CN216728780U - 一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，属于光伏电池回收技术领域，包括运输组件和多级回收装置，各级回收装置结构相同，包括三轴位移组件、夹具、浸液槽和分离槽。本实用新型通过运输组件将钙钛矿电池器件运输至不同级回收装置对应位置，各级回收装置进一步回收电池器件不同膜层中目标回收物，一方面实现了钙钛矿电池各膜层目标回收物的彻底回收，另一方面运输组件与回收装置的配合实现了回收钙钛矿电池器件的流水化作业，形成了规模化应用，回收效率高，避免了资源的不必要浪费。

Description

一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统

技术领域

本实用新型涉及光伏电池回收技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统。

背景技术

太阳能光伏器件运行一定周期后就会出现衰减、降解，或使用寿命到期等问题，大批量淘汰组件将面临回收的问题。晶硅光伏器件运行生命周期较长约为25年，国内已有相关的回收系统。而钙钛矿型太阳能电池器件，一般由下至上依次为FTO玻璃基底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和金属电极，为近几年发展起来的新型光伏器件，由于其成本低，转换效率高等优点，被研究者们追捧。特别是有机/无机杂化铅卤钙钛矿(ABX₃，A＝CH₃NH₂、CH(NH)₂； B＝Pb；X＝CI，Br,I)材料具有合适的禁带宽度和直接带隙、高的吸光系数、高的电荷迁移率、能同时传输电子和空穴的双极性和长的电子扩散长度等优点而被广泛用作薄膜太阳电池的光活性层，因此铅对钙钛矿相稳定性不可或缺。然而重金属铅具有毒性对人体和环境均有危害，铅是人体不需要的元素，血铅浓度过高会对人体智力水平有重要影响，因此有效回收衰减、降解钙钛矿太阳能电池器件，成为钙钛矿太阳能电池发展的丞待解决的重大问题。

目前提出的钙钛矿器件回收与再生技术大都针对钙钛矿中的铅回收，虽然可以部分解决铅回收的问题，然而一方面不能形成规模化应用，另一方面无法彻底回收钙钛矿电池的其他膜层物质(钙钛矿吸收层以外其他膜层中的物质)，回收效率低且回收成本较高，因此亟需提出一种能实现大规模产业化的钙钛矿太阳能电池器件回收系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中无法实现大规模钙钛矿器件回收、回收效率低的问题，提供了一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，系统具体包括运输组件和多级回收装置，运输组件用于将电池器件运输至各级回收装置处，各级回收装置用于分别回收电池器件不同膜层中目标回收物；

各级回收装置结构相同，包括三轴位移组件、夹具、浸液槽和分离槽；三轴位移组件能够实现x轴、y轴、z轴的三轴位移；夹具设于三轴位移组件上，用于抓取电池器件或者目标回收物放置于指定位置；浸液槽内盛有用于溶解电池器件特定膜层的溶剂，夹具将发生溶解反应后的剩余电池器件或目标回收物质放置于运输组件上；同时浸液槽与分离槽连通，发生溶解反应后含目标回收物的物质经浸液槽进入分离槽；分离槽用于回收目标回收物或处理废液。

在一示例中，所述运输组件为带式输送机。

在一示例中，三轴位移组件包括x轴位移组件、y轴位移组件与z轴位移组件，位移组件结构相同，均包括动力发生装置和传动部件；

x轴位移组件包括第一动力发生装置和第一传动部件；y轴位移组件包括第二动力发生装置和第二传动部件；z轴位移组件包括第三动力发生装置和第三传动部件；x轴位移组件上的第一传动部件上设有y轴位移组件，y轴位移组件上的第三传动部件上设有z轴位移组件，z轴位移组件上设有夹具。

