提液为NaOH溶液，其质量浓度为10%~40%。
进一步的，步骤b中所述的酸性浸提液为HNO3溶液，其摩尔浓度为5~7mol/L。
进一步的，步骤c中所述的酸性溶液为氢氟酸溶液（HF溶液），其质量浓度为5%~20%。
本发明相比现有技术的有益效果是：
1.本发明所述硅晶体回收方法提高了产品的附加值：在回收晶体硅的同时对铝、银两种金属进行了分类浸提，提高了产品的附加值；
2.降低了回收过程成本：铝、银浸提液可循环利用，降低了回收过程成本，可有效防止废电路板回收中产生的废酸液、废减液污染，有利于改善回收区的环境质量；
3．该方法主要将废晶体硅太阳能电池片上的铝、银和氮化硅涂层进行湿法分离，得到纯净的晶体硅片和金属浸提液，有利于下一步晶体硅和金属的分类回收。
附图说明：
图1：晶体硅太阳能电池结构图；
图2：晶体硅太阳能电池片资源分步回收流程图；
图3：硅电池正面（上）和背面（下）X射线荧光谱图。
具体实施方式：
实施例1
一种废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法，所述方法包括以下步骤：
a．将废晶体硅太阳能电池片用去离子水洗净后用超声清洗，得到洗净的硅电池片；
b．在一定温度下，将所述洗净的硅电池片放入碱性浸提液中，反应完全后将电池片取出，得到去除铝的硅电池片；剩余含铝碱液循环利用作为本步骤的浸提液，待铝浓度达到一定量后用于制备聚铝酸钠产品；
c．室温下，将所述的去除铝的硅电池片放入酸性浸提液中，浸提银，反应完全后将电池片取出，得到去除银的柜电池片；剩余含银酸液循环利用作为本步骤的浸提液，待银浓度达到一定量后用于制备银产品；
d．室温下，将所述去除银的硅电池片放入酸性溶液中，待防反射层完全消失（蓝色）直至得到单质硅颜色时，将硅晶片取出，清洗烘干，所述酸性溶液循环利用作为本步骤的浸提液，待酸浓度不能满足浸提要求时，更新浸提液。
进一步的，步骤a中所述的碱性浸提液为NaOH溶液，其质量浓度为10%~40%。
进一步的，步骤b中所述的酸性浸提液为HNO3溶液，其摩尔浓度为5~7mol/L。
进一步的，步骤c中所述的酸性溶液为氢氟酸溶液（HF溶液），其质量浓度为5%~20%。
本实施例中所述的各原料均为市场上出售的常规产品，本实施例中采用的设备也均为市场上出售的常规产品。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上的优选化方案，提供了废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法。本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。
所述方法包括以下步骤：
a．将废晶体硅太阳能电池片用去离子水洗净后用超声清洗，得到洗净的硅电池片；
b．在一定温度下，将所述洗净的硅电池片放入质量浓度为30%的NaOH浸提液中，反应完全后将电池片取出，得到去除铝的硅电池片；剩余含铝碱液循环利用作为本步骤的浸提液，待铝浓度达到5g/L后，过滤分离溶液制备聚铝酸钠产品；
c．室温下，将所述的去除铝的硅电池片放入浓度为5mol/L的HNO3浸提液中，浸提银，反应完全后将电池片取出，得到去除银的柜电池片；剩余含银酸液循环利用作为本步骤的浸提液，待银浓度达到500mg/L时，加入过量盐酸得到氯化银沉淀，再用锌粉还原得到银粉；
d．室温下，将所述去除银的硅电池片放入浓度为10%的HF溶液中，20min左右，待防反射层完全消失（蓝色）直至得到单质硅颜色时，将硅晶片取出，清洗烘干，所述酸性溶液循环利用作为本步骤的浸提液，待酸浓度低于5%时，更新浸提液。
如图3所示，对经过上述处理得到的硅晶片正反面的X射线荧光谱图，通过谱图检测出其中正面硅纯度为99.9421%，而背面的硅的纯度为99.9464%。从谱图的结果可以看出，该结果符合预期设定，得到了较为纯净的硅晶片。

Claims (3)

1.一种废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a．将废晶体硅太阳能电池片用去离子水洗净后用超声清洗，得到洗净的硅电池片；
b．在一定温度下，将所述洗净的硅电池片放入碱性浸提液中，反应完全后将电池片取出，得到去除铝的硅电池片；剩余含铝碱液循环利用作为本步骤的浸提液；
所述的碱性浸提液为NaOH溶液，其质量浓度为20%~40%；
c．室温下，将所述的去除铝的硅电池片放入酸性浸提液中，浸提银，反应完全后将电池片取出，得到去除银的柜电池片；剩余含银酸液循环利用作为本步骤的浸提液；
d．室温下，将所述去除银的硅电池片放入酸性溶液中，待防反射层完全消失直至得到单质硅颜色时，将硅晶片取出，清洗烘干，所述酸性溶液循环利用作为本步骤的浸提液。
2.根据权利要求1所述的废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法，其特征在于，步骤c中所述的酸性浸提液为HNO3溶液，其摩尔浓度为5~10mol/L。
3.根据权利要求1所述的废晶体硅太阳能电池片中资源分类回收方法，其特征在于，步骤d中所述的酸性溶液为氢氟酸溶液（HF溶液），其质量浓度为5%~20%。
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