CN114798690A - 一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 - Google Patents
一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114798690A CN114798690A CN202210451646.6A CN202210451646A CN114798690A CN 114798690 A CN114798690 A CN 114798690A CN 202210451646 A CN202210451646 A CN 202210451646A CN 114798690 A CN114798690 A CN 114798690A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic solvent
- photovoltaic module
- separation
- laminated layer
- crystalline silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 15
- GUVUOGQBMYCBQP-UHFFFAOYSA-N dmpu Chemical compound CN1CCCN(C)C1=O GUVUOGQBMYCBQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 13
- PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 1,2-dibromoethane Chemical compound BrCCBr PAAZPARNPHGIKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 12
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 abstract description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 11
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 11
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000009270 solid waste treatment Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/30—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
- B09B3/35—Shredding, crushing or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/70—Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法将废旧晶硅光伏板拆解得到铝框、接线盒及光伏组件压层，将光伏组件压层分割后浸入特定的有机溶液中进行层间分离，再对体系进行固液分离、洗涤及干燥，即可分离回收背板、电池片及玻璃；本发明所述有机溶剂包括沸点＞150℃主溶剂，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构，与现有技术使用的低沸点的氯苯等溶剂相比，因无毒无污染而更加绿色环保，所述有机溶剂使用后经静置可重新循环利用，有利于降低成本；在本发明所述有机溶剂中进行层间分离时，EVA的膨胀速率较小，回收所得电池片质量高无裂缝，由于本发明也不涉及对组件进行粉碎等操作，组件中各类资源具有极高的回收率。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理领域，涉及一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法。
背景技术
根据国际可再生能源署预测，到2050年：(1)国际电力供应将达到55000TWh/yr，其中可再生能源供电将达到86％；(2)可再生能源总安装量将达到20000GW，其中，光伏发电量将达到8519GW；(3)光伏安装量的复合年增长率(CAGR)仍至少达到8.9％；以上意味着光伏发电在未来可再生能源供给中将占据主导地位。但目前的问题是，光伏板的使用寿命不能满足需求，因此会产生出衍生的问题，一方面，光伏板大规模应用源于2000年左右，其理论寿命约为25～30年，完成服役后将产生大量废弃物；另一方面，极端天气，如紫外线对封装树脂的腐蚀、热应力对互连线的破坏等会大幅消减光伏板的寿命，使光伏组件提前退役，但在退役的光伏组件中，电池板本身仍然具有可以利用的使用寿命，这也意味光伏板具有较高的再回收利用价值。
目前，光伏板主要分两种：晶硅光伏板和薄膜光伏板。其中，晶硅光伏板长期占领市场，技术成熟度最高，性价比最优，其市场占比已经达到了市场占比的近95％以上。国际能源署等多个机构预测，未来晶硅光伏的市场主导地位仍会继续保持，因此，目前对光伏板的回收研究主要集中在晶硅光伏板上。对于使用寿命到期的晶硅光伏板，由于其内部含有重金属铅，如若不回收，将对环境造成巨大的污染；而对于那些因外部条件导致封装材料提前损坏的晶硅光伏板来说，其中的电池板仍可以继续使用；光伏板中硅的回收价值占整个光伏板回收价值的50％以上，还有其他如银、铝等高价值回收资源，例如回收1吨光伏板可获得的银含量相当于开采1吨矿石所获得的银量。由以上可见，无论是寿命到期的光伏板还是意外损坏的光伏板，对它们的回收都具有重大意义。
在目前的回收技术中，“分离光伏板压层”是最关键的一步，以下专利对光伏板的压层分离进行了相关的报道：
专利CN201810732773.7报道了一种利用苯类及烯烃类等有机试剂组合溶解EVA膜从而对光伏板进行分层、回收硅片的方法，但此类有机试剂毒性大、挥发性强，对环境会造成很大污染。
专利CN201210058374.X报道了一种利用拆卸机装置对光伏板进行分类资源回收的方法，但机械装置的切割会导致硅片的完整度大大下降，市场上硅碎片的价值远远小于完整硅片的价值；同时，对不同颗粒的混合情况，采用筛分这种方式会降低各类资源的回收率。
专利CN201410192135.2报道了一种热处理、化学试剂相结合分类回收光伏板各类资源的方法，第一步是将整块光伏板放在密闭容器中进行加热进行分离，然而没有考虑到背板含有氟化物，直接热解产生的氟化物将极大程度地造成环境污染。