在一示例中，所述浸液槽上设有加热组件。

在一示例中，所述浸液槽内设有搅拌组件。

在一示例中，所述浸液槽上设有干燥气体管线。

在一示例中，所述分离槽相对于水平面倾斜设置，倾斜角度范围为 10°—30°。

在一示例中，所述分离槽内设有升降隔板。

在一示例中，所述分离槽内设有过滤网。

在一示例中，所述多级回收装置至少包括用于回收金属电极的一级回收装置和/或用于回收含铅化合物的二级回收装置和/或用于回收玻璃基底的三级回收装置中的任意两级回收装置，且各级回收装置按级别顺序顺次设置，即一级回收装置、二级回收装置、三级回收装置顺次设置。需要进一步说明的是，当多级回收装置仅包括两级回收装置时，到达该级回收装置的电池器件表面携带有当前级别回收装置无法回收的电池器件膜层时，可通过人工处理该电池器件表面的膜层后再通过对应级别回收装置进行回收处理。如当多级回收装置仅包括顺次设置的一级回收装置和三级回收装置时，在一级回收装置完成金属电极回收的基础上，通过人工将电池器件放置于能够进行含铅化合物回收的装置中实现含铅化合物的回收(相当于去除钙钛矿吸收层)后，将实现含铅化合物的回收的电池器件(去除钙钛矿吸收层的电池器件)通过三轴位移组件放置于三级回收装置中，进一步实现玻璃基底的回收。

在一示例中，所述多级回收装置包括一级回收装置时，一级回收装置包括一级三轴位移组件、一级夹具、一级浸液槽和一级分离槽；一级浸液槽内盛有氯苯或乙酸乙酯。

在一示例中，所述多级回收装置包括二级回收装置时，二级回收装置包括二级三轴位移组件、二级夹具、二级浸液槽和二级分离槽；二级浸液槽内盛有 N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；二级分离槽内加有氨水、硫酸盐、碳酸盐、硫化物中任意一种沉淀剂，通过沉淀剂制备得到沉淀物后二级分离槽内加入HI或 KaI。

在一示例中，所述多级回收装置包括三级回收装置时，三级回收装置包括三级三轴位移组件、三级夹具、三级浸液槽和三级分离槽；三级浸液槽内盛有盐酸溶液与锌粉混合液。

在一示例中，所述多级回收装置至少包括顺次连接的二级回收装置、三级回收装置时，二级回收装置与三级回收装置之间设有二氧化钛检测装置。

需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

1.在一示例中，通过运输组件将钙钛矿电池器件运输至不同级回收装置对应位置，各级回收装置进一步回收电池器件不同膜层中目标回收物，一方面实现了钙钛矿电池各膜层目标回收物的彻底回收，另一方面运输组件与回收装置的配合实现了回收钙钛矿电池器件的流水化作业，形成了规模化应用，回收效率高，避免了资源的不必要浪费。

2.在一示例中，浸液槽内的加热组件能够根据实际反应需求调节溶剂温度，保证溶解反应能够正常、充分、高速率的进行；通过搅拌组件能够进一步加速溶解反应的反应速率，减少浸泡时间；通过干燥气体管线能够快速吹干待回收目标回收物或者剩余电池器件表面，实现目标回收物的快速回收，或者快速去除剩余电池器件表面残留液，加快了整个钙钛矿电池回收进程。

3.在一示例中，分离槽倾斜设置，便于将发生溶解反应后分离的含目标回收物的物质最大程度导入分离槽。

4.在一示例中，通过升降隔板将分离槽空间一分为二，用于实现不同化学反应。

5.在一示例中，通过过滤网能够将目标回收物有效筛选出来，实现目标回收物的快速回收。

6.在一示例中，通过二氧化钛检测装置能够实现电子传输层(二氧化钛介孔层)的外观、电导率、形貌测试等，进而判断二氧化钛介孔层是否满足回收再利用的条件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型一示例中的装置示意图；

