JP2014024037A - 太陽電池パネルの分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分解工程を複雑にすることなく、かつ、安全に、太陽電池パネルをその構成部材の素材ごとに容易に回収可能な太陽電池パネルの分解方法を提供すること。
【解決手段】ガラス板２と、前記ガラス板２の一面に樹脂材料により保持された太陽電池セルと、前記太陽電池セルに接続される配線部材５と、を備えた太陽電池パネル１の分解方法であって、この太陽電池パネル１を１００〜２００℃に加熱する予備加熱工程Ｓ１０と、前記太陽電池パネル１を、過熱蒸気を用いて前記予備加熱工程Ｓ１０よりも高温に加熱することで前記樹脂材料を除去し、前記ガラス板２から前記太陽電池セル及び前記配線部材５を落下させて分離する本加熱工程Ｓ２０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池パネルをその構成部材の素材（材料）ごとに回収可能とした太陽電池パネルの分解方法に関するものである。

従来、この種の太陽電池パネルとして、ガラス板と、前記ガラス板の一面に樹脂材料により保持された太陽電池セルと、前記太陽電池セルに接続される配線部材とを備えたものが知られている。このような太陽電池パネルは、長期の使用に供されたり破損したりして寿命となった場合に、分解して再利用されることが好ましい。

太陽電池パネルを再利用する手法として、例えば下記特許文献１では、太陽電池パネルを炉内、空気中（大気雰囲気中）において５５０℃という高温で加熱処理することにより、樹脂材料を燃焼除去して、ガラス板と、太陽電池セル及び配線部材とを分離するようにしている。

また、下記特許文献２では、まず太陽電池パネルの裏面フィルム（バックシート）にホットエアーを吹きつけながら剥離し、次いでダイヤモンド砥粒付ピアノ線からなるワイヤーソーにより、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）からなる樹脂材料を切断して、この太陽電池パネルをガラス板と、それ以外の樹脂材料、太陽電池セル及び配線部材等に分離している。そして、ガラス板以外の部材（前記樹脂材料、太陽電池セル及び配線部材等）をアルカリ系の有機溶剤に浸漬し加熱して、太陽電池セルを破壊せずに回収するようにしている。

特開平１１−１６５１５０号公報 特開２００９−２１４０５８号公報

しかしながら、前述した従来の太陽電池パネルの分解方法では、下記の課題があった。
すなわち、特許文献１の手法では、太陽電池パネルを大気雰囲気中で５５０℃という高温で加熱処理するため、炉内火災等のおそれがあった。

また、特許文献２の手法では、太陽電池セルを破壊せずに回収することから、分解工程が複雑で、多くの処理時間を要していた。
また、近年では、太陽電池セルの厚さが例えば１８０μｍ程度にまで薄肉化されており、該太陽電池セル周囲の樹脂材料が除去された際にその強度を確保することが難しく、分解中に太陽電池セルが破損するおそれがある。そのため、太陽電池セルを破壊せずに回収することが難しく、太陽電池セルをその構成部材の素材（材料）ごとに回収して再利用することが要求される場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、分解工程を複雑にすることなく、かつ、安全に、太陽電池パネルをその構成部材の素材ごとに容易に回収可能な太陽電池パネルの分解方法を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、ガラス板と、前記ガラス板の一面に樹脂材料により保持された太陽電池セルと、前記太陽電池セルに接続される配線部材と、を備えた太陽電池パネルの分解方法であって、この太陽電池パネルを１００〜２００℃に加熱する予備加熱工程と、前記太陽電池パネルを、過熱蒸気を用いて前記予備加熱工程よりも高温に加熱することで前記樹脂材料を除去し、前記ガラス板から前記太陽電池セル及び前記配線部材を落下させて分離する本加熱工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の太陽電池パネルの分解方法によれば、予備加熱工程を備えているので、この予備加熱工程において太陽電池パネルを１００〜２００℃に予め加熱することで、この太陽電池パネルの表面等に付着する水分が蒸発させられるとともに、続く本加熱工程において、該太陽電池パネルに過熱蒸気により結露が生じるようなことを防止することができる。

具体的に、例えば本発明とは異なり、予備加熱工程を経ずに本加熱工程を行った場合は、本加熱工程で用いられる過熱蒸気により、温度の低い太陽電池パネルの表面に結露（水蒸気の付着）が生じて、該結露を蒸発させるために大きな熱エネルギーが必要となり、本加熱工程の作業時間が長くなるとともに、エネルギー消費量も大きくなってしまう。
一方、本発明によれば、予備加熱工程で太陽電池パネルを予め１００〜２００℃に加熱するので、続く本加熱工程においてこの太陽電池パネルに結露が生じるようなことが防止されて、太陽電池パネルを迅速に高温まで加熱することができ、作業時間が短縮されるとともに、ランニングコストを削減できる。

また、本加熱工程において過熱蒸気を用いているので、一般の大気炉（乾燥炉）等に比べて単位体積あたりの熱容量が大きく、よって太陽電池パネルを少量の過熱蒸気により短時間で加熱処理することができ、設備の小型化が図れる。

