CN115666801A - 太阳能面板用分离装置及贵金属的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的目的在于提供一种能够从加热对象太阳能面板部分比较简单地分离太阳能电池单元、太阳能电池单元所包含的贵金属的太阳能面板用分离装置。在本公开中,包含单元分离用加热室(21)及局部加热机构(23)的第一加热机构对加热对象PV面板部分(90)执行第一局部加热处理,由此从加热对象PV面板部分(90)分离多个太阳能电池单元(1)。包含贵金属分离用加热室(22)及局部加热机构(24)的第二加热机构对太阳能电池单元(1)执行第二局部加热处理,由此从太阳能电池单元(1)分离作为贵金属(8)的银。
Description
技术领域
本公开涉及从太阳能面板选择性地分离太阳能电池单元或太阳能电池单元所具有的贵金属的太阳能面板用分离装置、以及将贵金属从太阳能面板选择性地分离的贵金属的分离方法。
背景技术
以地球暖化问题为背景,作为可再生能源之一的太阳能发电系统正在普及。特别是在各国家中引入了以促进可再生能源的普及为目的的FIT(Feed-in Tariff)制度,在日本也以2012年的固定购买制度的施行为边界而太阳能面板的铺设量显著增加。
图16是对太阳能面板成为废弃对象的预测进行表示的图表。横轴表示年度,纵轴表示废弃预计量(t)。在图16中,太阳能面板被分类为发电量为10kW以上的非住宅类型和发电量小于10kW的住宅类型。
如该图所示,可预测到从在固定购买制度的制度施行以后铺设的太阳能面板迎来耐用年数的2030年代的后半起,太阳能面板的废弃预计量飞跃性地增加。
图17是以表形式来表示各种太阳能面板中的材料构成比的说明图。在该图中,作为太阳能面板的类别,示出了单晶系、多晶系、薄膜系(氧化铝等)、薄膜系(苏打石灰)以及CIGS系,并示出各种太阳能面板各自的构成材料比(%)。
如该图所示,根据太阳能面板的种类,所包含的银的比例不同。在占据太阳能面板的份额的大部分的单晶方式(单晶系)或多晶方式(多晶系)的情况下,每1t太阳能面板包含0.74~1.33kg左右的比较多的银。
目前,成为废弃对象的太阳能面板(以下,有时简称为“废板”)的大半被填埋处理,但对一部分进行了以玻璃回收为目的的再利用处理。太阳能面板的再利用技术例如在专利文献1~专利文献4中公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-110743号公报
专利文献2:日本特开2019-209219号公报
专利文献3:日本特开2012-79948号公报
专利文献4:国际公开第2016/163535号
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1中示出了使用破碎辊将废板粉碎并回收粉碎物的第一再利用方法。
在专利文献2中示出了使用高压空气将与玻璃相同材质的珠粒朝向玻璃层投射来将废板粉碎并回收粉碎物的第二再利用方法。第一及第二再利用方法均是以仅将玻璃提高至纯度来进行回收为目的的方法,未考虑玻璃以外的材料的回收。
在专利文献3中示出了通过在背面侧EVA(Ethylene Vinyl Acetate:乙烯-醋酸乙烯共聚物)片材与单元之间夹持非粘接性薄膜,从而将附着有玻璃、表面侧EVA以及单元的上层部分和附着有背面EVA以及背板的下层部分容易地分离的第三再利用方法。
专利文献4中示出了在100~300℃的条件下通过使用有机溶剂的湿式处理使EVA可溶化来容易地回收太阳能电池单元的第四再利用方法。
然而,第三及第四再利用方法均没有考虑对来自太阳能电池单元的银等贵金属进行分离的方法。此外,在第四再利用方法中,由于太阳能电池单元本身也成为使用有机溶剂的湿式处理的处理对象,因此有可能对太阳能电池单元造成不良影响。
这样,对于以往的太阳能面板的第一~第四再利用方法,存在并关于从太阳能电池单元分离银等贵金属的方法没有任何考虑的问题点。进而,在以往的第四再利用方法中,存在无法在不对太阳能电池单元造成不良影响的情况下将太阳能电池单元分离的问题点。
本公开中,解决上述那样的问题点,目的在于提供一种太阳能面板用分离装置,其能够在不对太阳能电池单元造成不良影响的情况下从加热对象太阳能面板部分比较简单地分离太阳能电池单元、太阳能电池单元所包含的贵金属。
用于解决技术问题的手段