图2为本实用新型优选示例的装置示意图。

图中：运输组件1、回收装置2、一级回收装置2a、二级回收装置2b、三级回收装置2c、三轴位移组件21、一级三轴位移组件21a、二级三轴位移组件 21b、三级三轴位移组件21c、夹具22、一级夹具22a、二级夹具22b、三级夹具22c、浸液槽23、一级浸液槽23a、二级浸液槽23b、三级浸液槽23c、一级加热组件231a、二级加热组件231b、三级加热组件231c、一级搅拌组件232a、二级搅拌组件232b、三级搅拌组件232c、一级干燥气体管线233a、二级干燥气体管线233b、三级干燥气体管线233c、一级进液阀34a、二级进液阀234b、三级进液阀234c、分离槽24、一级分离槽24a、二级分离槽24b、三级分离槽24c、一级升降隔板241a、二级升降隔板241b、三级升降隔板241c、一级过滤网242a、二级过滤网242b、三级过滤网242c、一级排液阀243a、二级排液阀243b、三级排液阀243c、二氧化钛检测装置3。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在一示例中，一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，也可用于其他光伏电池器件的回收，如图1所示，具体包括运输组件1和多级回收装置2，多级回收装置2依次设于同一水平线上，运输组件1与多级回收装置2水平设置；运输组件1上用于运输钙钛矿电池器件，包括完整的钙钛矿电池，或者只包括部分膜层的钙钛矿电池器件，具体将钙钛矿电池器件运输至对应回收装置2位置处；各级回收装置2用于分别回收电池器件不同膜层中目标回收物，包括不限于金属电极、铅的化合物、电子传输层(二氧化钛介孔层)、玻璃基底。

具体地，各级回收装置2结构相同，包括三轴位移组件21、夹具22、浸液槽23和分离槽24。其中，三轴位移组件21能够实现x轴、y轴、z轴的三轴位移，可采用现有多自由度位移的机械模块实现。三轴位移组件21上设有用于抓取运输组件1上钙钛矿电池器件的夹具22，即搭载于三轴位移组件21上的夹具 22能够实现x轴、y轴、z轴的位移，便于夹具22抓取钙钛矿电池器件或者目标回收物并运输至指定位置(浸液槽23内或者运输组件1上或者存储目标回收物的位置)，包括将运输组件1上的钙钛矿电池器件放置于浸液槽23中；或者将浸液槽23中的钙钛矿电池器件或目标回收物放置于运输组件1上。夹具22 具体为现有夹爪；夹爪优选与钙钛矿电池器件形状适配的可伸缩夹爪，利于夹紧钙钛矿电池器件，保证夹取动作的可靠性。

具体地，浸液槽23内盛有用于溶解电池器件特定膜层的溶剂，夹具22将发生溶解反应后的电池器件或目标回收物质放置于运输组件1上；同时浸液槽 23与分离槽24连通，发生溶解反应后含目标回收物的物质经浸液槽23进入分离槽24；分离槽24用于去除含目标回收物的物质(溶液)中的杂质或清洗目标回收物，或者进一步制备得到目标回收物，或者对进入分离槽24的废液进行过滤处理等。更为具体地，浸液槽23、分离槽24优选为耐腐蚀材质制成，保证其使用寿命。浸液槽23上还设有第一进液管线，浸液槽23与分离槽24之间通过连接管线连通，分离槽24上设有第二进液管线(图中未示出)和排液管线，且第一进液管线上设有第一进液阀，连接管线上设有控制阀，第二进液管线上设有第二进液阀，排液管线上设有排液阀，优选进液阀、控制阀和排液阀为电动阀，电动阀的控制端接有对应控制器，在控制器控制下，能够实现电动阀的自动开启和关闭，即能够实现自动进液排液控制。

本示例中，通过运输组件1将钙钛矿电池器件运输至不同级回收装置2对应位置，各级回收装置2进一步回收电池器件不同膜层中目标回收物，一方面实现了钙钛矿电池各膜层目标回收物的彻底回收，另一方面运输组件1与回收装置2的配合实现了回收钙钛矿电池器件的流水化作业，形成了规模化应用，能够对不同规格电池器件，进行大量、大批的回收处理，回收效率高，避免了资源的不必要浪费。

在一示例中，所述运输组件1具体为现有带式输送机，由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带，还包括带动滚筒旋转的动力发生装置如电机，夹具22 将发生溶解反应后的电池器件或目标回收物质放置于输送带上。具体地，将电池器件放置于输送带上时，用于将其运输至对应的回收装置2处，进行目标回收的再回收。将目标回收物放置于输送带时，用于在输送带末端收集目标回收物。