また、過熱蒸気を用いることで、あたかも不活性ガス雰囲気における加熱であるかのように、殆んど酸素を含まない状態（無酸素状態）で太陽電池パネルを加熱できるので、炉内火災等を防止でき、安全に処理を行うことができる。
さらに、過熱蒸気は乾燥能力においても一般の大気加熱より優れており、加熱処理後のガラス板、太陽電池セル及び配線部材が乾燥した状態となり、素材（材料）の選別・回収作業等における取り扱いが容易である。

そして、本加熱工程においては、ガラス板から、該ガラス板以外の太陽電池セル及び配線部材を落下させることで、これらが分離されるようになっているので、加熱処理後における構成部材の素材の選別（分別）が簡単である。

このように、本発明によれば、分解工程を複雑にすることなく、かつ、安全に、太陽電池パネルをその構成部材の素材ごとに容易に回収可能である。

また、本発明の太陽電池パネルの分解方法において、前記本加熱工程では、太陽電池パネルを支持体で支持して加熱し、前記支持体は、この太陽電池パネルから前記樹脂材料が除去されたときに、前記太陽電池セル及び前記配線部材を下方へ落下させる一方、前記ガラス板は引き続き支持可能であることとしてもよい。

この場合、本加熱工程の炉内において、太陽電池パネルを支持体により支持して加熱することで、該太陽電池パネルから、ガラス板以外の太陽電池セル及び配線部材が支持体の下方へと落下させられ、加熱処理後の支持体には、主にガラス板が支持されることとなる。つまり、本加熱工程で加熱処理を行うことによって、太陽電池パネルが、ガラス板とそれ以外の構成部材とに選別されるので、例えば、複数の太陽電池パネルを同時に加熱処理する場合などにおいて、処理後の素材の選別・回収作業がより簡単である。

また、本発明の太陽電池パネルの分解方法において、前記予備加熱工程では、太陽電池パネルに結露が生じることを防止し、続く前記本加熱工程での加熱時間が該予備加熱工程を用いない場合に比べて短縮されるように、前記太陽電池パネルを加熱することとしてもよい。

この場合、予備加熱工程にて、太陽電池パネルに結露が生じないように加熱が行われることから、当該予備加熱工程、及び、これに続く本加熱工程において太陽電池パネルに結露が発生することはなく、これにより、本加熱工程の加熱時間（作業時間）が大幅に短縮される。従って、太陽電池パネルの分解作業を効率よく進めることができる。

また、本発明の太陽電池パネルの分解方法において、前記太陽電池セルは、シリコン基板と、該シリコン基板の外面に配設される電極層と、を有し、前記本加熱工程を経た前記太陽電池パネルから、少なくとも前記配線部材と前記電極層を回収することとしてもよい。

この場合、シリコン基板の外面に配設される電極層を構成する金属材料（例えば銀）は、非鉄製錬工程に投入することで、銀として回収し、再利用できる。また、配線部材は、銅として回収し、再利用できる。

このとき、シリコン基板は、銅スラグとして回収され、セメント工場にてセメント原料等に再利用できる。また、薬剤による表面エッチングや機械加工による表面研磨にて電極層を回収し、電極層を除去したシリコン基板を再融解して、多結晶シリコンの原料や太陽電池用多結晶シリコンのインゴットとして再利用することとしてもよい。

また、本発明の太陽電池パネルの分解方法において、前記本加熱工程で前記ガラス板が割れた場合に、回収された落下物を、色彩によりガラスとそれ以外の材料とに選別する色彩選別工程、金属検知を用いて金属と非金属材料とに選別する金属選別工程、及び、Ｘ線を用いてガラスとそれ以外の材料とに選別するＸ線選別工程の少なくとも１つの選別工程を備えることとしてもよい。

例えば、本加熱工程における加熱前に、太陽電池パネルのガラス板に傷が付いたり応力が生じたりした場合に、本加熱工程の加熱処理によって、該ガラス板が割れる場合が考えられる。このような場合であっても、色彩選別工程を備えていることによって、無色のガラス（破片）と、有色のガラス以外の材料とに素材を簡単に選別することができる。同様に、前記金属検知による金属選別工程、前記Ｘ線によるＸ線選別工程を用いた場合においても、素材（材料）を簡単に選別することができる。

本発明の太陽電池パネルの分解方法によれば、分解工程を複雑にすることなく、かつ、安全に、太陽電池パネルをその構成部材の素材ごとに容易に回収可能である。

太陽電池パネルの構造の一例を示す側断面図である。 太陽電池パネルの構造の一例を示す平断面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの分解方法を説明するフロー図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの分解方法を説明するフロー図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの分解方法を説明するフロー図である。 太陽電池パネルの分解に用いられる連続式加熱炉の一例を示す側面図である。 太陽電池パネルの分解に用いられる支持体及び容器の一例を示す側面図であり、（ａ）本加熱工程前の状態、（ｂ）本加熱工程後の状態を表すものである。 太陽電池パネルの分解に用いられる支持体及び容器の変形例を示す側面図であり、（ａ）本加熱工程前の状態、（ｂ）本加熱工程後の状態を表すものである。 太陽電池パネルの分解に用いられる支持体及び容器の変形例を示す側面図であり、（ａ）本加熱工程前の状態、（ｂ）本加熱工程後の状態を表すものである。 太陽電池パネルの分解に用いられる支持体及び容器の変形例を示す側面図であり、（ａ）本加熱工程前の状態、（ｂ）本加熱工程後の状態を表すものである。