本公开的太阳能面板用分离装置,是针对作为废弃对象的太阳能面板的一部分的加热对象太阳能面板部分的太阳能面板用分离装置,所述加热对象太阳能面板部分的多个太阳能电池单元被残留密封件密封,所述太阳能面板用分离装置具备:第一输送机构,输送所述加热对象太阳能面板部分;以及第一加热机构,对由所述第一输送机构输送的所述加热对象太阳能面板部分的所述残留密封件执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理,所述第一加热对象区域包含所述残留密封件中的与所述多个太阳能电池单元接触的接触区域,所述第一局部加热处理在与所述加热对象太阳能面板部分非接触的状态下执行,所述第一温度被设定为所述残留密封件分解的温度。
本公开的贵金属的分离方法是从废弃对象的太阳能面板将贵金属分离的贵金属的分离方法,其特征在于,具备(a)对所述太阳能面板将在多个太阳能电池单元的上方设置的透明基板去除而得到加热对象太阳能面板部分的步骤,所述加热对象太阳能面板部分的所述多个太阳能电池单元被残留密封件密封,还具备(b)对所述加热对象太阳能面板部分的所述残留密封件执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理的步骤,所述第一加热对象区域包含所述残留密封件中的与所述多个太阳能电池单元接触的接触区域,所述步骤(b)在与所述加热对象太阳能面板部分非接触的状态下执行,所述第一温度被设定为所述残留密封件分解的温度,在执行所述步骤(b)后,所述多个太阳能电池单元被从所述加热对象太阳能面板部分分离,所述多个太阳能电池单元分别在表面具有设置所述贵金属的贵金属形成区域,所述贵金属的分离方法还具备如下步骤:(c)对所述多个太阳能电池单元分别执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理的步骤,所述第二加热对象区域包含所述贵金属形成区域,所述步骤(c)在以与所述多个太阳能电池单元分别非接触的状态下被执行,所述第二温度被设定为所述贵金属溶解的温度,所述第一温度被设定为所述贵金属不溶解的温度。
发明效果
本公开的太阳能面板用分离装置的第一加热机构,通过对加热对象太阳能面板部分执行第一局部加热处理,能够使在多个太阳能电池单元各自的周边存在的残留密封件分解或溶解,将多个太阳能电池单元从加热对象太阳能面板部分分离。
此时,第一局部加热处理在与加热对象太阳能面板部分非接触状态下被执行,因此不会因第一局部加热处理而对多个太阳能电池单元造成不良影响。
本公开的贵金属的分离方法中的步骤(b),通过对加热对象太阳能面板部分执行第一局部加热处理,能够使在多个太阳能电池单元的周边存在的残留密封件分解或溶解,将多个太阳能电池单元从残留密封件中分离。
此时,步骤(b)在与加热对象太阳能面板部分非接触状态下被执行,因此不会对多个太阳能电池单元造成不良影响。
本公开的贵金属的分离方法中的步骤(c),通过对多个太阳能电池单元分别执行第二局部加热处理,能够使贵金属溶解,将贵金属从所述太阳能电池单元的表面分离。
另外,步骤(b)执行的第一局部加热处理的第一温度被设定为残留密封件分解且贵金属不溶解的温度。因此,在执行步骤(b)时贵金属不会从多个太阳能电池单元分离,在执行步骤(c)时,能够可靠地使贵金属从多个太阳能电池单元分离。
本公开的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细说明和附图而变得更加清楚。
附图说明
图1是示意性地表示PV面板的整体结构的立体图。
图2是表示PV面板的截面结构的剖视图。
图3是表示太阳能电池单元组的平面结构的俯视图。
图4是表示太阳能电池单元的表面电极结构的俯视图。
图5是示意性地表示太阳能电池单元的整体结构的立体图。
图6是示意性地表示实施方式的贵金属回收系统的结构的说明图。
图7是示意性地表示实施方式中的贵金属的分离方法的处理的流程的说明图。
图8是表示废PV面板部分的截面结构的剖视图。
图9是示意性地表示废PV面板部分的输送动作的说明图。
图10是示意性地表示针对废PV面板部分的剥离动作的说明图。
图11是表示上下反转状态的加热对象PV面板部分的说明图。
图12是示意性地表示在单元分离用加热室内进行的局部加热处理的处理内容的说明图。
图13是示意性地表示太阳能电池单元的分离内容的说明图。
图14是示意性地表示在贵金属分离用加热室内进行的局部加热处理的处理内容的说明图。
图15是示意性地表示贵金属的回收后的太阳能电池单元的状态的说明图。
图16是对太阳能面板成为废弃对象的预测进行表示的图表。
图17是以表形式来表示各种太阳能面板中的材料构成比的说明图。
具体实施方式
<太阳能面板的基本结构>
图1是示意性地表示PV面板100的整体结构的立体图。图2是示意性地表示PV面板100的截面结构的剖视图。图3是示意性地表示太阳能电池单元组10的平面结构的俯视图。在图1至图3中分别记载了XYZ正交坐标系。另外,为了便于说明,图2示出了5个太阳能电池单元1。