在一示例中，三轴位移组件21包括x轴位移组件、y轴位移组件与z轴位移组件，位移组件结构相同，均包括动力发生装置和传动部件；具体地，x轴位移组件包括第一动力发生装置和第一传动部件；y轴位移组件包括第二动力发生装置和第二传动部件；z轴位移组件包括第三动力发生装置和第三传动部件；x 轴位移组件上的第一传动部件上设有y轴位移组件，y轴位移组件上的第二传动部件上设有z轴位移组件，z轴位移组件上设有夹具22。具体地，动力装置为电机，传动部件包括导轨、滑块、丝杆、丝杆螺母座，x轴位移组件中导轨平行于运输组件1设置，以实现左右位移运动；y轴位移组件中导轨垂直于运输组件 1设置，以实现前后位移运动；z轴位移组件中导轨竖直设置，以实现上下位移运动；更为具体地，丝杆置于导轨之间；电机设于导轨一端并与丝杆连接，丝杆与丝杆螺母座螺纹连接，丝杆螺母座与滑块连接，滑块设于导轨上，x轴位移组件上由滑块和丝杆螺母座构成的平面上设有y轴位移组件，y轴位移组件上由滑块和丝杆螺母座构成的平面上设有z轴位移组件，z轴位移组件上由滑块和丝杆螺母座构成的平面上设有夹具22；电机配合传动部件能够实现xyz轴的位移，具体实现过程为：x轴位移组件上的电机开始工作，带动丝杆转动进而使丝杆螺母座发生位移，同时丝杆螺母座带动滑块在导轨上移动，进而实现y轴位移组件及其上的z轴位移组件水平位移(左右位移)；y轴位移组件上的电机开始工作，带动丝杆转动进而使丝杆螺母座发生位移，同时丝杆螺母座带动滑块在导轨上移动，进而实现z轴位移组件水平位移(前后位移)；z轴位移组件上的电机开始工作，带动丝杆转动进而使丝杆螺母座发生位移，同时丝杆螺母座带动滑块在导轨上移动，进而实现z轴位移组件上的夹具22的上下位移(升降位移)，三轴位移组件21相互配合即可实现z轴位移组件上的夹具22三轴运动，即左右位移、前后位移以及升降位移。本示例中，z轴位移组件上由滑块和丝杆螺母座构成的平面上设有支撑杆，支撑杆中部设有夹具22。

在一示例中，所述浸液槽23上设有加热组件。具体地，加热组件具体为现有加热管，加热管设于浸液槽23外底部，通电即可实现加热功能，断电停止加热，进而根据不同膜层所需温度对浸液槽23内溶液进行加热，加热范围30℃-150℃；作为一选项，在浸液槽23中设有温度计，以获取浸液槽23中溶剂的实时温度，进而根据实际反应需求调节溶剂温度，保证溶解反应能够正常、充分、高速率的进行。

在一示例中，所述浸液槽23内设有搅拌组件。具体地，搅拌组件包括电机及扇叶，电机动力输出端连接有扇叶，电机旋转带动扇叶旋转，进而实现搅拌作用，以进一步加速溶解反应的反应速率。

在一示例中，所述浸液槽23上设有干燥气体管线。其中，干燥气体为稀有气体，如氮气或氩气等，优选氮气，易于制备且成本低；通过干燥气体管线能够快速吹干待回收目标回收物或者剩余电池器件表面，实现目标回收物的快速回收，或者快速去除剩余电池器件表面残留液，加快了整个钙钛矿电池回收进程。作为一选项，可采用干燥器烘干目标回收物或者剩余电池器件表面。

在一示例中，所述分离槽24相对于水平面倾斜设置，如将分离槽24设置于具有倾斜面的支撑台上，倾斜角度优选为20°，便于将发生溶解反应后分离的含目标回收物的物质最大程度导入分离槽24。

在一示例中，所述分离槽24内设有升降隔板，形成对分离槽24的开合。具体地，升降隔板设于分离槽24底部中线上，分离槽24底部嵌设有小型气缸，气缸上连接有升降隔板，当气缸不工作时，升降隔板底部与分离槽24底部表面齐平，将分离槽24空间一分为二，用于实现不同化学反应；气缸开始工作，升降隔板在气缸的带动下上升，使分离槽24内部处于一个空间，实现了分离槽24 内空间的切换。

在一示例中，所述分离槽24内设有过滤网。具体地，过滤网的滤孔为 0.22μm，设于靠近分离槽24底部靠近中线处，即过滤网和升降隔板靠近(不接触)设置，通过过滤网能够将目标回收物有效筛选出来，实现目标回收物的快速回收。