以下、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの分解方法について、図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本実施形態において分解される太陽電池パネル１の構造を簡略化して表すものである。この太陽電池パネル１は、ガラス板２と、ガラス板２の一面２ａ（図１において下方を向く面）に樹脂材料３により保持された太陽電池セル４と、太陽電池セル４に接続される配線部材５と、樹脂材料３におけるガラス板２とは反対側を向く面（図１において下方を向く面）に配設される保護フィルム６と、を備えている。

太陽電池パネル１が使用に供される際には、該太陽電池パネル１は、ガラス板２の他面２ｂ（図１において上方を向く面）が太陽側を向いて太陽光線を受光するように設置される。ガラス板２は無色透明であり、該ガラス板２の厚さは、例えば５〜６ｍｍ程度である。また、樹脂材料３は、例えばＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）からなる。

太陽電池セル４は、シリコン基板７と、該シリコン基板７の厚さ方向を向く両外面に配設される電極層８、９と、を有している。本実施形態の太陽電池セル４の厚さは、例えば１８０〜５００μｍ程度である。

シリコン基板７は、単結晶シリコン及び多結晶シリコンのうちいずれかからなる、所謂結晶タイプの平板状シリコンである。また、電極層８、９のうち、シリコン基板７のガラス板２側を向く外面に配設される電極層８は、銀を主成分としており、シリコン基板７の保護フィルム６側を向く外面に配設される電極層９は、アルミニウムを主成分としている。図２に示される例では、シリコン基板７上に複数の電極層８が間隔をあけて配列されている。

配線部材５は、帯板状や紐状の半田メッキ銅線からなる、所謂インターコネクタ又はバスバーである。配線部材５は、太陽電池セル４やその構成部材に比べて細長く長尺に形成されている。配線部材５には、シリコン基板７上に配列された電極層８同士を接続するもの、太陽電池パネル１内において隣り合う太陽電池セル４同士の電極層８と電極層９とを接続するもの、及び、電極層８、９と外部装置とを接続するもの等が含まれる。

保護フィルム６は、フッ素系の樹脂材料や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）系の樹脂材料等により形成されている。

次に、前述した太陽電池パネル１を分解する方法、並びに、これに用いる連続式加熱炉１０、支持体２０及び容器３０について、図３〜図７を参照して説明する。また、特に図示しないが、この太陽電池パネル１の分解方法では、前述の連続式加熱炉１０、支持体２０及び容器３０以外に、排ガス処理装置（図３のＳ３０）、振動篩装置（図３のＳ４０）及び色彩選別装置（図４のＳ５０）を用いている。尚、色彩選別装置（Ｓ５０）の代わりに、金属選別装置（図５のＳ６０）やＸ線選別装置（図５のＳ７０）も利用可能である。

図３に示されるように、本実施形態の太陽電池パネル１の分解方法は、太陽電池パネル１を１００〜２００℃に加熱する予備加熱工程Ｓ１０と、太陽電池パネル１を、過熱蒸気を用いて予備加熱工程Ｓ１０よりも高温に加熱することで樹脂材料３を除去し、ガラス板２から太陽電池セル４及び配線部材５を落下させて分離する本加熱工程Ｓ２０と、本加熱工程Ｓ２０で生じた排ガスを回収し処理する排ガス処理工程Ｓ３０と、本加熱工程Ｓ２０でガラス板２から分離された太陽電池セル４の破片品及び配線部材５を篩にかけて、太陽電池セル４の破片品よりも全長が長い配線部材５を前記篩で回収する篩選別工程Ｓ４０と、を備えている。
また、図３及び図４に示されるように、本実施形態の太陽電池パネル１の分解方法は、本加熱工程Ｓ２０でガラス板２が割れた場合に、回収された落下物を色彩によりガラスとそれ以外の材料とに選別する色彩選別工程Ｓ５０を備えている。

本実施形態においては、図６に示されるように、太陽電池パネル１を加熱する連続式加熱炉１０と、太陽電池パネル１を支持して連続式加熱炉１０内に導入される支持体２０と、支持体２０の下方に配設される容器３０と、を用いて、少なくとも前述の予備加熱工程Ｓ１０及び本加熱工程Ｓ２０を行う。

図６において、連続式加熱炉１０は、太陽電池パネル１を支持する支持体２０及び容器３０を搬送してこの連続式加熱炉１０内を通過させる搬送手段と、搬送手段がこれら太陽電池パネル１、支持体２０及び容器３０を搬送する方向（以下、搬送方向）Ｃに沿う連続式加熱炉１０の上流側部分から下流部分に配置され、予備加熱工程Ｓ１０により太陽電池パネル１を予備加熱する予備加熱炉１２と、予備加熱炉１２より搬送方向Ｃの下流側に配置され、本加熱工程Ｓ２０により太陽電池パネル１を過熱蒸気で本加熱する本加熱炉１３と、予備加熱炉１２と本加熱炉１３との間に配置されてこれら炉１２、１３同士を連結する連結部１４と、を備えている。

搬送手段は、連続式加熱炉１０内に挿通されるコンベア部１１を有しており、コンベア部１１は、少なくとも支持体２０を載置可能とされている。コンベア部１１は、搬送方向Ｃへ向けて支持体２０を間欠的に移送する間欠搬送モード、及び、支持体２０を連続的に移送する連続搬送モードのいずれかにより運転される。