如这些图所示,作为太阳能面板的PV面板100包含太阳能电池单元组10、密封件11、玻璃面板12、铝框架13、密封件16、背板17及接线盒18作为主要构成要素。另外,“PV”是指“光电(photo voltaic)”。
如图1至图3所示,太阳能电池单元组10通过将多个太阳能电池单元1配置成矩阵状而构成。而且,如图2所示,多个太阳能电池单元1在密封件11及16内以相互分离的状态被密封。
如图1及图2所示,多个太阳能电池单元1整体被密封件11及16密封。密封件11作为对太阳能电池单元组10的上部进行密封的上部密封件发挥功能,密封件16作为对太阳能电池单元组10的下部进行密封的下部密封件发挥功能。
如图1及图2所示,在密封件11的上表面上设置有玻璃面板12,在密封件16的下表面上设置有背板17。而且,在背板17的下表面上的一部分设置有接线盒18,在包含密封件11、玻璃面板12、密封件16及背板17的层叠结构的侧面,设置有作为外框发挥功能的铝框架13。
玻璃面板12作为成为太阳光的受光面的透明基板发挥功能,密封件11及16分别作为以EVA(Ethylene Vinyl Acetate)为构成材料的EVA树脂片发挥功能,从上下将太阳能电池单元组10密封。背板17作为背板发挥功能。
图4是表示太阳能电池单元1的表面电极结构的俯视图,图5是示意性地表示太阳能电池单元1的整体结构的立体图。在图4及图5中分别记载了XYZ正交坐标系。
如图4及图5所示,太阳能电池单元1在硅等氧化硅层6的表面(表层)设置有电子电路部5。太阳能电池单元1呈10×10(cm)左右的平面形状。如上所述,通过以矩阵状配置太阳能电池单元1,构成太阳能电池单元组10,由太阳能电池单元组10构成1个单位(1个模块)的PV面板100。
如图4所示,太阳能电池单元1的表面(上表面)上的电极结构包含分别沿X方向延伸而形成的多个汇流条电极2、和各自从多个汇流条电极2分别沿Y方向延伸的多个指状电极3。汇流条电极2的形成宽度比指状电极3的形成宽度粗。指状电极3通过将含有金属粒子的导电性膏涂敷成细线状而得到。金属粒子采用体积电阻率低的银。
通常,多个指状电极3以银等贵金属为构成材料。另一方面,多个汇流条电极2以铝、铜或银作为构成材料。这样,多个太阳能电池单元1分别在表面具有设置作为贵金属的银的贵金属形成区域。例如,在指状电极3的构成材料为银、汇流条电极2的构成材料为铝的情况下,太阳电池单元1的指状电极3的形成区域成为在太阳电池单元1的表面形成的贵金属形成区域。
这样,PV面板100所包含的多个太阳能电池单元1在各自的表面设置有作为贵金属的银。以回收该银为最终目的,构建实施方式的贵金属回收系统20。
<实施方式1>
图6是示意性地表示实施方式1的贵金属回收系统20的结构的说明图。在图6中记载了XYZ正交坐标系。贵金属回收系统20作为针对废弃对象PV面板100的一部分即加热对象PV面板部分90的太阳能面板用分离装置而发挥功能。
如后面详细叙述的图10及图11所示,成为加热对象太阳能面板部分的加热对象PV面板部分90呈现从图2所示的太阳能面板即PV面板100去除了玻璃面板12、铝框架13以及接线盒18后的结构。
即,加热对象PV面板部分90呈现通过作为残留密封件的密封件11及16将多个太阳能电池单元1密封的结构。
如图6所示,贵金属回收系统20包含单元分离用加热室21、贵金属分离用加热室22、局部加热机构23、局部加热机构24、贵金属回收机构25、面板用输送机构31以及单元用输送机构32作为主要构成要素。
面板用输送机构31作为对加热对象PV面板部分90进行输送的第一输送机构而发挥功能。加热对象PV面板部分90成为加热对象太阳能面板部分。
通过面板用输送机构31,加热对象PV面板部分90沿着输送方向D1(朝向+X方向的水平方向)被输送。此时,如图11所示,加热对象PV面板部分90以多个太阳能电池1各自的表面位于下方的上下反转状态被输送。即,上下反转状态的太阳能电池单元1的具有贵金属形成区域的表面成为下表面。
通过面板用输送机构31,上下反转状态的加热对象PV面板部分90被输送至单元分离用加热室21内。在单元分离用加热室21内,在面板用输送机构31的下方不与面板用输送机构31接触地设置局部加热机构23。
即,局部加热机构23以满足成为由面板用输送机构31输送的太阳能电池单元1的下方的下方位置条件的方式设置。另外,局部加热机构23也可以在满足上述下方位置条件的范围内设置于单元分离用加热室21外。
在单元分离用加热室21内,局部加热机构23对加热对象PV面板部分90的密封件16执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理。