需要说明的是，本申请中升降隔板、过滤网、进液管线、出液管线等均采用耐腐蚀材质制成，以此保证其使用寿命。

在一示例中，多级回收装置2包括顺次设置的用于回收金属电极的一级回收装置2a、用于回收含铅化合物的二级回收装置2b以及用于回收玻璃基底的三级回收装置23c。具体地，一级回收装置2a包括一级三轴位移组件21a、一级夹具22a、一级浸液槽23a和一级分离槽24a；一级浸液槽23a内盛有氯苯或乙酸乙。二级回收装置2b包括二级三轴位移组件21b、二级夹具22b、二级浸液槽23b和二级分离槽24b；二级浸液槽23b内盛有N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；二级分离槽24b内加有氨水、硫酸盐、碳酸盐、硫化物中任意一种沉淀剂，通过沉淀剂制备得到沉淀物后二级分离槽24b内加入HI或KaI。三级回收装置 23c包括三级三轴位移组件21c、三级夹具22c、三级浸液槽23c和三级分离槽 24c；三级浸液槽23c内盛有盐酸溶液并加入Zn粉。

在一示例中，所述二级回收装置2b与三级回收装置23c之间设有二氧化钛检测装置3。本示例中具体采用薄膜电导率测试仪与扫描电子显微镜，平行于运输组件1设置，通过支撑杆(图中未示出)进行支撑，使薄膜电导率测试仪与扫描电子显微镜面向于输送带上的电池器件的二氧化钛介孔层，以此对电子传输层(二氧化钛介孔层)的外观、电导率、形貌等进行测试，进而判断二氧化钛介孔层是否满足回收条件，即二氧化钛介孔层外观、电导率、形貌均符合制备钙钛矿电池器件的要求。

将上述示例进行组合，得到本申请的优选示例，如图2所示，一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，具体包括顺次设置的用于回收金属电极的一级回收装置2a、用于回收含铅化合物的二级回收装置2b以及用于回收玻璃基底的三级回收装置23c，以及用于输送电池器件的运输组件1，运输组件1与各级回收装置2平行设置；运输组件1优选为带式输送机。

进一步地，二级回收装置2b与三级回收装置23c之间设有二氧化钛检测装置3。

进一步地，各级回收装置2结构相同，包括三轴位移组件21、夹具22、浸液槽23和分离槽24；三轴位移组件21能够实现x轴、y轴、z轴的三轴位移；夹具22设于三轴位移组件21上，用于抓取电池器件或者目标回收物放置于指定位置。

进一步地，一级回收装置2a包括一级三轴位移组件21a、一级夹具22a、一级浸液槽23a和一级分离槽24a；一级浸液槽23a上设有一级加热组件231a、一级搅拌组件232a、一级干燥气体管线233a和一级进液阀234a，且一级浸液槽23a内盛有氯苯；一级分离槽24a内设有一级升降隔板241a、一级过滤网242a 和一级排液阀243a。

进一步地，二级回收装置2b包括二级三轴位移组件21b、二级夹具22b、二级浸液槽23b和二级分离槽24b；二级浸液槽23b上设有二级加热组件231b、二级搅拌组件232b、二级干燥气体管线233b和二级进液阀234b，且二级浸液槽23b内盛有N,N二甲基甲酰胺；二级分离槽24b内设有二级升降隔板241b、二级过滤网242b和二级排液阀243b，且二级分离槽24b内盛有作为沉淀剂的氨水，通过沉淀剂制备得到沉淀物后二级分离槽24b内加入HI。

进一步地，三级回收装置23c包括三级三轴位移组件21c、三级夹具22c、三级浸液槽23c和三级分离槽24c；三级浸液槽23c上设有三级加热组件231c、三级搅拌组件232c、三级干燥气体管线233c和三级进液阀234c，且三级浸液槽23c内盛有盐酸溶液、锌粉；三级分离槽24c内设有三级升降隔板241c、三级过滤网242c和三级排液阀243c。