具体的には、例えば、連続式加熱炉１０のエネルギー効率や排ガス回収率を考慮して、炉内の密閉性を高めたい場合や、炉内の圧力を大気圧より高めたい場合などには、予備加熱炉１２及び本加熱炉１３の各炉における搬送方向Ｃの上流側端部及び下流側端部に開閉可能な扉部をそれぞれ設けるとともに、該扉部の開閉動作に同期させて、コンベア部１１を間欠搬送モードで運転することが好ましい。また、この場合、予備加熱炉１２及び本加熱炉１３の上流側端部及び下流側端部に、扉部により炉内と連通遮断可能とされた導入準備室や排出準備室を設けることとしてもよい。

また、連続式加熱炉１０の炉内の圧力を、大気圧と同等にするか、或いは大気圧より僅かに高めたい場合などには、前述の扉部を設ける代わりに、予備加熱炉１２及び本加熱炉１３の各炉における搬送方向Ｃの上流側端部及び下流側端部の出入口を開放状態として、コンベア部１１を連続搬送モードで運転することが好ましい。また、この場合、前記出入口の開口面積を調整可能な仕切板等の調整部材を設けることとしてもよい。連続搬送モードによる運転では、連続式加熱炉１０及び搬送手段の設備費用が削減される。

予備加熱炉１２は、図示しないヒータ等の熱源を備えており、コンベア部１１によって搬送される太陽電池パネル１が、この予備加熱炉１２に搬送方向Ｃの上流側から導入されて下流側へ導出されるまでの間に、該太陽電池パネル１の温度（例えば表面温度など）を１００〜２００℃に上昇させる。予備加熱炉１２の炉内圧力は、例えば、大気圧と同等とされている。

特に図示しないが、本加熱炉１３は、炉内に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段と、炉内を加熱し、所定温度に維持するヒータ等の熱源と、排気ダクト等の排ガス排出手段と、を備えている。本加熱炉１３に供給される過熱蒸気の温度は、例えば、１５０〜４５０℃とされており、本実施形態においては、４２０〜４５０℃である。

本加熱炉１３は、予備加熱炉１２を経た太陽電池パネル１が、この本加熱炉１３に搬送方向Ｃの上流側から導入されて下流側へ導出されるまでの間に、該太陽電池パネル１の樹脂材料３及び保護フィルム６が除去されるように、過熱蒸気で加熱する。本加熱炉１３の炉内圧力は、例えば、０．１〜０．４ＭＰａとされており、本実施形態においては、０．１５〜０．２０ＭＰａ程度である。

連結部１４は、連続式加熱炉１０において、予備加熱炉１２と本加熱炉１３との間で太陽電池パネル１、支持体２０及び容器３０を搬送する部位であり、また過熱蒸気のロスを防止する役割も担っている。図６に示される例では、連結部１４におけるコンベア部１１の周囲には該コンベア部１１を覆うようにカバーが設けられており、該連結部１４は、外気と区画された室となっている。このような構成により、予備加熱炉１２で加熱後に連結部１４を移動する太陽電池パネル１が、本加熱炉１３への導入前において、その温度が大きく低下するようなことが抑制されている。尚、連結部１４のカバーは設けられていなくても構わない。

支持体２０は、太陽電池パネル１及びそのガラス板２を支持可能な板材や棒材等で形成されている。図７（ａ）（ｂ）に示される例では、支持体２０は、複数の太陽電池パネル１を支持可能であり、これら太陽電池パネル１は、その厚さ方向が略水平方向を向くように立設された状態で、互いに間隔をあけて配列されている。本実施形態においては、支持体２０は、全体として櫛歯型のカゴ状をなしている。

また、支持体２０は、太陽電池パネル１が載置される支持部２２と、前述の立設姿勢とされた太陽電池パネル１をその厚さ方向から支持するとともに、隣り合う太陽電池パネル１の配置領域を区画するように立設されたガイド部２１と、を備えている。これら支持部２２及びガイド部２１は、例えば、鋼等からなる棒材を枠状に形成してなる。尚、支持部２２については、例えば、網状部材を用いてもよい。

支持体２０の支持部２２は、太陽電池パネル１が本加熱工程Ｓ２０において加熱され、過熱蒸気の作用によって該太陽電池パネル１から樹脂材料３及び保護フィルム６が除去されたときに、太陽電池セル４及び配線部材５を下方へ落下させる一方、ガラス板２は引き続き支持可能に形成されている。

具体的に、ガラス板２の外形は、太陽電池パネル１の外形に近いことから、過熱蒸気により樹脂材料３及び保護フィルム６が除去されても、該ガラス板２は、そのまま支持部２２に支持される。一方、ガラス板２以外の太陽電池セル４及び配線部材５の外形は、太陽電池パネル１の外形に比べて小さいため、これら太陽電池セル４及び配線部材５は、過熱蒸気の作用によりガラス板２から分離されると、支持部２２を形成する棒材同士の隙間や網状部材のメッシュ間などを通して、下方へと落下させられるようになっている。
尚、支持体２０は、少なくとも支持部２２を有していればよく、ガイド部２１を有していなくても構わない。また、支持体２０は、少なくとも１つの太陽電池パネル１を支持可能であればよい。