综上，现有的对光伏板压层分离及资源回收的方法存在污染环境，回收硅片破碎程度大以及回收率不够高的问题，因此，尚需要开发一种更加绿色环保、能回收完整硅片且收率较高的新方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法将废旧晶硅光伏板拆解得到铝框、接线盒及光伏组件压层，将光伏组件压层分割后浸入特定的有机溶液中进行层间分离，再对体系进行固液分离、洗涤及干燥，即可分离回收背板、电池片及玻璃；本发明所述方法使用的有机溶剂包括沸点＞150℃主溶剂，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构，与现有技术使用的低沸点的氯苯或苯等溶剂相比，因无毒无污染而更加绿色环保，使用后的有机溶剂经过静置及固液分离后可以重新循环利用，有利于降低成本，更加适用于工业规模生产；且在本发明所用的有机溶剂中进行层间分离时，EVA的膨胀速率较小，回收所得电池片质量高无裂缝，由于本发明不涉及对组件进行粉碎等操作，因此，组件中各类资源具有极高的回收率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)分割步骤(1)所述光伏组件压层，得到块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入有机溶剂，进行层间分离，再对体系进行固液分离，得到分层组件混合物及浑浊混液；所述有机溶剂包括主溶剂；所述主溶剂的沸点＞150℃，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置后固液分离，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)对步骤(3)所述分层组件混合物依次进行洗涤、干燥并分离，得到背板、电池片及玻璃；
其中，步骤(4)与步骤(5)没有先后顺序。
值得强调的是，本发明步骤(3)所述有机溶剂应具有高沸点性质(>150度)，以保证层间分离的高效进行，同时所述有机溶剂的分子结构应尽量趋于平面，如结构的主体为双键(羰基等)、三键(氰基等)等能使原子共平面的官能团的有机溶剂，都能起到一定的层间分离效果，本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择。
本发明所述有机溶剂经过静置及固液分离后可以重新循环利用，有利于降低成本，更加适用于工业规模生产；且在本发明所用的有机溶剂进行层间分离时，光伏板组件压层中的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的膨胀速率较小，对于电池片的应力较小，电池片不易产生裂缝，因此回收所得电池片较为完整且质量较高，且由于本发明不涉及对组件进行粉碎等操作，因此，组件中各类资源具有极高的回收率。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述拆解为人工拆解和/或机械拆解。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述分割为人工切割和/或机械切割。
优选地，步骤(2)所述块状光伏组件压层的尺寸为0.5cm×0.5cm到20cm×20cm之间，优选为1cm×1cm到5cm×5cm之间，例如1cm×1cm、2cm×2cm、4cm×4cm、6cm×6cm、8cm×8cm、10cm×10cm、12cm×12cm、14cm×14cm、16cm×16cm、18cm×18cm或20cm×20cm等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述主溶剂包括DMPU、DBE、DMSO或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括DMPU与DBE的组合、DMPU与DMSO的组合、DMPU与碳酸丙烯酯的组合、DBE与DMSO的组合、DBE与碳酸丙烯酯的组合或DMSO与碳酸丙烯酯的组合。
优选地，步骤(3)所述有机溶剂还包括助溶剂。
优选地，所述助溶剂包括碳酸二乙酯、乙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括碳酸二乙酯与乙醇的组合、碳酸二乙酯与乙二醇的组合、碳酸二乙酯与丙三醇的组合、乙醇与乙二醇的组合、乙醇与丙三醇的组合或乙二醇与丙三醇的组合。
区别于现有技术使用邻二氯苯、苯或三氯乙烯等溶剂，本发明所述方法使用的有机溶剂包括DMPU、DBE、DMSO、碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种构成的主溶剂；还包括碳酸二乙酯、乙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或至少两种的组合构成的助溶剂；以上这些溶剂因无毒无污染而更加绿色环保；主溶剂分子在具有高沸点性质的同时，其分子结构中的羰基氧在高温下能与EVA的主体乙烯-醋酸乙烯共聚物分子结构中的酯基作用，破坏EVA的结构使其失效；而助溶剂的分子结构中含有单键氧原子，可以与主溶剂分子结构中的氢原子形成氢键减小主溶剂的挥发，提高主溶剂的稳定性，同时可以降低成本；二者形成的混合试剂的使用更具工艺化优势。
优选地，步骤(3)所述有机溶剂中主溶剂与助溶剂的体积比为1:(0～9)，例如1:0、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用；需要说明的是，当体积比为1:0时，所述有机溶剂由主溶剂构成，不包含助溶剂。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述层间分离的温度为10～220℃，优选为120～200℃，例如10℃、30℃、50℃、70℃、90℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃或220℃等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述层间分离的时间为1～20h，例如1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h或20h等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是，本发明在较高的温度下进行层间分离时，所需时间可以在优选范围内适当缩减，可以节省能耗及成本，反之，如果选取较低温度时，则时间应相应延长，以保证层间分离的效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述层间分离通过超声外场进行强化。
优选地，所述超声外场的超声功率为100～1000W，例如100W、200W、300W、400W、500W、600W、700W、800W、900W或1000W等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述静置的时间为0.5～24h，例如0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(5)所述洗涤为先醇洗再水洗。