优选示例对应的回收系统回收钙钛矿组件时，对应的具体工作原理为：

工序一：一级浸液槽23a内溶解空穴传输层，一级分离槽24a回收金属电极。具体地，先将钙钛矿电池器件的边框、背板剥离，并对剥离的器件进行除尘清洗；打开一级浸液槽23a的第一进液阀加入氯苯作为溶剂，输送线将器件膜层面向下流入第一回收工序中，一级三轴位移组件21a上的夹爪将电池器件夹住，并运输至一级浸液槽23a内，作为一优选，夹爪将一定量电池器件放置于一级浸液槽23a内后，浸泡时间为10-40min，温度为30℃-150℃，本示例中为100℃，浸泡结束，氯苯溶解空穴传输层，不能溶解金属电极，金属电极会随着空穴传输层的溶解而剥落在溶液中，夹爪抓取电池器件并上升至一级浸液槽 23a内指定位置(暴露在空气中)，干燥气体管线内通入压缩空气、氮气等将电池器件表面的溶液吹干，吹干后器件经夹爪运输至输送带上，流入下一道工序。一级浸液槽23a内根据溶液液位，可浸泡数量为100-300片器件，达到浸泡数量后，打开排液阀，将包含金属电极溶液排放到一级分离槽24a内，同时，升降隔板上升，溶液通过过滤网流入右边的第二空间，溶液全部流出升降隔板下降；一级分离槽24a内左边的第一空间内为未溶解的金属电极，收集后通过精炼方式将金属电极进行回收；分离槽24a第二空间内的废液通过一级分离槽24a 上的一级排液阀243a排出槽内。

需要进一步说明的是，当一级浸液槽23a中注入乙酸乙酯作为溶剂浸泡溶解空穴传输层时，溶解空穴传输层后含金属电极的溶液进入一级分离槽24a，此时在一级分离槽24a加入碳酸钠饱和溶液,然后静置分液,上层油状清液即为乙酸乙酯，能够实现乙酸乙酯的回收再利用，最后通过一级排液阀243a将废液排出，此时可直接在一级分离槽24a内获取到金属电极。

工序二：二级浸液槽23b内溶解钙钛矿吸收层，二级分离槽24b回收PbI₂。具体地，夹爪抓取去除金属电极、空穴传输层的电池器件并将其运输至二级浸液槽23b内指定位置，打开二级浸液槽23b的第一进液阀，注入N,N二甲基甲酰胺，加热组件对溶液进行加热，加热温度为30℃-70℃，本示例中为50℃，浸泡时间10-40min，开启搅拌装置，进行搅拌，浸泡结束后钙钛矿吸光层(钙钛矿吸收层)溶解，夹爪抓取去除了金属电极、空穴传输层、钙钛矿吸光层的电池器件并上升至指定位置(暴露在空气中)，采用氮气或压缩空吹干器件表面的溶液，然后二级夹具22b将器件运输至输送带上，流入下一道工序。进一步地，关闭二级分离槽24b内升降隔板(即此时升降隔板不上升，二级分离槽 24b空间被分为左侧第一空间和右侧第二空间)，打开二级浸液槽23b的排液阀，溶液排放至二级分离槽24b内第一空间内，在第一空间内加入氨水作为沉淀剂，沉淀时间为20-60min，待充分沉淀后，在二级分离槽24b第一空间内得到沉淀物Pb(OH)，然后加入HI，得到PbI₂，再回收进行烘干，然后通过精炼提纯，达到纯度后可再次利用制备钙钛矿器件；再将二级分离槽24b中的废液通过精馏提纯回收利用。

工序三：二氧化钛检测装置3对二氧化钛进行外观、电导率、形貌测试，判断二氧化钛介孔层是否能够满足回收条件，若满足，回收二氧化钛介孔层；若不满足，通过输送带进入工序四。此时，可通过新增夹具可将满足回收条件的含二氧化钛介孔层的器件拣选出来，如直接夹取至指定的存储装置中。