容器３０は、トレイ等からなり、太陽電池パネル１が本加熱工程Ｓ２０において加熱され、前述のように支持体２０から太陽電池セル４及び配線部材５が落下させられたときに、これら太陽電池セル４及び配線部材５を保持可能に形成されている。また、容器３０は、本加熱工程Ｓ２０においてガラス板２が割れた場合に、支持体２０から下方に落下した該ガラス板２の破片品も保持可能とされている。

次に、太陽電池パネル１の分解方法の各工程について説明する。
この分解方法で処理する太陽電池パネル１は、例えば、長期の使用に供されたり、破損したりして寿命となったものであり、素材の再利用（リサイクル）を目的として分解される。
図６において、太陽電池パネル１は、まず、支持体２０に支持された状態とされて、連続式加熱炉１０の予備加熱炉１２よりも搬送方向Ｃの上流側に位置するコンベア部１１上に載置される。また、コンベア部１１と支持体２０との間には、容器３０が配設される。

（予備加熱工程Ｓ１０）
図３において、予備加熱工程Ｓ１０では、コンベア部１１に搬送される太陽電池パネル１、支持体２０及び容器３０が、予備加熱炉１２の炉内に導入され、ヒータ等の熱源により加熱される。予備加熱炉１２における加熱処理は、太陽電池パネル１の温度が１００〜２００℃となるように行われる。予備加熱炉１２における加熱処理時間は、例えば、３０〜６０分である。
予備加熱工程Ｓ１０では、太陽電池パネル１に結露が生じることを防止し、続く本加熱工程Ｓ２０での加熱時間が該予備加熱工程Ｓ１０を用いない場合に比べて短縮されるように、この太陽電池パネル１を加熱する。

（本加熱工程Ｓ２０）
次いで、コンベア部１１に搬送される太陽電池パネル１、支持体２０及び容器３０が、本加熱炉１３の炉内に導入され、過熱蒸気により加熱される。本加熱炉１３における加熱処理は、予備加熱炉１２における加熱温度よりも高温の過熱蒸気により行われ、その加熱処理時間は、例えば、６０〜９０分である。

尚、本実施形態では、本加熱炉１３にヒータ等の熱源が設けられていることから、前述の加熱は、主として過熱蒸気により行われつつ、ヒータ等の熱源によっても補助的に行われている。
このような炉内の過熱蒸気雰囲気において、太陽電池パネル１の樹脂材料３及び保護フィルム６が溶融、燃焼、気化及び落下等により除去されて、太陽電池パネル１は、ガラス板２、太陽電池セル４及び配線部材５に分離される。

上記分離された各構成部材のうち、ガラス板２は、支持体２０に引き続き支持される。一方、太陽電池セル４及び配線部材５は、支持体２０の支持部２２を通過することで、下方の容器３０内へと落下する。
ここで、太陽電池セル４は、ガラス板２から分離し落下する際に、支持体２０や容器３０に衝突したり、或いは熱負荷を受けたりすることにより破損して（割れて）、小さな破片品４ａ（図６及び図７（ｂ）を参照）となる。

このような加熱処理により、図７（ｂ）に示されるように、支持体２０内にはガラス板２が支持され、容器３０内には、太陽電池セル４やその破片品４ａ、並びに配線部材５が回収される。尚、支持体２０には、少なくともガラス板２が支持されればよく、支持されたガラス板２に他の部材が若干付着していたり、該支持体２０にガラス板２以外の部材が引っ掛かるなどして支持されていても構わない。

図６において、支持体２０及び容器３０が、本加熱炉１３の炉内から搬送方向Ｃの下流側へと導出された後は、図３に示されるように、支持体２０内からガラス板２を回収する。回収したガラス板２は、例えば、ガラスメーカーやセメント工場等において再利用される。また、容器３０内に保持された落下物（破片品４ａや配線部材５等）は、後述する篩選別工程Ｓ４０にて選別処理する。

（排ガス処理工程Ｓ３０）
前述した本加熱工程Ｓ２０において本加熱炉１３内に発生し、排気ダクト等の排ガス排出手段により炉外へ排出された排ガスは、排ガス処理装置へ送られる。
図３に示される例では、排ガス処理装置において、下記の処理を行っている。
まず、炉内から回収した排ガスを無害化させる目的で、アフターバーナーで加熱する。本実施形態では、回収された排ガスの温度が２３０〜２５０℃程度であり、これをアフターバーナーで６５０〜８００℃程度まで加熱している。次いで、加熱後の排ガスを凝縮管にて冷却（ガス冷却）し、回収された１００℃以下のガスを、さらにシャワーリングにより冷却した後、活性炭層を通して、屋外（大気中）へと放出する。凝縮管において、冷却に使われた排水は、再利用又は産業廃棄物処理する。また、シャワーリングにおいて使用する冷却水は、ポンプ等により循環させて、再利用する。
尚、排ガス処理工程Ｓ３０については、太陽電池パネル１の構成部材の素材等に応じて適宜設定されることが好ましく、図３に示される例に限定されるものではない。

（篩選別工程Ｓ４０）
本加熱工程Ｓ２０を経て、容器３０内に落下した落下物は、振動篩装置を用いて、長尺の配線部材５と、小さな（短尺の）破片品４ａとに選別される。図３に示されるように、配線部材５からは、銅が回収される。また、図４に示されるように、太陽電池セル４の破片品４ａからは、少なくとも電極層８（銀）が回収される。回収した銅や銀は、例えば、非鉄製錬所等において再利用（リサイクル）される。