第一加热对象区域包含作为残留密封件的密封件11及16中的与多个太阳能电池单元1的接触区域,第一温度被设定为密封件11及16分解或溶解的温度。作为第一温度,例如设定为250~450(℃)。
这样,由单元分离用加热室21以及局部加热机构23构成执行上述的第一局部加热处理的第一加热机构。
由于EVA分解的温度为250~450℃左右,银的熔点为961.8℃,因此通过利用第一加热机构进行的第一局部加热处理,能够在不使在太阳能电池单元1的贵金属形成区域设置的多个指状电极3(银)溶解的情况下,选择性地仅使密封件16分解或溶解。
包含单元分离用加热室21及局部加热机构23的第一加热机构执行上述的第一局部加热处理,由此从加热对象PV面板部分90分离出多个太阳能电池单元1。此时,多个太阳能电池单元1被分离为单元单位。
另一方面,通过单元用输送机构32,多个太阳能电池单元1按照单元单位以独立的状态下沿着输送方向D2(朝向+X方向的水平方向)被输送。此时,多个太阳能电池单元1分别以表面位于下方的上下反转状态被输送。单元用输送机构32作为第二输送机构发挥功能。
通过单元用输送机构32,上下反转状态的太阳能电池单元1被输送至贵金属分离用加热室22内。在贵金属分离用加热室22内,在单元用输送机构32的下方不与单元用输送机构32接触地设置局部加热机构24和贵金属回收机构25。
即,局部加热机构24及贵金属回收机构25以满足成为由单元用输送机构32输送的太阳能电池单元1的下方的下方位置条件的方式设置。另外,局部加热机构24也可以在满足上述下方位置条件的范围内设置于贵金属分离用加热室22外。
在贵金属分离用加热室22内,局部加热机构24对多个太阳能电池单元1分别执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理。
第二加热对象区域包含贵金属形成区域(银形成区域),第二温度被设定为将作为贵金属的银作为构成材料的指状电极3溶解的温度。作为第二温度,例如设定为961.8~1085(℃)的范围。
由于银的熔点为961.8℃,因此通过利用第二加热机构进行的第二局部加热处理,能够选择性地使在太阳能电池单元1的贵金属形成区域设置的多个指状电极3溶解。
贵金属回收机构25回收溶解并从太阳能电池单元1向下方落下的银。这样,由贵金属分离用加热室22、局部加热机构24及贵金属回收机构25构成执行上述的第二局部加热处理且进行作为贵金属的银的回收处理的第二加热机构。
(贵金属的回收方法)
图7是示意性地表示从废弃对象的PV面板100分离并回收作为贵金属的银的贵金属的回收方法的处理流程的说明图。另外,贵金属的回收方法所包含的一部分处理使用图6所示的贵金属回收系统20来执行。以下,参照图7对本实施方式的贵金属的回收方法的处理步骤进行说明。
另外,在本实施方式中,贵金属为银,贵金属形成区域为指状电极3的形成区域。
首先,在步骤S1中,从PV面板100卸下铝框架13及接线盒18,得到废PV面板部分100B。步骤S1例如由人工执行。
被卸下的铝框架13被利用于铝再利用,接线盒18被利用于金属废料再利用。
图8是表示废PV面板部分100B的截面结构的剖视图。在图8中记载了XYZ正交坐标系。如该图所示,废PV面板部分100B呈现从PV面板100拆下了玻璃面板12及接线盒18的结构。
接着,在步骤S2中,执行将废PV面板部分100B朝向剥离室36输送的输送动作。废PV面板部分100B的输送例如通过辊式输送机进行。另外,辊式输送机是将多个辊(圆柱滚子)平行地排列而成的结构的输送机。
图9是示意性地表示废PV面板部分100B的输送动作的说明图。在图9中记载XYZ正交坐标系。
如该图所示,通过由包含多个输送用辊40的辊式输送机实现的输送机构30,将废PV面板部分100B朝向剥离室36沿输送方向D0输送。输送方向D0为朝向+X方向的水平方向。
之后,在步骤S3中,在剥离室36内,通过热刀法,选择性地剥离在多个太阳能电池单元1的上方设置且成为受光面的透明基板的玻璃面板12。
图10是示意性地表示针对废PV面板部分100B的剥离动作的说明图。在图10中记载了XYZ正交坐标系。
如图9所示,在热刀37的前端位于密封件11与玻璃面板12的界面的状态下,通过利用输送机构30沿着输送方向D1输送废PV面板部分100B,如图10所示,能够从废PV面板部分100B剥离玻璃面板12。另外,使用热刀37的热刀法是现有技术,因此省略详细的说明。
其结果,如图10所示,能够得到从废PV面板部分100B选择性地剥离了玻璃面板12后的加热对象PV面板部分90。该加热对象PV面板部分90成为图6所示的贵金属回收系统20的加热对象物。
在加热对象PV面板部分90中,在步骤S3的剥离工序后残留的密封件11与密封件16的组合结构成为残留密封件。另一方面,被剥离了的玻璃面板12利用于玻璃再利用。
返回到图7,在步骤S4中,将加热对象PV面板部分90设为上下反转状态。该作业例如通过基于人手的手动作业来执行。
图11是表示上下反转状态的加热对象PV面板部分90的说明图。在图11中记载了XYZ正交坐标系。如该图所示,在上下反转状态的加热对象PV面板部分90中,密封件16位于上方,密封件11位于下方,多个太阳能电池单元1的表面成为下表面。
之后,在步骤S5中,在单元分离用加热室21内,执行对加热对象PV面板部分90的局部加热处理作为第一局部加热处理。
图12是示意性地表示在单元分离用加热室21内进行的局部加热处理的处理内容的说明图。在图12中记载了XYZ正交坐标系。
如该图所示,设置有用于将加热对象PV面板部分90向单元分离用加热室21内输送的面板用输送机构31。面板用输送机构31是包含多个输送用辊41的辊式输送机。另外,上下反转状态的加热对象PV面板部分90例如使用滑动输送机配置在面板用输送机构31的多个输送用辊41上。
通过面板用输送机构31,上下反转状态的加热对象PV面板部分90沿着输送方向D1被输送,加热对象PV面板部分90的一部分被引导至单元分离用加热室21内。输送方向D1是朝向+X方向的水平方向。
在单元分离用加热室21内,对由面板用输送机构31输送的加热对象PV面板部分90的残留密封件(密封件11+密封件16),执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理。
第一加热对象区域包含密封件11及16中的与多个太阳能电池单元1的接触区域。第一局部加热处理从在面板用输送机构31的下方设置的局部加热机构23(在图12中未图示)在与加热对象PV面板部分90非接触的状态下执行。加热方向H1成为朝向+Z方向的垂直方向。
此时,第一温度被设定为{250~450(℃)}的范围。作为密封件11及16的构成材料的EVA的分解温度为250℃以上,因此通过第一局部加热处理,将存在于第一加热对象区域的密封件11及16分解或溶解,使多个太阳能电池单元1成为可从密封件11及16分离的状态。另一方面,作为贵金属的银的熔点为961.8℃,因此指状电极3不会因第一局部加热处理而溶解。
图13是示意性地表示太阳能电池单元1的分离内容的说明图。在该图中记载了XYZ正交坐标系。
当由包含单元分离用加热室21及局部加热机构23的第一加热机构执行第一局部加热处理时,在多个太阳能电池单元1各自的周边存在的密封件11及16分解或溶解。其结果,太阳能电池单元1从密封件11及16分离而位于最下方。另外,在图13中,示意性地示出了与密封件11相当的区域分解或溶解的状态。
这样,通过对加热对象PV面板部分90执行由包含单元分离用加热室21及局部加热机构23的第一加热机构进行的第一局部加热处理,能够从加热对象PV面板部分90分离多个太阳能电池单元1。
另外,在从加热对象PV面板部分90分离出多个太阳能电池单元1之后,包含密封件16及背板17的残留PV面板部分90B残留。另外,在图13中,虽然未图示,但有时也会残留密封件11的一部分。
残留PV面板部分90B在被面板用输送机构31排出到单元分离用加热室21外之后,被分为密封件16和背板17。被分成的密封件16及背板17分别利用于材料再利用。
返回到图7,在步骤S6中,执行准备处理。准备处理是使多个太阳能电池1各自的表面成为位于下方的上下反转状态的处理。
接着,在步骤S7中,执行将上下反转状态的太阳能电池单元1载置于单元用输送机构32的投入处理。步骤S6及步骤S7的处理例如通过基于人手的手动作业来执行。
在图13所示的结构中,在面板用输送机构31的一部分设置有能够使太阳能电池单元1落下的单元落下用空间SP1。因此,在加热对象PV面板部分90被向输送方向D1输送时,从加热对象PV面板部分90分离出的太阳能电池单元1从单元落下用空间SP1向落下方向F1(-Z方向)落下。
另一方面,在图13所示的结构中,在单元落下用空间SP1的下方配置单元用输送机构32。
因此,在由面板用输送机构31输送加热对象PV面板部分90时,能够利用单元用输送机构32接收从单元落下用空间SP1落下的太阳能电池单元1。
此时,落下的太阳能电池单元1以上下反转状态被单元用输送机构32接住。因此,如图13所示,以能够进行太阳能电池单元1的交接的方式配置面板用输送机构31和单元用输送机构32,由此能够实现步骤S6及步骤S7的处理的自动化。
作为单元用输送机构32,例如可以考虑包含多个输送用辊42以及未图示的网状带的网(带)输送机。网状带呈现溶解的银能够落下的网眼结构。以在该网状带上载置有上下反转状态的太阳能电池单元1的状态进行输送。
返回到图7,在步骤S8中,执行贵金属分离用加热室22内的局部加热处理作为第二局部加热处理。步骤S8包含以下所述的步骤S81~83。
在步骤S81中,单元用输送机构32将多个太阳能电池单元1按照单元单位以独立的状态沿输送方向D2输送。输送方向D2是朝向+X方向的水平方向。
之后,在步骤S82中,将太阳能电池单元1引导至贵金属分离用加热室22内,在贵金属分离用加热室22内,执行对太阳能电池单元1的局部加热处理作为第二局部加热处理。
图14是示意性地表示在贵金属分离用加热室22内进行的局部加热处理的处理内容的说明图。在图14中记载了XYZ正交坐标系。
如该图所示,在贵金属分离用加热室22内,对由单元用输送机构32输送的太阳能电池单元1,执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理。
第二加热对象区域包含在太阳能电池单元1的表面形成的贵金属形成区域。如前所述,贵金属形成区域是作为布线材料的指状电极3的形成区域。
第二局部加热处理从在单元用输送机构32的下方设置的局部加热机构24(在图14中未图示)以与太阳能电池单元1非接触的状态执行。此时,加热方向H2成为朝向+Z方向的垂直方向。
此时,第二温度被设定为{961.8~1085(℃)}的范围。由于作为贵金属的银的熔点为961.8℃,因此通过第二局部加热处理,能够使在第二加热对象区域存在的布线材料即指状电极3溶解。在图14中,将指状电极3的一部分溶解了的状态表示为溶解物3S。
接着,在步骤S83中,执行贵金属的回收处理。如图14所示,在输送方向D1上,在比第二局部加热处理的加热点HP2靠+X侧的位置,在单元用输送机构32的下方设置有贵金属回收机构25。贵金属回收机构25具有沿着+X方向变低的倾斜面。
因此,在太阳能电池单元1被沿输送方向D2输送时,指状电极3的溶解物3S经由贵金属落下用空间SP2向落下方向F2(-Z方向)落下。贵金属落下用空间SP2相当于网状带的网眼。落下的溶解物3S在贵金属回收机构25的倾斜面被接住,沿着倾斜面向+X方向且下方(-Z方向)移动。
其结果,能够在贵金属回收机构25的倾斜面的下方回收溶解物3S的集合体。由贵金属回收机构25回收的溶解物3S的集合体作为贵金属8被回收。另外,作为贵金属回收机构25,例如也可以使用接水盘。
另外,为了促进溶解物3S从上下反转状态的太阳能电池单元1的表面落下,也可以在贵金属回收机构25中追加辅助机构,该辅助机构是设置以空气喷吹溶解物3S、使太阳能电池单元1倾斜地倾斜输送的、对太阳能电池单元1赋予振动的、溶解物3S的刮取机构等。
图15是示意性地表示贵金属8的回收后的太阳能电池单元1B的状态的说明图。如该图所示,在贵金属8被回收后,太阳能电池单元1B的主要构成部为氧化硅层。
另外,贵金属8利用于贵金属用的材料再利用中。另外,银被分离后的太阳能电池单元1B通过单元用输送机构32被排出到贵金属分离用加热室22外之后,被利用于材料再利用。
作为本实施方式的太阳能面板用分离装置的贵金属回收系统20,具有包含单元分离用加热室21及贵金属分离用加热室22的第一加热机构。该第一加热机构通过对加热对象PV面板部分90执行第一局部加热处理,能够使在多个太阳能电池单元1各自的周边存在的残留密封件(密封件11及16)分解或溶解,从加热对象PV面板部分90分离多个太阳能电池单元1。
此时,第一局部加热处理在与加热对象太阳能面板部分即加热对象PV面板部分90非接触状态下被执行,因此不会因第一局部加热处理而对多个太阳能电池单元1造成不良影响。
本实施方式的贵金属回收系统20具有包含局部加热机构23及局部加热机构24的第二加热机构。第二加热机构通过对多个太阳能电池单元1分别执行第二局部加热处理,能够使成为指状电极3的构成材料的银溶解,而从太阳能电池单元1的表面分离作为贵金属的银。
另外,第一加热机构所执行的第一局部加热处理的第一温度{250~450(℃)}被设定为残留密封件分解或溶解且银不溶解的温度。因此,在执行第一局部加热处理时,银不会从加热对象PV面板部分90分离,在执行第二局部加热处理时,能够将银从多个太阳能电池单元1分别可靠地分离为贵金属8。
而且,第二加热机构还包含贵金属回收机构25,该贵金属回收机构25设置在由单元用输送机构32输送的多个太阳能电池单元1的下方。因此,通过贵金属回收机构25,能够比较容易地回收从太阳能电池单元1的表面落下的指状电极3的溶解物3S(银)。
(局部加热方法)
作为执行基于第一加热机构(单元分离用加热室21+局部加热机构23)的第一局部加热处理以及基于第二加热机构(贵金属分离用加热室22+局部加热机构24)的第二局部加热处理的局部加热方法,使用电磁场加热方法、水蒸气加热方法、红外线加热方法以及感应加热方法中的任意一种方法即可。上述的加热方法均能够不与成为加热对象的加热对象PV面板部分90、太阳能电池单元1接触而执行局部的加热处理。
例如,电磁场加热方法是利用电磁场、即微波中的磁场的局部加热方法。在电磁场加热方法中,能够以比较浅的加热深度执行XY平面中10cm×1cm左右的狭缝状的加热。
因此,能够精度良好地执行适合于如图4所示那样沿着Y方向延伸的指状电极3的形成区域(贵金属形成区域)的第二局部加热处理。
水蒸气加热方法是使用过热状态的水蒸气进行加热的方法。红外线加热方法是由红外线的照射进行的加热方法。感应加热方法是利用电磁感应原理对金属等进行加热的方法。另外,上述的4个局部加热方法是现有技术,因此省略详细的说明。
第一及第二加热机构分别采用上述4个局部加热方法中的1个。因此,包含单元分离用加热室21以及局部加热机构23的第一加热机构能够在不与加热对象PV面板部分90接触的情况下在第一温度下高精度地执行第一局部加热处理。
同样地,包含贵金属分离用加热室22及局部加热机构24的第二加热机构能够在不与多个太阳能电池单元1分别接触的情况下在第二温度下高精度地执行第二局部加热处理。
(贵金属的分离方法)
图7所示的处理中的步骤S3~S8的处理可以考虑为从废PV面板部分100B分离银的贵金属的分离方法。
贵金属的回收方法具备:
(a)诊断废PV面板部分100B将在多个太阳能电池单元1的上方设置的作为透明基板的玻璃面板12去除而得到加热对象PV面板部分90的步骤;
(b)对加热对象PV面板部分90的残留密封件(密封件11及16)执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理的步骤;以及
(c)对多个太阳能电池单元(1)分别执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理的步骤。
上述步骤(a)主要对应于图7所示的步骤S3的处理,上述步骤(b)主要对应于图7所示的步骤S5的处理,上述步骤(c)主要对应于图7所示的步骤S8(S81~S83)的处理。
加热对象太阳能面板部分即加热对象PV面板部分90的多个太阳能电池单元1被残留密封件即密封件11及16密封。
如上所述,第一加热对象区域包含密封件11及16中的与多个太阳能电池单元1的接触区域。上述步骤(b)在与加热对象PV面板部分90非接触状态下被执行,上述第一温度被设定为密封件11及16分解或溶解的温度。
在执行上述步骤(b)后,从加热对象PV面板部分90分离出多个太阳能电池单元1。多个太阳能电池单元1分别在表面具有供作为贵金属的银设置的贵金属形成区域。在本实施方式中,贵金属形成区域成为指状电极3的形成区域。
上述第二加热对象区域包含贵金属形成区域,上述步骤(c)在与多个太阳能电池单元1分别非接触状态下被执行,上述第二温度被设定为作为贵金属的银溶解的温度,上述第一温度被设定为银不溶解的温度。
因此,本公开的贵金属的分离方法中的上述步骤(b)通过对加热对象PV面板部分90执行第一局部加热处理,能够使在太阳能电池单元1的周边存在的残留密封件即密封件11及16分解或溶解,从加热对象PV面板部分90分离多个太阳能电池单元1。
此时,上述步骤(b)在与加热对象太阳能面板部分即加热对象PV面板部分90非接触状态下被执行,因此不会对多个太阳能电池单元1造成不良影响。
本公开的贵金属的回收方法中的上述步骤(c),对多个太阳能电池单元1分别执行第二局部加热处理,由此能够使作为贵金属的银溶解,从太阳能电池单元1的表面分离贵金属8。
另外,上述步骤(b)执行的第一局部加热处理的第一温度被设定为密封件11及16分解或溶解且银不溶解的温度。因此,在执行上述步骤(b)时,银不会从多个太阳能电池单元1分离,在执行上述步骤(c)时,能够从多个太阳能电池单元1可靠地分离银。
(贵金属)
在上述的实施方式中,作为贵金属,示出了成为指状电极3等的构成材料的银,但除此以外,铜、金、钯、铂及银钯合金中的至少一种可被认为是贵金属。在该情况下,第二温度被设定为成为贵金属的构成材料的熔点以上。
因此,通过本实施方式的贵金属回收系统20,能够将含有银、铜、金、钯、铂及银钯合金中的至少一种贵金属从加热对象PV面板部分90分离回收。
<其他>
在本公开的贵金属的分离方法中,在图3的步骤S3中,示出了仅剥离玻璃面板12的工序。作为步骤S3的变形步骤,考虑将密封件11的大部分与玻璃面板12一起剥离的工序。通过采用变形步骤,减薄加热对象PV面板部分90中的密封件11的膜厚,在执行步骤S5的第一局部加热处理时,能够期待从加热对象PV面板部分90容易地分离多个太阳能电池单元1。
在本公开的贵金属的分离方法中,作为图7中的步骤S3的玻璃面板12的剥离工序,示出了使用热刀法的工序,但并不限定于该方法。例如,也可以采用喷砂剥离法代替热刀法。喷砂剥离法是将与玻璃同质的砂与玻璃面碰撞而使玻璃面板12破碎的方法。
详细地说明了本公开,但上述的说明在所有的方面都是例示,本公开并不限定于此。应理解为能够在不脱离本公开的范围的情况下设想未例示的无数的变形例。
附图标记说明
11,16密封件
12 玻璃面板
13 铝框架
17 背板
18 接线盒
20 贵金属回收系统
21 单元分离用加热室
22 贵金属分离用加热室
23,24局部加热机构
25 贵金属回收机构
31 面板用输送机构
32 单元用输送机构
Claims (6)
1.一种太阳能面板用分离装置,是针对废弃对象的太阳能面板的一部分即加热对象太阳能面板部分的太阳能面板用分离装置,所述加热对象太阳能面板部分的多个太阳能电池单元被残留密封件密封,所述太阳能面板用分离装置具备:
第一输送机构,输送所述加热对象太阳能面板部分;以及
第一加热机构,对由所述第一输送机构输送的所述加热对象太阳能面板部分的所述残留密封件执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理,
所述第一加热对象区域包含所述残留密封件中的与所述多个太阳能电池单元接触的接触区域,所述第一局部加热处理在与所述加热对象太阳能面板部分非接触的状态下被执行,所述第一温度被设定为所述残留密封件分解的温度。
2.根据权利要求1所述的太阳能面板用分离装置,其中,
所述多个太阳能电池单元分别在表面具有设置贵金属的贵金属形成区域,
所述太阳能面板用分离装置还具备:
第二输送机构,将所述多个太阳能电池单元按照单元单位以独立的状态输送;以及
第二加热机构,对由所述第二输送机构输送的所述多个太阳能电池单元分别执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理,
所述第二加热对象区域包含所述贵金属形成区域,所述第二局部加热处理在与所述多个太阳能电池单元分别非接触的状态下被执行,所述第二温度被设定为所述贵金属溶解的温度,所述第一温度被设定为所述贵金属不溶解的温度。
3.根据权利要求2所述的太阳能面板用分离装置,其中,
所述第二输送机构将所述多个太阳能电池单元以所述多个太阳能电池各自的表面位于下方的上下反转状态沿着水平方向输送,
所述第二加热机构还具备贵金属回收机构,该贵金属回收机构设置在由所述第二输送机构输送的所述多个太阳能电池单元的下方,将熔化并向下方落下的贵金属回收。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能面板用分离装置,其中,
所述第一局部加热处理及所述第二局部加热处理分别采用电磁场加热方法、水蒸气加热方法、红外线加热方法及感应加热方法中的一个加热方法来执行。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的太阳能面板用分离装置,其中,
所述贵金属包含银、铜、金、钯、铂及银钯合金中的至少一种。
6.一种贵金属的分离方法,从废弃对象的太阳能面板将贵金属分离,所述贵金属的分离方法,
具备(a)对所述太阳能面板将在多个太阳能电池单元的上方设置的透明基板去除而得到加热对象太阳能面板部分的步骤,所述加热对象太阳能面板部分的所述多个太阳能电池单元被残留密封件密封,
还具备(b)对所述加热对象太阳能面板部分的所述残留密封件执行以第一温度对第一加热对象区域进行局部加热的第一局部加热处理的步骤,
所述第一加热对象区域包含所述残留密封件中的与所述多个太阳能电池单元接触的接触区域,所述步骤(b)在与所述加热对象太阳能面板部分非接触的状态下被执行,所述第一温度被设定为所述残留密封件分解的温度,
在执行所述步骤(b)后,所述多个太阳能电池单元被从所述加热对象太阳能面板部分分离,所述多个太阳能电池单元分别在表面具有设置所述贵金属的贵金属形成区域,
所述贵金属的分离方法还具备(c)对所述多个太阳能电池单元分别执行以第二温度对第二加热对象区域进行局部加热的第二局部加热处理的步骤,
所述第二加热对象区域包含所述贵金属形成区域,所述步骤(c)在与所述多个太阳能电池单元分别非接触的状态下被执行,所述第二温度被设定为所述贵金属溶解的温度,所述第一温度被设定为所述贵金属不溶解的温度。
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