优选地，步骤(5)所述干燥为真空干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(5)所述分离为风选分离。
优选地，步骤(5)所述分离的时间为0.5～24h，例如0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解和/或机械拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)人工切割和/或机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸在0.5cm×0.5cm到20cm×20cm之间的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有有机溶剂的反应容器，在功率为100～1000W的超声外场强化下，于10～220℃进行层间分离1～20h，再对体系进行固液分离，得到分层组件混合物及浑浊混液；所述有机溶剂包括体积比为1:(0～9)的主溶剂及助溶剂；所述主溶剂的沸点＞150℃，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构；所述主溶剂包括DMPU、DBE、DMSO或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；所述助溶剂包括碳酸二乙酯、乙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或至少两种的组合；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置0.5～24h后固液分离，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)对步骤(3)所述分层组件混合物依次进行醇洗及水洗、在真空干燥箱干燥后，通过风选分离0.5～24h，得到背板、电池片及玻璃；
其中，步骤(4)与步骤(5)没有先后顺序。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)绿色环保、节约成本：本发明所采用的有机溶剂均为环保试剂，无毒无污染；且使用后的有机溶剂经过静置及过滤后，可以进行循环利用，有利于降低成本，适用于大规模工业生产；
(2)硅片完整回收：在本发明所用的有机溶剂中进行层间分离时，EVA的膨胀速率较小，回收所得电池片无裂缝，回收质量高；
(3)回收率高：本发明所述方法不涉及组件粉碎等物理操作，各资源的回收率极高。
附图说明
图1为本发明所用废旧晶硅光伏板的横截面结构示意图；
图2为本发明所述废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法的工艺流程图；
图3为本发明实施例1所得块状光伏组件压层及最后回收所得背板、电池片及玻璃的照片；
其中，1-铝框，2-玻璃，3-EVA，4-电池片，5-背板，接线盒6。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例详细介绍本发明的技术方案。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
图1为本发明所用废旧晶硅光伏板的横截面结构示意图；从图中可以看出所述废旧晶硅光伏板包括铝框1、接线盒6以及光伏组件压层；所述光伏组件压层包括电池片4，和设置在电池片上下表面的EVA3，以及分别设置于EVA3上的玻璃2和背板5；
图2为本发明优选的废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法的工艺流程图；从图中可以看出，所述方法先通过拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层，再将分割后得到的块状光伏组件压层，浸入有机溶剂，在超声强化下进行层间分离，固液分离后得到分层组件混合物及浑浊混液；将所述浑浊混液静置后固液分离，得到絮状物与澄清的有机溶剂，其中，澄清的有机溶剂可循环使用；将所述分层组件混合物依次进行洗涤、干燥并分离，得到背板、电池片及玻璃。
实施例1
本实施例提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸为4cm×2cm的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有体积比为1:1的DMPU(1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮)和乙醇的圆底烧杯中，将超声探头伸入液面下，在超声功率为500W的超声外场强化下，于120℃进行层间分离2h，再对体系进行过滤，得到分层组件混合物及浑浊混液；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置2h后过滤，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)先使用乙醇，再使用水依次对步骤(3)所述分层组件混合物进行清洗、在真空干燥箱干燥后，通过12h的风选分离，得到背板、电池片及玻璃；
图3为本发明实施例1所得块状光伏组件压层及最后回收所得背板、电池片及玻璃的照片；其中上部图片为块状光伏组件压层，其仍保留较为完整的极板形态，整个极板没有被粉碎性地破坏；左下部图片为回收得到的玻璃；右下部图片为回收得到的电池片和背板，可以看到所得电池片和背板的回收质量高，没有明显的破损和缺失。
使用公式：完整率(％)＝((光伏板中电池片总质量－分离回收得到的电池片质量)÷光伏板中电池片总质量))×100％，对实施例所得电池的完整率进行计算，结果显示，实施例1所得电池片的完整率大于95％。
实施例2
本实施例提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸为5cm×5cm的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有体积比为1:4的DBE(尼龙酸甲酯)和乙二醇的圆底烧杯中，将超声探头伸入液面下，在超声功率为600W的超声外场强化下，于160℃进行层间分离3h，再对体系进行过滤，得到分层组件混合物及浑浊混液；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置3h后过滤，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)先使用乙醇，再使用水依次对步骤(3)所述分层组件混合物进行清洗、在真空干燥箱干燥后，通过8h的风选分离，得到背板、电池片及玻璃。