（色彩選別工程Ｓ５０）
図３の本加熱工程Ｓ２０において、意図せずガラス板２が割れた場合には、容器３０内の落下物には、該ガラス板２の破片品、太陽電池セル４の破片品４ａ及び配線部材５が混ざっている。従って、前記篩選別工程Ｓ４０を経て配線部材５を選別した後の、残りの落下物中には、ガラス板２の破片品及び太陽電池セル４の破片品４ａが混ざっている。これについては、図４において、前記落下物を、カメラ等の色彩選別手段並びにエアーガン等を用いて、色有りの（つまり透明でない）太陽電池セル４の破片品４ａと、色無しの（透明な）ガラス板２の破片品とに選別する。回収したガラス板２の破片品は、前述したガラス板２と同様にガラスメーカーやセメント工場にて再利用する。

図４に示されるように、本実施形態では、色彩選別工程Ｓ５０により選別された太陽電池セル４の破片品４ａを、表面処理しない場合と、表面処理する場合とで、異なる素材の回収手法を採用している。
前記破片品４ａを表面処理しない場合は、非鉄製錬所の非鉄金属リサイクル工程Ｓ８０により、該破片品４ａのうち電極層８を銀として回収し、シリコン基板７（シリコン）及び電極層９（アルミニウム）を含む銅スラグは、セメント原料としてセメント工場にて再利用する。

また、前記破片品４ａを表面処理する場合は、表面処理工程Ｓ９０により、該破片品４ａを薬品処理又は機械処理して、電極層８、９とシリコン基板７とに分解する。電極層８、９については、非鉄製錬所の非鉄金属リサイクル工程Ｓ１００により、電極層８を銀として回収し、電極層９（アルミニウム）を含む銅スラグは、セメント原料としてセメント工場にて再利用する。また、シリコン基板７については、再融解し、多結晶シリコンの原料としたり、太陽電池用多結晶シリコンのインゴットとして再利用する。

また、図５に示されるように、前記色彩選別工程Ｓ５０の他に、金属検知器を用いた金属選別工程Ｓ６０、またはＸ線を用いた材質選別工程（Ｘ線選別工程）Ｓ７０を利用してもよい。具体的には以下の通りである。

（金属選別工程Ｓ６０）
前記篩選別工程Ｓ４０を経て配線部材５を選別した後の、残りの落下物中の選別工程として、金属検知の金属選別手段を用いて、太陽電池セル４の破片品４ａと、ガラス板２の破片品とに選別する。太陽電池セル４の破片品４ａについては、前述の色彩選別工程Ｓ５０と同様に、表面処理しない場合と、表面処理する場合とで異なる手法（Ｓ８０又はＳ９０）により素材を回収する。ガラス板２の破片品は、ガラスメーカーやセメント工場にて再利用する。

（Ｘ線選別工程Ｓ７０）
前記篩選別工程Ｓ４０を経て配線部材５を選別した後の、残りの落下物中の選別工程として、Ｘ線等の金属選別手段並びにエアーガン等を用いて、太陽電池セル４の破片品４ａと、ガラス板２の破片品とに選別する。太陽電池セル４の破片品４ａについては、前述の色彩選別工程Ｓ５０と同様に、表面処理しない場合と、表面処理する場合とで異なる手法（Ｓ８０又はＳ９０）により素材を回収する。ガラス板２の破片品は、ガラスメーカーやセメント工場にて再利用する。
尚、本実施形態は、前述した色彩選別工程Ｓ５０、金属選別工程Ｓ６０及びＸ線選別工程Ｓ７０のうち、少なくとも１つ以上の選別工程を備えていることが好ましいが、これに限定されるものではない。

以上説明したように、本実施形態の太陽電池パネル１の分解方法によれば、予備加熱工程Ｓ１０を備えているので、この予備加熱工程Ｓ１０において太陽電池パネル１を１００〜２００℃に予め加熱することで、この太陽電池パネル１の表面等に付着する水分が蒸発させられるとともに、続く本加熱工程Ｓ２０において、該太陽電池パネル１に過熱蒸気により結露が生じるようなことを防止することができる。

具体的に、例えば本実施形態とは異なり、予備加熱工程Ｓ１０を経ずに本加熱工程Ｓ２０を行った場合は、本加熱工程Ｓ２０で用いられる過熱蒸気により、温度の低い太陽電池パネル１の表面に結露（水蒸気の付着）が生じて、該結露を蒸発させるために大きな熱エネルギーが必要となり、本加熱工程Ｓ２０の作業時間が長くなるとともに、エネルギー消費量も大きくなってしまう。
一方、本実施形態によれば、予備加熱工程Ｓ１０で太陽電池パネル１を予め１００〜２００℃に加熱するので、続く本加熱工程Ｓ２０においてこの太陽電池パネル１に結露が生じるようなことが防止されて、太陽電池パネル１を迅速に高温まで加熱することができ、作業時間が短縮されるとともに、ランニングコストを削減できる。
具体的に、太陽電池パネル１を予備加熱後に本加熱する本実施形態の手法によれば、本加熱のみを行う手法に比べて、過熱蒸気による加熱時間が１／２程度にまで短縮される。