工序四：三级浸液槽23c内回收玻璃基底。具体地，夹爪从输送线上抓取去除金属电极、空穴传输层、钙钛矿吸收层的电池器件(包含电子传输层和FTO 玻璃基底的电池器件)并将其运输至三级浸液槽23c内指定位置，三级浸液槽 23c内盛有1-2mol/L盐酸与适量锌粉，加热温度为30℃-70℃，本示例为50℃，浸泡30-90min，优选为60min，浸泡过程中，锌粉与盐酸反应生成二氯化锌与氢气，二氯化锌与FTO导电玻璃的主要成分氧化锡反应生成四氯化锡，四氯化锡在空气中吸收水蒸气而水解，从而去除玻璃基底的FTO导电层和附着在FTO 导电层上的二氧化钛，得到玻璃基底；浸泡结束后，打开三级浸液槽23c与三级分离槽24c中间的控制阀，包含FTO、TiO₂、Zn粉等固体杂质的废液进入三级分离槽24c，通过三级分离槽24c中的过滤网242c将固定杂质留置于三级分离槽24c的第一空间，三级分离槽24c中溶液精馏提纯后回收利用。作为一选项，三级浸泡去除FTO薄膜还可采用整体激光刻蚀、砂轮打磨等方法去除FTO导电层与二氧化钛电子层。更为具体地，对玻璃基底破损无价值器件，只回收金属电极、碘化铅等，不去除玻璃上的二氧化钛，FTO导电膜层，达到回收金属铅，使其不会对环境造成污染即可，并将含二氧化钛基底的废玻璃作为建筑垃圾进行处理。本示例中各级浸液槽中的溶剂可重复利用，一定程度上节约了溶剂的成本开销。

在一示例中，系统还包括控制单元，如PLC控制器或FPGA控制器或ARM控制器等，带式输送机中的电机，以及x轴位移组件、y轴位移组件与z轴位移组件中的电机均连接至同一控制器的I/O端，同时上述电动阀也连接至控制器的 I/O端，此时控制器可以控制夹具的三轴位移、输送机的输送带输送速率以及输送状态(开始输送或者停止输送)以及各级浸液槽、分离槽上电动阀的开启或者关闭，以此实现系统的半自动化甚至全自动化运行，以此降低人工工作量，保证了工作效率。具体地，本示例以控制器作为执行主体的工作原理如下：

本示例中，引入新的三轴位移组件和夹具，在控制器控制作用下，两者配合以抓取完整的钙钛矿电池器件并放置于输送带上；控制器控制输送机开始工作，即输送带沿着一级回收装置2a至二级回收装置2b的方向开始运动，将完整的钙钛矿电池器件运输至一级回收装置2a对应的位置处，此时控制器控制一级夹具22a抓取完整的钙钛矿电池器件并将其放入一级浸液槽23a中，当一级浸液槽23a中浸泡有一定数量的钙钛矿电池器件后，由于钙钛矿电池器件在一级浸液槽23a中浸泡的时间较长，此时控制器控制带式输送机停止工作；当钙钛矿电池器件在一级浸液槽23a中浸泡结束后，控制器打开一级浸液槽23a与一级分离槽24a中间的控制阀，包含金属电极溶液排放到一级分离槽24a内，在一级分离槽24a回收金属电极后，控制器控制一级分离槽24a的排液阀打开，将废液从一级分离槽24a中排出；同时，浸泡结束后，控制器控制一级夹具22a 抓取一级浸液槽23a中的去除金属电极以及空穴传输层的钙钛矿电池器件至一级干燥管线出口处，将钙钛矿电池器件烘干后，放入输送线上，此时控制器控制输送机开始工作，且输送带将钙钛矿电池从一级回收装置2a传输至二级回收装置2b对应位置所需的时间等同于干燥一钙钛矿电池器件的时间，以此保证回收作业能够顺利进行；当干燥后的钙钛矿电池器件由输送带运输至二级回收装置2b时，控制器控制二级夹具22b抓取钙钛矿电池器件并放置于二级浸液槽23b 中，将干燥后所有的钙钛矿电池器件运输至二级浸液槽23b后，由于钙钛矿电池器件在二级浸液槽23b中浸泡的时间较长，此时控制器控制带式输送机停止工作；当钙钛矿电池器件在二级浸液槽23b中浸泡结束后，控制器打开二级浸液槽23b与二级分离槽24b中间的控制阀，含铅溶液排放到二级分离槽24b内，在二级分离槽24b内制备得到PbI₂，控制器控制二级分离槽24b的排液阀打开，将废液从二级分离槽24b中排出；同时，浸泡结束后，控制器控制二级夹具22b 抓取二级浸液槽23b中的去除金属电极、空穴传输层、钙钛矿吸收层的钙钛矿电池器件至二级干燥管线出口处，将钙钛矿电池器件烘干后，放入输送线上，此时控制器控制输送机开始工作，且输送带将钙钛矿电池从二级回收装置2b传输至二氧化钛检测装置3对应位置所需的时间等同于二级干燥气体管线233b干燥一钙钛矿电池器件的时间，以此保证回收作业能够顺利进行；二氧化钛检测装置3对钙钛矿电池器件的二样化钛进行外观、电导率、形貌等测试，将满足回收条件的电池器件直接通过另一新增夹具(对应设有三轴位移组件)抓取至另一输送线，在该输送端端部实现含二氧化钛介孔层、FTO玻璃基底的钙钛矿电池器件的回收；不满足回收条件的电池器件继续传输至三级回收装置23c对应位置处，控制器控制三级夹具22c抓取电池器件并将其放置于三级浸液槽23c 中，通过三级浸液槽23c中盐酸与锌粉生成的四氯化锡去除玻璃基底的FTO导电层和附着在FTO导电层上的二氧化钛，进而得到洁净的玻璃基底，控制器控制三级夹具22c抓取玻璃基底并通过三级干燥气体管线233c干燥玻璃基底表面，并将其放置输送线上，进而在该输送线末端实现玻璃基底的回收，整个过程几乎无需人工干预，大大降低了钙钛矿电池的回收工作量，提高了回收效率。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述系统包括运输组件(1)和多级回收装置(2)，运输组件(1)用于将电池器件运输至各级回收装置(2)处，各级回收装置(2)用于分别回收电池器件不同膜层中目标回收物；