经过测试，实施例2所得电池片的完整率大于97％。
实施例3
本实施例提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸为2cm×2cm的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有体积比为1:6的碳酸丙烯酯和丙三醇的圆底烧杯中，将超声探头伸入液面下，在超声功率为800W的超声外场强化下，于200℃进行层间分离1h，再对体系进行过滤，得到分层组件混合物及浑浊混液；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置2h后过滤，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)先使用乙醇，再使用水依次对步骤(3)所述分层组件混合物进行清洗、在真空干燥箱干燥后，通过5h的风选分离，得到背板、电池片及玻璃。
经过测试，实施例3所得电池片的完整率大于90％。
实施例4
本实施例提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸为0.5cm×0.5cm的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入只含有DMPU(1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮)的圆底烧杯中，将超声探头伸入液面下，在超声功率为1000W的超声外场强化下，于10℃进行层间分离20h，再对体系进行过滤，得到分层组件混合物及浑浊混液；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置24h后过滤，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)先使用乙醇，再使用水依次对步骤(3)所述分层组件混合物进行清洗、在真空干燥箱干燥后，通过24h的风选分离，得到背板、电池片及玻璃。
经过测试，实施例4所得电池片的完整率大于97％。
实施例5
本实施例提供了一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸为20cm×20cm的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有体积比为1:9的DMPU(1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2-嘧啶酮)及DMSO(二甲基亚砜)的圆底烧杯中，将超声探头伸入液面下，在超声功率为100W的超声外场强化下，于220℃进行层间分离1h，再对体系进行过滤，得到分层组件混合物及浑浊混液；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置0.5h后过滤，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)先使用乙醇，再使用水依次对步骤(3)所述分层组件混合物进行清洗、在真空干燥箱干燥后，通过0.5h的风选分离，得到背板、电池片及玻璃。
经过测试，实施例5所得电池片的完整率大于92％。
通过以上实施例可以发现，在本发明所述的有机溶剂中进行的层间分离，可以有效实现背板、电池片以及玻璃的拆解，且在此过程中，由于EVA膨胀缓慢，故对电池片的应力较小，不会引起电池片产生裂缝，所回收的电池片的完整率大于90％，最高可达97％以上。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)分割步骤(1)所述光伏组件压层，得到块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入有机溶剂，进行层间分离，再对体系进行固液分离，得到分层组件混合物及浑浊混液；所述有机溶剂包括主溶剂；所述主溶剂的沸点＞150℃，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置后固液分离，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)对步骤(3)所述分层组件混合物依次进行洗涤、干燥并分离，得到背板、电池片及玻璃；
其中，步骤(4)与步骤(5)没有先后顺序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述拆解为人工拆解和/或机械拆解。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述分割为人工切割和/或机械切割；
优选地，步骤(2)所述块状光伏组件压层的尺寸为0.5cm×0.5cm到20cm×20cm之间，优选为1cm×1cm到5cm×5cm之间。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述主溶剂包括DMPU、DBE、DMSO或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(3)所述有机溶剂还包括助溶剂；
优选地，所述助溶剂包括碳酸二乙酯、乙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(3)所述有机溶剂中主溶剂与助溶剂的体积比为1:(0～9)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述层间分离的温度为10～220℃，优选为120～200℃；
优选地，步骤(3)所述层间分离的时间为1～20h。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述层间分离通过超声外场进行强化；
优选地，所述超声外场的超声功率为100～1000W。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述静置的时间为0.5～24h。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述洗涤为先醇洗再水洗；
优选地，步骤(5)所述干燥为真空干燥。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述分离为风选分离；
优选地，步骤(5)所述分离的时间为0.5～24h。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)人工拆解和/或机械拆解废旧晶硅光伏板，得到铝框、接线盒以及光伏组件压层；