また、本加熱工程Ｓ２０において過熱蒸気を用いているので、一般の大気炉（乾燥炉）等に比べて単位体積あたりの熱容量が大きく、よって太陽電池パネル１を少量の過熱蒸気により短時間で加熱処理することができ、設備の小型化が図れる。

また、過熱蒸気を用いることで、あたかも不活性ガス雰囲気における加熱であるかのように、殆んど酸素を含まない状態（無酸素状態）で太陽電池パネル１を加熱できるので、炉内火災等を防止でき、安全に処理を行うことができる。
さらに、過熱蒸気は乾燥能力においても一般の大気加熱より優れており、加熱処理後のガラス板２、太陽電池セル４及び配線部材５が乾燥した状態となり、素材（材料）の選別・回収作業等における取り扱いが容易である。

そして、本加熱工程Ｓ２０においては、ガラス板２から、該ガラス板２以外の太陽電池セル４及び配線部材５を落下させることで、これらが分離されるようになっているので、加熱処理後における構成部材の素材の選別（分別）が簡単である。

このように、本実施形態によれば、分解工程を複雑にすることなく、かつ、安全に、太陽電池パネル１をその構成部材の素材ごとに容易に回収可能である。

また、本加熱工程Ｓ２０の炉内において、太陽電池パネル１を支持体２０により支持して加熱することで、該太陽電池パネル１から、ガラス板２以外の太陽電池セル４及び配線部材５が支持体２０の下方へと落下させられ、加熱処理後の支持体２０には、主にガラス板２が支持されるようになっている。つまり、本加熱工程Ｓ２０で加熱処理を行うことによって、太陽電池パネル１が、ガラス板２とそれ以外の構成部材とに選別されるので、例えば本実施形態のように、複数の太陽電池パネル１を同時に加熱処理する場合などにおいて、処理後の素材の選別・回収作業がより簡単である。

また、予備加熱工程Ｓ１０において、太陽電池パネル１に結露が生じないように加熱が行われることから、当該予備加熱工程Ｓ１０、及び、これに続く本加熱工程Ｓ２０において太陽電池パネル１に結露が発生することはなく、これにより、本加熱工程Ｓ２０の加熱時間（作業時間）が大幅に短縮される。従って、太陽電池パネル１の分解作業を効率よく進めることができる。

また、本加熱工程Ｓ２０において支持体２０から落下した落下物の中から、太陽電池セル４の破片品４ａを回収するので、前記破片品４ａを非鉄製錬工程に投入することで電極層８を構成する金属材料（本実施形態では銀）を回収して、再利用できる。但し、シリコン基板７は、銅スラグとなり、セメントの原料として再利用される。このとき、非鉄製錬工程に投入する前に、薬剤によるエッチング処理や機械加工による表面研磨にて電極層８を回収し、シリコン基板７だけになった場合においては、再融解して多結晶シリコンの原料や太陽電池用多結晶シリコンのインゴットとして再利用することが出来る。尚、表面処理により、回収した電極層８は前記非鉄製錬工程に投入することで、金属材料として再利用出来る。
また、前記落下物の中から、配線部材５を回収するので、該配線部材５を非鉄製錬工程に投入することで配線部材５を構成する金属材料（本実施形態では銅）を回収して、再利用できる。

また、例えば、本加熱工程Ｓ２０における加熱前に、太陽電池パネル１のガラス板２に傷が付いたり応力が生じたりした場合に、本加熱工程Ｓ２０の加熱処理によって、該ガラス板２が割れる場合が考えられる。このような場合であっても、色彩選別工程Ｓ５０を備えていることによって、無色のガラス（破片）と、有色のガラス以外の材料とに素材を簡単に選別することができる。
また、色彩選別工程Ｓ５０の代わりに、金属検知を備えた金属選別工程Ｓ６０を用いて、金属と非金属に素材を簡単に選別することができる。更にＸ線を用いたＸ線選別工程Ｓ７０を用いて、ガラスとそれ以外の素材を簡単に選別することができる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、予備加熱工程Ｓ１０及び本加熱工程Ｓ２０を、予備加熱炉１２及び本加熱炉１３を備えた連続式加熱炉１０を用いて行うこととしたが、これに限定されるものではない。すなわち、予備加熱炉１２と本加熱炉１３とは、別体とされていてもよく、また連続式加熱炉１０を用いる代わりに、バッチ式の加熱炉を用いてもよい。ただし、前述した実施形態のように連続式加熱炉１０を用いることは、太陽電池パネル１を連続的に効率よく分解処理できることから、好ましい。
また、連続式加熱炉１０には、連結部１４が設けられていなくてもよく、予備加熱炉１２と本加熱炉１３とが隣接して連結されていても構わない。

また、予備加熱炉１２にヒータ等の熱源を用いることとしたが、該予備加熱炉１２の熱源は、これに限定されるものではない。すなわち、前記熱源としてヒータ等を用いる代わりに、例えば、本加熱炉１３に供給される過熱蒸気の熱エネルギーを利用することとしてもよい。具体的には、例えば、予備加熱炉１２内にパイプを配設し、該パイプ内に、本加熱炉１３へ供給前の過熱蒸気を流通させて、パイプ外周から放出される熱エネルギーを、予備加熱炉１２での加熱に利用することとしてもよい。或いは、本加熱炉１３から排出された排ガスの熱エネルギーを上記同様に利用しても構わない。また、バーナ等の熱源を用いてもよい。