各级回收装置(2)结构相同，包括三轴位移组件(21)、夹具(22)、浸液槽(23)和分离槽分离槽(24)；三轴位移组件(21)能够实现x轴、y轴、z轴的三轴位移；夹具(22)设于三轴位移组件(21)上，用于抓取电池器件或者目标回收物放置于指定位置；浸液槽(23)内盛有用于溶解电池器件特定膜层的溶剂，夹具(22)将发生溶解反应后的剩余电池器件或目标回收物质放置于运输组件(1)上；同时浸液槽(23)与分离槽(24)连通，发生溶解反应后含目标回收物的物质经浸液槽(23)进入分离槽(24)；分离槽(24)用于回收目标回收物或处理废液。

2.根据权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述多级回收装置(2)至少包括用于回收金属电极的一级回收装置(2a)和/或用于回收含铅化合物的二级回收装置(2b)和/或用于回收玻璃基底的三级回收装置(2c)中的任意两级回收装置。

3.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述多级回收装置(2)包括一级回收装置(2a)时，一级回收装置(2a)包括一级三轴位移组件(21a)、一级夹具(22a)、一级浸液槽(23a)和一级分离槽(24a)；一级浸液槽(23a)内盛有氯苯或乙酸乙酯。

4.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述多级回收装置(2)包括二级回收装置(2b)时，二级回收装置(2b)包括二级三轴位移组件(21b)、二级夹具(22b)、二级浸液槽(23b)和二级分离槽(24b)；二级浸液槽(23b)内盛有N,N二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；二级分离槽(24b)内加有氨水、硫酸盐、碳酸盐、硫化物中任意一种沉淀剂，通过沉淀剂制备得到沉淀物后二级分离槽(24b)内加入HI或KaI。

5.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述多级回收装置(2)包括三级回收装置(2c)时，三级回收装置(2c)包括三级三轴位移组件(21c)、三级夹具(22c)、三级浸液槽(23c)和三级分离槽(24c)；三级浸液槽(23c)内盛有盐酸溶液与锌粉。

6.根据权利要求2所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述多级回收装置(2)至少包括二级回收装置(2b)、三级回收装置(2c)时，二级回收装置(2b)与三级回收装置(2c)之间设有二氧化钛检测装置(3)。

7.根据权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述浸液槽(23)上设有加热组件和/或搅拌组件和/或干燥管线。

8.根据权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述分离槽(24)相对于水平面倾斜设置，倾斜角度范围为10°-30°。

9.根据权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述分离槽(24)内设有升降隔板。

10.根据权利要求1所述一种钙钛矿太阳能电池器件回收系统，其特征在于：所述分离槽(24)内设有过滤网。

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