(2)人工切割和/或机械切割步骤(1)所述光伏组件压层，得到尺寸在0.5cm×0.5cm到20cm×20cm之间的块状光伏组件压层；
(3)将步骤(2)所述块状光伏组件压层浸入含有有机溶剂的反应容器，在功率为100～1000W的超声外场强化下，于10～220℃进行层间分离1～20h，再对体系进行固液分离，得到分层组件混合物及浑浊混液；所述有机溶剂包括体积比为1:(0～9)的主溶剂及助溶剂；所述主溶剂的沸点＞150℃，且所述主溶剂含有双键和/或三键结构；所述主溶剂包括DMPU、DBE、DMSO或碳酸丙烯酯中的任意一种或至少两种的组合；所述助溶剂包括碳酸二乙酯、乙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一种或至少两种的组合；
(4)将步骤(3)所述浑浊混液静置0.5～24h后固液分离，得到澄清的有机溶剂，返回至步骤(3)中循环使用；
(5)对步骤(3)所述分层组件混合物依次进行醇洗及水洗、在真空干燥箱干燥后，通过风选分离0.5～24h，得到背板、电池片及玻璃；
其中，步骤(4)与步骤(5)没有先后顺序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210451646.6A CN114798690B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210451646.6A CN114798690B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114798690A true CN114798690A (zh) | 2022-07-29 |
| CN114798690B CN114798690B (zh) | 2023-08-04 |
Family
ID=82508926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210451646.6A Active CN114798690B (zh) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | 一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114798690B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115646979A (zh) * | 2022-09-19 | 2023-01-31 | 江苏锦耐新材料科技有限公司 | 一种冶金炉渣分离回收装置及方法 |
| CN117046864A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-14 | 国能龙源环保有限公司 | 光伏组件回收方法及装置 |
| CN117181792A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-08 | 天合光能股份有限公司 | 废旧光伏组件的分离回收方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101728082A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-09 | 大连工业大学 | 一种柔性染料敏化太阳能电池复合电极制备方法 |
| JP2012019134A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Takio Ishiguro | 太陽電池モジュール材料の再利用のための回収方法 |
| CN107275700A (zh) * | 2016-04-07 | 2017-10-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种基于湿式破碎的废旧锂离子电池回收处理方法 |
| CN109360996A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-19 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种废旧锂离子电池电解液资源化回收的方法 |
| CN110571306A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种光伏组件的回收方法及系统 |
| CN110624936A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种实现硅片完整性回收的废弃光伏组件拆解方法 |
| CN111438161A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-24 | 铉锦(上海)环保科技有限公司 | 一种通过化学溶剂法分离光伏组件的方法 |
| CN113976597A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-28 | 铉锦(上海)环保科技有限公司 | 一种低能耗的光伏组件中各部件分离回收的方法 |
| CN114012935A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-08 | 泉州师范学院 | 一种太阳能背板复合eva胶膜边角料的分离与回收方法 |
-
2022
- 2022-04-26 CN CN202210451646.6A patent/CN114798690B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101728082A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-09 | 大连工业大学 | 一种柔性染料敏化太阳能电池复合电极制备方法 |
| JP2012019134A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Takio Ishiguro | 太陽電池モジュール材料の再利用のための回収方法 |
| CN107275700A (zh) * | 2016-04-07 | 2017-10-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种基于湿式破碎的废旧锂离子电池回收处理方法 |
| CN109360996A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-02-19 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种废旧锂离子电池电解液资源化回收的方法 |