また、予備加熱工程Ｓ１０及び本加熱工程Ｓ２０において、支持体２０とコンベア部１１との間に容器３０を設けることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、コンベア部１１上に容器３０を設けずに、支持体２０からコンベア部１１上に直接ガラス板２以外の部材を落下させて、コンベア部１１によって落下物を保持、回収することとしても構わない。
また、容器３０の代わりに、シート部材等を用いてもよい。

また、支持体２０や容器３０の形状は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。
図８（ａ）（ｂ）〜図１０（ａ）（ｂ）は、支持体２０及び容器３０の変形例を示している。

図８（ａ）（ｂ）に示される例では、支持体２０は、複数の太陽電池パネル１を鉛直方向に配列して支持可能に形成されている。具体的に、支持体２０は、棒材や板材等からなり全体として筒状をなすとともに、太陽電池パネル１を収容可能な本体部２３と、この本体部２３内に、鉛直方向に間隔をあけて配列された支持部２２と、を有している。また、容器３０は、本体部２３内の各支持部２２の下方にそれぞれ配設されている。

この変形例では、太陽電池パネル１は、その厚さ方向が鉛直方向を向くように配設されることから、本加熱工程Ｓ２０による加熱時において、ガラス板２以外の構成部材が支持部２２の下方へと落下しやすいように、太陽電池パネル１は予め、そのガラス板２が上方を向くように配設される。

また、図９（ａ）（ｂ）に示される例では、支持体２０の支持部２２は、棒材や板材等からなり、容器３０内に立設されて太陽電池パネル１を支持している。この変形例においても、太陽電池パネル１は、その厚さ方向が鉛直方向を向くように配設されていることから、本加熱工程Ｓ２０による加熱時において、ガラス板２以外の構成部材が支持部２２の下方へと落下しやすいように、太陽電池パネル１は、そのガラス板２が上方を向くように配設される。

また、図１０（ａ）（ｂ）に示される例では、支持体２０の支持部２２上に載置される太陽電池パネル１は、その厚さ方向が、鉛直方向及び水平方向に対して傾斜する向きを向くように配設されている。この場合、たとえ太陽電池パネル１のガラス板２が斜め上方を向くように支持部２２上に支持されても、本加熱工程Ｓ２０による加熱時において、図１０（ｂ）に示されるように、ガラス板２以外の構成部材が該ガラス板２上を滑り落ちるように、容器３０内に回収される。

また、前述の実施形態では、篩選別工程Ｓ４０の後、色彩選別工程Ｓ５０を行うこととして説明したが、これら工程Ｓ４０、Ｓ５０の順序は、逆であっても構わない。同様に、篩選別工程Ｓ４０と、金属選別工程Ｓ６０及びＸ線選別工程Ｓ７０と、の順序は前述した実施形態に限定されない。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述した実施形態及び変形例（前記尚書き等）で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ 太陽電池パネル
２ ガラス板
２ａ 一面
３ 樹脂材料
４ 太陽電池セル
４ａ 太陽電池セルの破片品
５ 配線部材
７ シリコン基板
８ 電極層（銀）
９ 電極層（アルミニウム）
２０ 支持体
Ｓ１０ 予備加熱工程
Ｓ２０ 本加熱工程
Ｓ５０ 色彩選別工程
Ｓ６０ 金属選別工程
Ｓ７０ Ｘ線選別工程

Claims (5)

1. ガラス板と、前記ガラス板の一面に樹脂材料により保持された太陽電池セルと、前記太陽電池セルに接続される配線部材と、を備えた太陽電池パネルの分解方法であって、
   この太陽電池パネルを１００〜２００℃に加熱する予備加熱工程と、
   前記太陽電池パネルを、過熱蒸気を用いて前記予備加熱工程よりも高温に加熱することで前記樹脂材料を除去し、前記ガラス板から前記太陽電池セル及び前記配線部材を落下させて分離する本加熱工程と、を備えることを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。
2. 請求項１に記載の太陽電池パネルの分解方法であって、
   前記本加熱工程では、太陽電池パネルを支持体で支持して加熱し、前記支持体は、この太陽電池パネルから前記樹脂材料が除去されたときに、前記太陽電池セル及び前記配線部材を下方へ落下させる一方、前記ガラス板は引き続き支持可能であることを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。
3. 請求項１又は２に記載の太陽電池パネルの分解方法であって、
   前記予備加熱工程では、太陽電池パネルに結露が生じることを防止し、続く前記本加熱工程での加熱時間が該予備加熱工程を用いない場合に比べて短縮されるように、前記太陽電池パネルを加熱することを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池パネルの分解方法であって、
   前記太陽電池セルは、シリコン基板と、該シリコン基板の外面に配設される電極層と、を有し、
   前記本加熱工程を経た前記太陽電池パネルから、少なくとも前記配線部材と前記電極層を回収することを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池パネルの分解方法であって、
   前記本加熱工程で前記ガラス板が割れた場合に、回収された落下物を、色彩によりガラスとそれ以外の材料とに選別する色彩選別工程、金属検知を用いて金属と非金属材料とに選別する金属選別工程、及び、Ｘ線を用いてガラスとそれ以外の材料とに選別するＸ線選別工程の少なくとも１つの選別工程を備えることを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。

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