| CN110571306A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种光伏组件的回收方法及系统 |
| CN110624936A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种实现硅片完整性回收的废弃光伏组件拆解方法 |
| CN111438161A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-24 | 铉锦(上海)环保科技有限公司 | 一种通过化学溶剂法分离光伏组件的方法 |
| CN113976597A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-01-28 | 铉锦(上海)环保科技有限公司 | 一种低能耗的光伏组件中各部件分离回收的方法 |
| CN114012935A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-08 | 泉州师范学院 | 一种太阳能背板复合eva胶膜边角料的分离与回收方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115646979A (zh) * | 2022-09-19 | 2023-01-31 | 江苏锦耐新材料科技有限公司 | 一种冶金炉渣分离回收装置及方法 |
| CN117046864A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-14 | 国能龙源环保有限公司 | 光伏组件回收方法及装置 |
| CN117181792A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-08 | 天合光能股份有限公司 | 废旧光伏组件的分离回收方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114798690B (zh) | 2023-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114798690B (zh) | 一种废旧晶硅光伏板板间分离回收的方法 | |
| Wang et al. | A review of end-of-life crystalline silicon solar photovoltaic panel recycling technology | |
| Xu et al. | Global status of recycling waste solar panels: A review | |
| Komoto et al. | End-of-life management of photovoltaic panels: trends in PV module recycling technologies | |
| CN107425094B (zh) | 一种报废晶体硅光伏组件用绝缘背板无害化处理方法 | |
| Divya et al. | Review on recycling of solar modules/panels | |
| WO2017113755A1 (zh) | 一种晶体硅太阳电池组件资源化的方法 | |
| Sinha et al. | End-of-life CdTe PV recycling with semiconductor refining | |
| Trivedi et al. | Recycling of photovoltaic modules for recovery and repurposing of materials | |
| CN105355709B (zh) | 一种晶体硅太阳电池组件的玻璃分离方法 | |
| Klugmann-Radziemska | Current trends in recycling of photovoltaic solar cells and modules waste/Recykling zużytych ogniw i modułów fotowoltaicznych-stan obecny | |
| CN105312303A (zh) | 一种光伏组件的无损伤回收方法 | |
| CN114248369A (zh) | 一种太阳能背板材料的回收方法 | |
| KR101256574B1 (ko) | 태양전지 폐모듈로부터 실리콘의 회수 방법 | |
| Olson et al. | Current and future priorities for mass and material in silicon PV module recycling | |
| CN113976597A (zh) | 一种低能耗的光伏组件中各部件分离回收的方法 | |
| CN112605098A (zh) | 光伏组件的回收方法 | |
| Gahlot et al. | Recycling of discarded photovoltaic solar modules for metal recovery: a review and outlook for the future | |
| Lin et al. | Development of metal-recycling technology in waste crystalline-silicon solar cells | |
| Wang et al. | The research progress on recycling and resource utilization of waste crystalline silicon photovoltaic modules | |
| Ndalloka et al. | Solar photovoltaic recycling strategies | |
| Jia et al. | Review of solar photovoltaic system recycling technologies and regulations in China | |
| CN111438161A (zh) | 一种通过化学溶剂法分离光伏组件的方法 | |
| CN115041502B (zh) | 一种有玻璃光伏层压件的处理回收系统及方法 | |
| CN115430692A (zh) | 一种分离回收退役光伏组件的新方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |