JP2016203093A - Recycling apparatus and recycling method of solar battery panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は太陽電池パネルのリサイクル装置およびリサイクル方法に関し、特にガラス基板上に積層構造物が配置された太陽電池パネルのリサイクル装置およびリサイクル方法に関するものである。 The present invention relates to a solar cell panel recycling apparatus and recycling method, and more particularly to a solar cell panel recycling apparatus and recycling method in which a laminated structure is disposed on a glass substrate.
太陽電池パネルは、一般的にはガラス基板上に積層構造物を有する構成となっている。積層構造物は、Siセルと呼ばれる複数の太陽電池がホットメルト樹脂により封止されたものと、その上に載置された保護シートとを有している。したがって太陽電池パネルにおいては、太陽電池が保護シートとガラス基板との間に挟まれた構成を有している。また太陽電池パネルの周囲はアルミフレームで枠組みされ、集電箱が取り付けられている。太陽電池の表面には電極が、複数の太陽電池のうち隣り合う1対の太陽電池の間には集電極があり、これらには有用金属である銀および銅を含んでいる。 The solar cell panel is generally configured to have a laminated structure on a glass substrate. The laminated structure has a plurality of solar cells called Si cells sealed with a hot melt resin and a protective sheet placed thereon. Therefore, the solar cell panel has a configuration in which the solar cell is sandwiched between the protective sheet and the glass substrate. The solar cell panel is framed by an aluminum frame and a current collection box is attached. An electrode is provided on the surface of the solar cell, and a collecting electrode is provided between a pair of adjacent solar cells among the plurality of solar cells, and these include silver and copper which are useful metals.
太陽電池パネルのリサイクルにおいては、ガラス基板のみならず有用金属を含む積層構造物の回収およびリサイクルも重要となっている。たとえば特開2014−54593号公報(特許文献1)には、ガラス基板上に含有する有用金属などを分別回収するための太陽電池パネルのリサイクル装置およびリサイクル方法が開示されている。 In the recycling of solar cell panels, it is important to collect and recycle laminated structures containing useful metals as well as glass substrates. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2014-54593 (Patent Document 1) discloses a solar cell panel recycling apparatus and recycling method for separating and collecting useful metals contained on a glass substrate.
特開2014−54593号公報には、廃棄すべき太陽電池パネルを固定する平板状固定板と、太陽電池パネルを構成するガラス基板上の積層構造物をガラス基板上から除去し粉砕する金属製ローラーブラシと、粉砕除去された積層構造物を吸引する回収フードとを有している。粉砕された積層構造物は回収フードにより吸引回収された後、サイクロンにて重比重成分と軽比重成分とに分離され、金属成分を含む重比重成分がリサイクルの対象物として分別回収される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-54593 discloses a plate-like fixing plate for fixing a solar cell panel to be discarded, and a metal roller for removing and pulverizing a laminated structure on a glass substrate constituting the solar cell panel from the glass substrate. It has a brush and a collection hood for sucking the pulverized and laminated structure. The pulverized laminated structure is sucked and collected by a collection hood, and then separated into a heavy specific gravity component and a light specific gravity component by a cyclone, and a heavy specific gravity component including a metal component is separated and collected as an object to be recycled.
特開2014−54593号公報においては金属製ローラーブラシにより積層構造物がすべて細かく削られるため、粉砕された積層構造物の回収には当該粉砕物の比重ごとの分別などの複雑な工程を経る必要が生じる。このため回収工程の効率が低下しており、積層構造物をなるべく粉砕されていない大きな状態で回収することが望まれる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2014-54593, the laminated structure is all finely cut with a metal roller brush, and thus the pulverized laminated structure needs to be subjected to complicated processes such as separation for each specific gravity of the pulverized product. Occurs. For this reason, the efficiency of the recovery process is reduced, and it is desired to recover the laminated structure in a large state that is not pulverized as much as possible.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、廃棄すべき太陽電池パネルを構成する有用金属を含む積層構造物を、破砕せずに大きな形状のまま回収することが可能な太陽電池パネルのリサイクル装置およびリサイクル方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to recover a laminated structure containing useful metals constituting a solar cell panel to be discarded in a large shape without being crushed. A solar panel recycling apparatus and method.
本発明のリサイクル装置は、亀裂発生手段と、切除手段とを備える。亀裂発生手段は、ガラス基板上に配置された、太陽電池を含む積層構造物をガラス基板から剥離するために積層構造物に亀裂を発生させるためのものであり、金属針を含む。切除手段は、ガラス基板から積層構造物の少なくとも一部が剥離された後にガラス基板上に残存する積層構造物の他の一部をガラス基板から切除する。 The recycling apparatus of the present invention includes crack generation means and excision means. The crack generating means is for generating a crack in the laminated structure in order to peel the laminated structure including the solar cell disposed on the glass substrate from the glass substrate, and includes a metal needle. The excision means excises another part of the laminated structure remaining on the glass substrate after at least a part of the laminated structure is peeled from the glass substrate.
本発明のリサイクル方法は、まずガラス基板上に配置された、太陽電池を含む積層構造物に対して金属針を突き刺すことにより、積層構造物に亀裂を発生させる。亀裂を発生させる工程により積層構造物に形成された亀裂に沿って、積層構造物の少なくとも一部がガラス基板から剥離される。剥離する工程の後にガラス基板上に残存する積層構造物の他の一部がガラス基板から切除される。 In the recycling method of the present invention, a crack is generated in a laminated structure by first piercing a metal needle into the laminated structure including a solar cell arranged on a glass substrate. At least a part of the laminated structure is peeled from the glass substrate along the crack formed in the laminated structure by the process of generating the crack. Another part of the laminated structure remaining on the glass substrate after the peeling step is cut off from the glass substrate.
本発明によれば、廃棄すべき太陽電池パネルのガラス基板上にある太陽電池を含む積層構造物を、破砕せずに大きな形状のままガラス基板から分離させてリサイクルに供することができる。このため回収の効率をより高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laminated structure containing the solar cell on the glass substrate of the solar cell panel which should be discarded can be separated from a glass substrate with a big shape without being crushed, and can be used for recycling. For this reason, the recovery efficiency can be further increased.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず本実施の形態の太陽電池パネルのリサイクル装置の構成について図1を用いて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, the configuration of the solar cell panel recycling apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図1を参照して、本実施の形態の太陽電池パネルのリサイクル装置100は、基本的に器具を用いた手作業により、太陽電池パネルのうち有用金属などを含むリサイクル用の部材をそれ以外のガラス材料などから分別して別々に回収する作業を行なう装置である。リサイクル装置100は、降下型亀裂発生手段1と、切削刃4と、平板台7とを有している。
Referring to FIG. 1, solar cell
降下型亀裂発生手段1(亀裂発生手段)は、ガラス基板と、その上に配置された太陽電池を含む積層構造物とにより構成される太陽電池パネルの積層構造物をたとえば剥離によりガラス基板から分離させるために、その分離の前段階として太陽電池を含む積層構造物に多数の亀裂を発生させるための部材である。 The descending crack generating means 1 (crack generating means) separates a laminated structure of a solar cell panel constituted by a glass substrate and a laminated structure including a solar cell disposed thereon from the glass substrate by, for example, peeling. Therefore, it is a member for generating a large number of cracks in the laminated structure including the solar cell as a pre-stage of the separation.
降下型亀裂発生手段1は、亀裂発生手段土台1aと金属針1bとを有している。亀裂発生手段土台1aは亀裂発生手段全体の土台をなす、たとえば一般公知の金属材料により形成された平板状の部材である。金属針1bは亀裂発生手段土台1aのたとえば下側(平板台7に対向する側)の主表面上から下側に向けて延び、下側に尖った形状を有している。金属針1bは亀裂発生手段土台1aのたとえば下側の主表面上において、互いに間隔をあけて複数配置されている。金属針1bはピアノ線、硬鋼線、ステンレス線からなる群から選択されるいずれかであることが好ましく、その先端が鋭利に加工されている。 The descending crack generating means 1 has a crack generating means base 1a and a metal needle 1b. The crack generating means base 1a is a flat plate member made of, for example, a generally known metal material, which forms the base of the entire crack generating means. The metal needle 1b extends downward from the main surface of the crack generating means base 1a, for example, on the lower side (side facing the flat plate 7), and has a pointed shape on the lower side. A plurality of metal needles 1b are arranged at intervals from each other on, for example, the lower main surface of the crack generating means base 1a. The metal needle 1b is preferably any one selected from the group consisting of a piano wire, a hard steel wire, and a stainless steel wire, and its tip is sharply processed.
亀裂発生手段土台1aの表面における金属針1bの密集密度は、1cm2あたり2本以上6本以下であることが好ましい。ただし当該金属針1bの密集密度は、1cm2あたり3本以上5本以下であることがより好ましく、1cm2あたり4本(5mm四方あたり1本)であることがいっそう好ましい。
The density of the metal needles 1b on the surface of the crack generating means base 1a is preferably 2 or more and 6 or less per 1 cm 2 . However dense density of the metal needle 1b is more preferably at most 1
切削刃4(切削手段)は切削刃先端部4aと切削刃端面4bとを有している。切削刃先端部4aは降下型亀裂発生手段1により太陽電池パネルのガラス基板から積層構造物(の少なくとも一部)が剥離された後に、太陽電池パネルを構成するガラス基板上に残存する積層構造物の残骸(他の一部)をガラス基板から完全に切除するためにガラス基板と積層構造物との境界部を切削する部分である。切削刃端面4bは切削刃4全体の端面として存在し、たとえば図1に示すように二等辺三角形状を有しているが、切削刃端面4bの形状はこれに限られない。
The cutting blade 4 (cutting means) has a
平板台7はリサイクル装置100全体の土台をなし、この上に廃棄しようとする太陽電池パネルが載置され所望の処理がなされるための部材である。したがって平板台7はリサイクル装置100の、降下型亀裂発生手段1および切削刃4よりも下方に配置されている。降下型亀裂発生手段1および切削刃4は、平板台7の上方に、たとえば平面視において平板台7と重なるように、配置されている。平板台7はたとえば、上側主表面7aとそれに対向する下側主表面7bとを有する平板形状である。
The
次に図2を用いて、本実施の形態の上記リサイクル装置100を用いた太陽電池パネルのリサイクル方法について説明する。
Next, a method for recycling a solar cell panel using the
図2(A)を参照して、まず図1に示すリサイクル装置100を構成する平板台7の上側主表面7a上に、リサイクル対象物である太陽電池パネル10が載置される。
Referring to FIG. 2A, first, a
太陽電池パネル10は、ガラス基板11と、積層構造物12とを有している。ガラス基板11はガラスからなり、ガラス上側主表面11aとそれに対向するガラス下側主表面11bとを有する平板形状である。積層構造物12はガラス上側主表面11a上に載置されており、太陽電池パネル本体14と、保護シート17とがこの順に積層された構成を有している。
The
太陽電池パネル本体14は、太陽電池14aと、電極14bと、ホットメルト樹脂14cとを有している。太陽電池14aはたとえばシリコン基板により形成されており、図2(A)のように平板形状を有している。図2(A)のように太陽電池14aは1つの太陽電池パネル本体14内に複数配置されていてもよい。太陽電池14aには電極14bがパターン成膜されている。電極14bは有用金属であるたとえば銀および銅などを含んでいる。ホットメルト樹脂14cは電極14bが形成された太陽電池14aを封止するように、これらの外側を囲むように形成されている。ホットメルト樹脂14cはガラス基板11と同様にたとえば平板形状を有している。
The solar
保護シート17は、一般公知の樹脂材料により形成されており、ガラス基板11および太陽電池パネル本体14と同様に、たとえば平板形状を有している。これにより、ガラス基板11、太陽電池パネル本体14および保護シート17は、平面視において互いに重なるように積層されていることが好ましい。以上により、太陽電池パネル10が形成されている。
The
なお実際には太陽電池パネル10は、上記のガラス基板11および積層構造物12の他に、たとえば太陽電池パネル本体14の外側を枠組みしているアルミニウム製のフレームおよび集電箱などを有している。しかしこれらの部材は図2(A)に示すように太陽電池パネル10が平板台7上に載置される前に取り外されるため、これらの部材は図2(A)およびそれ以降の各図において省略されている。
Actually, the
引き続き図2(A)を参照して、太陽電池パネル10が平板台7の上側主表面7a上に載置されたところで、次に降下型亀裂発生手段1を用いて積層構造物12に亀裂を発生させる処理がなされる。つまりここでは、積層構造物12をガラス基板11からたとえば剥離により分離する処理の前段階として、剥離させるための亀裂を生じさせる処理がなされる。
2A, when the
具体的には、太陽電池パネル本体14および保護シート17の真上から降下型亀裂発生手段1が、太陽電池パネル本体14に向けて下降される。そして降下型亀裂発生手段1のうち亀裂発生手段土台1aの下方に配置される複数の金属針1bが、太陽電池14aを含む積層構造物12を突き刺す。ここでは図2(A)の上下方向に関して、金属針1bの最下部である先端部が、積層構造物12の最下部すなわちガラス基板11のガラス上側主表面11aにほぼ達する位置まで、金属針1bが下降されることが好ましい。
Specifically, the descent-type crack generating means 1 is lowered toward the solar
下降された金属針1bは、矢印Aに示すように、再度上方へ抜き取っては下方へ降ろす動作が繰り返される。これにより、たとえばガラス上側主表面11aに隣接する(やや上方の)太陽電池パネル本体14の最下部近くの領域において、ガラス基板11から積層構造物12が分離可能となるようにたとえば亀裂が形成される。このように金属針1bを上下方向に動かしながら、図中の矢印Bに示すように、金属針1bはガラス上側主表面11aに沿うほぼ水平方向に移動される。これにより、平面視におけるガラス基板11のほぼ全面において、ガラス基板11から積層構造物12が分離するように上記亀裂が形成される。
As shown by the arrow A, the lowered metal needle 1b is again extracted upward and then the downward movement is repeated. Thereby, for example, a crack is formed so that the
なお金属針1b(の先端部)が積層構造物12内に突き刺された状態でこれがガラス上側主表面11aに沿って水平方向に移動されれば、亀裂はガラス上側主表面11aに沿って連続して延びるように形成される。しかし金属針1b(の先端部)が積層構造物12の上方に放された状態でこれがガラス上側主表面11aに沿って水平方向に移動されれば、亀裂はガラス上側主表面11aに沿って連続して延びることなく間欠的に形成される。前者のようにすれば後の積層構造物12の剥離工程をよりスムーズに行なうことができ、後者のようにすれば金属針1bの損傷をより抑制することができる。
In addition, if this is moved horizontally along the glass upper
また上記においては、平板台7を固定したまま降下型亀裂発生手段1を矢印Bの方向に移動させており、これにより降下型亀裂発生手段1を太陽電池パネル10に対して相対的に移動させている。しかし逆に、たとえば降下型亀裂発生手段1の図の左右方向の位置を固定したまま(上下方向にのみ動かし)太陽電池パネル10を矢印Bと反対方向に移動させ、これにより降下型亀裂発生手段1を太陽電池パネル10に対して相対的に移動させてもよい。
Further, in the above, the descending crack generating means 1 is moved in the direction of the arrow B while the flat table 7 is fixed, thereby moving the descending crack generating means 1 relative to the
図2(B)を参照して、平面視におけるガラス基板11のほぼ全面における太陽電池パネル本体14に亀裂が形成されたとき、太陽電池パネル本体14は、亀裂を境界部としてその上側の領域である亀裂上側領域14yと、その下側の領域である亀裂下側領域14xとに分離可能な状態となっている。なお保護シート17は亀裂上側領域14yに接合されたままの状態となっている。つまり積層構造物12は図の上下方向に関してほぼ太陽電池14aの位置で二分され、亀裂上側領域14yが亀裂下側領域14xとの間に間隙を有する中空状態となる。
Referring to FIG. 2B, when a crack is formed in the solar
なお亀裂下側領域14xおよび亀裂上側領域14yはともに、亀裂により細かく砕かれた太陽電池14a(電極14bを含む)の小片を多数含み、これの周囲の少なくとも一部にホットメルト樹脂14cを有する態様となっている。
The crack
この状態で、図2(B)中の矢印Cに示すように、亀裂上側領域14yが亀裂下側領域14xを含むガラス基板11に対して斜め上方に引き上げる力が加えられる。この矢印Cの力はたとえば手で加えられてもよい。このようにして、図2(A)の亀裂発生工程により積層構造物12に形成された亀裂に沿って、たとえば太陽電池パネル本体14の大部分の領域(亀裂上側領域14y)を含む積層構造物12が、ガラス基板11(および積層構造物12の一部である亀裂下側領域14x)に対して剥がし取られるように剥離される。
In this state, as indicated by an arrow C in FIG. 2B, a force is applied to the crack
なお剥離とは図2(A)の工程により生じた亀裂を用いて実際に亀裂により2つに分かれた積層構造物12のうち一方を他方から引き裂く工程をいうこととする。またたとえば図2(A)の工程において金属針1bが積層構造物12内にて水平方向に移動しなかったために亀裂が水平方向に連続しない場合には、複数の亀裂の先端部(最下部)を水平方向に沿うように仮想的に連続させた線により(積層構造物12に形成された亀裂に沿って)、上記のように2つの領域14x,14yに分離するように剥離される。
Note that peeling means a process of tearing one of the
図2(C)を参照して、図2(A)、(B)により積層構造物12の亀裂上側領域14y(保護シート17を含む)がガラス基板11から剥離された後にも、積層構造物12の少なくとも一部が積層構造物12の残骸としての亀裂下側領域14xとして、ガラス基板11上に残存している。これ(積層構造物12の他の一部)がガラス基板11から切除され、除去される。
Referring to FIG. 2 (C), the laminated structure even after the crack
具体的には、ガラス基板11の端部から、ガラス基板11と積層構造物12(亀裂下側領域14x)との境界部すなわちガラス上側主表面11aに、切削刃4の特に鋭利な切削刃先端部4aが投入される。この状態で図2(C)中の矢印Dに示すように、切削刃4に対して左向きの力が加えられ、亀裂下側領域14xがガラス基板11上から削り剥がされる。
Specifically, a particularly sharp cutting blade tip of the
図2(D)を参照して、切削刃4により亀裂下側領域14xがガラス基板11上から削り剥がされるように切除される処理が、平面視におけるガラス基板11のほぼ全面においてなされる。これにより、亀裂下側領域14xはガラス基板11のガラス上側主表面11aから切除され、ガラス上側主表面11aが露出した態様となる。
With reference to FIG. 2D, the
このようにして、積層構造物12は、亀裂上側領域14y(保護シート17を含む)と、亀裂下側領域14xとの2つの領域に分割され、ガラス基板11はガラス上側主表面11a上に何も形成されない独立した態様となる。
In this way, the
互いに分割されたガラス基板11と、銀などの有用金属(電極14b)を含む積層構造物12とは、別々に回収される。その後のガラス基板11を構成するガラス材料のリサイクル工程、および積層構造物12(電極14b)に含まれる有用金属のリサイクル工程は、周知の方法を用いればよい。
The
具体的には、太陽電池14aのシリコン小片、電極14bの金属材料(銀または銅など)、およびホットメルト樹脂14cの樹脂材料を含む積層構造物12から有用金属を回収する際には、たとえば以下のような精錬工程がなされることが好ましい。まず積層構造物が燃焼され樹脂材料が除去され、シリコン小片および金属材料(銀または銅など)が回収される。その後シリコン小片および当該金属材料に対して所望の酸性溶媒が加えられ、金属材料を当該酸性溶媒に溶解させ、当該酸性溶媒に溶解しないシリコン小片が取り除かれる。これにより、金属材料(銀または銅など)が取り出される。
Specifically, when recovering a useful metal from the
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においては、廃棄しようとする太陽電池パネル10のガラス基板11上にある、太陽電池14a(の電極14bとしての有用金属)を含む積層構造物12のすべてを破砕することなく、積層構造物12が亀裂下側領域14xと亀裂上側領域14y(保護シート17を含む)とに二分される。これら双方はガラス基板11から分離される。
Next, the effect of this Embodiment is demonstrated.
In the present embodiment, the
これにより、有用金属を含む積層構造物12を、ガラス基板11に対して、通常手に取って扱うことができる部材の大きさを保ちながら分別することができる。当該積層構造物12は粉砕されないため、積層構造物12を容易に回収することができる。また積層構造物12の分別時に比重分析するなどの煩雑な処理を経る必要がなく、たとえば分別された部材を手に取って扱うことによりリサイクル処理をより容易に行なうことができる。
Thereby, the
なお本実施の形態において降下型亀裂発生手段1の金属針1bの駆動により積層構造物12が破砕されることなく分離される理由は、積層構造物12(太陽電池パネル本体14)が太陽電池14aの周囲をホットメルト樹脂14cにより封止された構成を有するためである。ホットメルト樹脂14cが金属針1bによる粉砕を緩和させる役割を有することにより、積層構造物12は破砕されることなく、程よくガラス基板11から剥離および切除されることが可能となる。
In the present embodiment, the reason why the
(実施の形態2)
まず本実施の形態の第1例の太陽電池パネルのリサイクル装置の構成について図3を用いて説明する。
(Embodiment 2)
First, the configuration of the solar cell panel recycling apparatus of the first example of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図3を参照して、本実施の形態の第1例の太陽電池パネルのリサイクル装置200は、以下の各点において実施の形態1のリサイクル装置100と構成が異なっているが、他の点においてはリサイクル装置100と同一の構成を有している。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 3, the solar cell
リサイクル装置200は、基本的に手作業によらず機械的操作により、太陽電池パネルのうち有用金属などを含むリサイクル用の部材をそれ以外のガラス材料などから分別して別々に回収する作業を行なう装置である。リサイクル装置200は、回転型亀裂発生手段2と、切削刃4と、剥離刃6と、搬送台8とを有している。
The
回転型亀裂発生手段2(亀裂発生手段)は、実施の形態1の降下型亀裂発生手段1と同様に、ガラス基板と、その上に配置された太陽電池を含む積層構造物とにより構成される太陽電池パネルの積層構造物をたとえば剥離によりガラス基板から分離させるために、その分離の前段階として太陽電池を含む積層構造物に多数の亀裂を発生させるための部材である。 Rotational crack generating means 2 (crack generating means) is composed of a glass substrate and a laminated structure including a solar cell disposed thereon, as with descending crack generating means 1 of the first embodiment. In order to separate the laminated structure of the solar cell panel from the glass substrate, for example, by peeling, it is a member for generating a large number of cracks in the laminated structure including the solar cell as a pre-stage of the separation.
回転型亀裂発生手段2は、金属製ローラ2a(回転体)と金属針2bとを有している。金属製ローラ2aは回転型亀裂発生手段全体の土台をなす、たとえば一般公知の金属材料により形成された円柱状の部材である。金属針2bは金属針1bと同様であり、金属製ローラ2aの長尺状に延びる側面上から当該側面にほぼ垂直な方向(金属製ローラ2aから離れる方向)に向けて延び、金属製ローラ2aから離れる方向の端部において尖った形状を有している。金属針2bは金属製ローラ2aの側面上において互いに間隔をあけて複数配置されている。金属針2bはピアノ線、硬鋼線、ステンレス線からなる群から選択されるいずれかであることが好ましく、その先端が鋭利に加工されている。
The rotary crack generating means 2 has a
金属製ローラ2aの表面(長尺状に延びる表面)における金属針2bの密集密度は、1cm2あたり2本以上6本以下であることが好ましい。ただし当該金属針2bの密集密度は、1cm2あたり3本以上5本以下であることがより好ましく、1cm2あたり4本(5mm四方あたり1本)であることがいっそう好ましい。
The density of the metal needles 2b on the surface of the
1cm2あたり2本以上6本以下程度の密集密度は、金属針2bが積層構造物12を粉砕するに足る密集密度よりも低い密集密度である。したがって、このようにすれば、回転型亀裂発生手段2が降下型亀裂発生手段1と同様に、積層構造物12を粉砕させることなく分離させる効果を高められる。
A density of about 2 or more and 6 or less per 1 cm 2 is a density that is lower than a density that is sufficient for the metal needles 2 b to pulverize the
剥離刃6(剥離手段)は剥離刃先端部6aと剥離刃端面6bとを有している。剥離刃先端部6aは、回転型亀裂発生手段2により太陽電池パネルの積層構造物に形成された亀裂に沿って、積層構造物(の少なくとも一部)をガラス基板から剥離する部分である。したがって剥離刃先端部6aは切削刃先端部4aほどに鋭利である必要はなく、切削刃先端部4aに比べて丸みをおびていてもよい。
The peeling blade 6 (peeling means) has a
切削刃4(切削手段)は実施の形態1と同様であり、回転型亀裂発生手段2により積層構造物(の少なくとも一部)が、剥離刃6により太陽電池パネルを構成するガラス基板から剥離された後に、太陽電池パネルを構成するガラス基板上に残存する積層構造物の残骸(他の一部)をガラス基板から完全に切除するためにガラス基板と積層構造物との境界部を切削する。
The cutting blade 4 (cutting means) is the same as that of the first embodiment, and the laminated structure (at least a part thereof) is peeled off from the glass substrate constituting the solar cell panel by the
搬送台8はリサイクル装置200全体の土台をなす部材であり、廃棄しようとする太陽電池パネルがセットされ所望の処理がなされるための部材である。したがって搬送台8はリサイクル装置200の、回転型亀裂発生手段2、切削刃4および剥離刃6よりも下方の、これらと平面視において重なる位置に、配置されている。搬送台8はたとえば、上側主表面8aと、それに対向する下側主表面8bと、凹型溝8cとを有する平板形状である。
The transport table 8 is a member that forms the basis of the
凹型溝8cは、上側主表面8aの一部(たとえば上側主表面8aの縁部に隣接する領域を除く、平面視における中央の領域)に形成されており、たとえば平面視において矩形状を有している。また凹型溝8cは、厚み方向に関して搬送台8全体の厚みの一部分の深さを有している。凹型溝8c内には太陽電池パネルの特にガラス基板11の部分を収納可能であり、これにより凹型溝8cに太陽電池パネルをセットすることができる。したがって凹型溝8cは、ガラス基板11の平面視における縦方向および横方向の寸法とほぼ同じ(それよりわずかに大きい)寸法を有しており、かつガラス基板11の厚みとほぼ同じ深さを有している。
搬送台8は、リサイクル装置200内において相対的に図3の右側から左側へ、すなわち回転型亀裂発生手段2から剥離刃6、切削刃4に向かう方向に、上側主表面8aおよび下側主表面8bに沿うように移動可能である。これにより搬送台8(凹型溝8c)にセットされた太陽電池パネルに対しては、回転型亀裂発生手段2による処理、剥離刃6による処理、切削刃4による処理の順になされる。これについては後述する。なお搬送台8は、図示されない一般公知の搬送ローラなどの搬送手段により上記のように上側主表面8aおよび下側主表面8bに沿うように移動される。
In the
回転型亀裂発生手段2は、真下を向く金属針2bの先端の高さが搬送台8の上側主表面8aの高さにほぼ等しくなるように調整される。また剥離刃先端部6aおよび切削刃先端部4aの高さも、それらの先端部が搬送台8の上側主表面8aの高さにほぼ等しくなるように調整される。ガラス基板の厚みとほぼ同じ深さを有する凹型溝8c内に太陽電池パネルがセットされることにより、太陽電池パネルのガラス基板と積層構造物との界面の高さが搬送台8の上側主表面8aの高さとほぼ等しくなる。このため太陽電池パネルのガラス基板と積層構造物との界面の高さは、真下を向く金属針2bの先端部の高さ、ならびに剥離刃先端部6aおよび切削刃先端部4aの高さとほぼ等しくなっている。
The rotary crack generating means 2 is adjusted so that the height of the tip of the
次に図4を用いて、本実施の形態の上記リサイクル装置200を用いた太陽電池パネルのリサイクル方法について説明する。なおここでは一例として、図4の左側から右側に向けて順次処理が進められる例について説明するが、実際にはこのような例に限られない。
Next, a method for recycling a solar cell panel using the
図4を参照して、まず図3に示すリサイクル装置200を構成する搬送台8の凹型溝8c内に、リサイクル対象物である太陽電池パネル10がセットされる。ここでの太陽電池パネル10の構成は実施の形態1の太陽電池パネル10と同様であるため、その説明は繰り返さない。太陽電池パネル10を構成するガラス基板11のガラス上側主表面11aと、搬送台8の上側主表面8aとの高さがほぼ等しくなるように、太陽電池パネル10がセットされることが好ましい。
Referring to FIG. 4, first,
引き続き図4を参照して、太陽電池パネル10が凹型溝8c内にセットされたところで、次に回転型亀裂発生手段2を用いて積層構造物12に亀裂を発生させる処理がなされる。
Still referring to FIG. 4, when the
具体的には、まず太陽電池パネル10のたとえば図4に示す最も左側の領域が回転型亀裂発生手段2の真下の位置に配置されるように、搬送台8がセットされる。また回転型亀裂発生手段2は、真下を向く金属針2bの先端の高さが搬送台8の上側主表面8aの高さにほぼ等しくなるように調整されている。
Specifically, first, the
この状態で、搬送台8を矢印Eのように図の左側に向けて移動させながら、円柱形状の回転型亀裂発生手段2をその延在方向に延びる中心線の回りに矢印Fのように回転させる。これにより、搬送台8に載置された太陽電池パネル10は図の左方を向いて移動しながら、回転する金属針2bにより、ガラス基板11上の(太陽電池14aを含む)積層構造物12の最も左の領域が突き刺される。真下を向く金属針2bの先端の高さが搬送台8の上側主表面8aの高さにほぼ等しいため、金属針2bは積層構造物12の上方から、上側主表面8aの上にある積層構造物12内(太陽電池14aを含む)のみを突き刺す。これにより、太陽電池パネル本体14に亀裂が形成される。
In this state, the cylindrical rotating crack generating means 2 is rotated as indicated by the arrow F around the center line extending in the extending direction while moving the
金属針2bが積層構造物12内を突き刺したまま、突き刺された部分が搬送台8の移動によりたとえばガラス上側主表面11aに沿って水平方向に(左方から右方に向けて)拡がっていく。このことと、回転型亀裂発生手段2が回転することとにより、この亀裂は、最終的に平面視におけるガラス基板11のほぼ全面における太陽電池パネル本体14の最下部近くの領域において、ガラス上側主表面11aに沿って連続して延びるように形成される。したがって、ガラス基板11から積層構造物12が分離可能となるように、亀裂が形成される。
While the
実施の形態1と同様に、太陽電池パネル本体14は、水平方向(ガラス上側主表面11a)に沿って延びる亀裂を境界部として、亀裂下側領域14xと亀裂上側領域14yとに二分される。この亀裂により、太陽電池14aは多数の小片に分割され、それらは亀裂下側領域14xと亀裂上側領域14yとのいずれかに配置される。
Similar to the first embodiment, the solar
なお、金属製ローラ2aの矢印Fの方向に関する回転速度は、たとえば100rpm以下であり、50rpm以上であることがより好ましい。また搬送台8の矢印Eの方向に関する搬送速度は、金属製ローラ2aの矢印Fの方向に関する回転速度とたとえば同じであることが好ましい。つまりたとえば、金属製ローラ2aが100rpmで回転する場合には、1分間に金属製ローラ2aの円形部分の周の長さの100倍の長さ分だけ移動する速度であることが好ましい。
In addition, the rotational speed regarding the direction of the arrow F of the
金属製ローラ2aは図示されないモータにより回転する構成であってもよいが、当該モータは必須ではない。金属製ローラ2aは、その自重と、金属針2bの(太陽電池パネル本体14の内部などへの)引っ掛かりにより太陽電池パネル10の搬送に追随して(円周が搬送台8と同方向すなわち下方において図の左側に移動するように)回転することができる。このため金属製ローラ2aの(円周方向に関する)回転速度と太陽電池パネル10の(主表面に沿う方向に関する)搬送速度とは同じであってもよい。
The
100rpm以下程度の回転速度は、金属針2bが積層構造物12を粉砕するに足る回転速度よりも低い回転速度である(たとえば当該回転速度が1000rpm程度になれば、金属針2bの回転により積層構造物12が粉砕される)。このため、金属針2bは積層構造物12を粉砕することなく亀裂上側領域14yと亀裂下側領域14xとに分離する程度の亀裂を発生させることが可能となる。
The rotation speed of about 100 rpm or less is lower than the rotation speed sufficient for the
この亀裂が太陽電池パネル本体14の左方から右方に向けて順次形成されながら、搬送台8が矢印Eに示すように左方へ移動される。これにより、太陽電池パネル10の図4に示す最も左側の領域から順に、剥離刃6の位置に到達する。剥離刃先端部6aは鋭利でなく丸みをおびた形状であり、搬送台8の上側主表面8a(ガラス基板11と積層構造物12との境界部)とほぼ同じ高さの位置に配置される。このため剥離刃先端部6aは、積層構造物12を削り取らずに亀裂上側領域14yと亀裂下側領域14xとの間の間隙に入り込む。これにより剥離刃先端部6aは、亀裂発生工程により積層構造物12に形成された亀裂に沿って、亀裂上側領域14y(積層構造物12の少なくとも一部)すなわち太陽電池パネル本体14の大部分の領域を亀裂下側領域14x(ガラス基板11を含む)から剥がし取るように剥離させる。この剥離は、搬送台8の矢印Eに示す方向への移動により、図の左方から右方へ進められる。
While the cracks are sequentially formed from the left side to the right side of the solar
剥離刃6により左方から右方に向けて亀裂上側領域14yが剥離されながら、搬送台8が矢印Eに示すようにさらに左方へ移動される。これにより、太陽電池パネル10の図4に示す最も左の領域から順に、切削刃4の位置に到達する。切削刃先端部4aは鋭利な形状であり、搬送台8の上側主表面8a(ガラス基板11と積層構造物12との境界部)とほぼ同じ高さの位置に配置される。このため切削刃先端部4aは、ガラス基板11上に残存している積層構造物12の少なくとも一部すなわち亀裂下側領域14x(積層構造物12の他の一部)をガラス基板11から切除させ、除去させる。この亀裂下側領域14xの切除は、搬送台8の矢印Eに示す方向への移動により、図の左方から右方へ進められる。
While the crack
以上により、実施の形態1(図2(D)参照)と同様に、積層構造物12は、亀裂上側領域14y(保護シート17を含む)と、亀裂下側領域14xとの2つの領域に分割され、ガラス基板11はガラス上側主表面11a上に何も形成されない独立した態様となる。分割された各部材のその後のリサイクル工程については、実施の形態1と同様である。
As described above, as in the first embodiment (see FIG. 2D), the
なお上記の処理においては、回転型亀裂発生手段2、剥離刃6、切削刃4の、搬送台8の上側主表面8aに沿う方向に関する位置を固定したまま搬送台8を矢印Eの方向に移動させており、これにより太陽電池パネル10を回転型亀裂発生手段2などに対して相対的に移動させている。しかし逆に、たとえば搬送台8を固定したまま回転型亀裂発生手段2、剥離刃6、切削刃4を矢印Eと反対方向に移動させ、これにより太陽電池パネル10を回転型亀裂発生手段2などに対して相対的に移動させてもよい。
In the above processing, the
また太陽電池パネル10を凹型溝8c内にセットする際に、真空チャックによる吸引固定などが併用されてもよい。
Further, when the
以上に説明した各処理は、回転型亀裂発生手段2による亀裂発生工程と、剥離刃6による剥離工程と、切削刃4による切除工程とが同時進行される例を示している。つまり亀裂発生工程が終わった領域から漸次剥離工程に進み、剥離工程が終わった領域から漸次切除工程に進んでいる。したがって一部の領域が既に切除工程に進んでいると同時に、他の一部の領域においては未だ亀裂発生工程が行われている場合もある。
Each process demonstrated above has shown the example by which the crack generation process by the rotary crack generation means 2, the peeling process by the
しかし図5(A)〜(D)を参照して、これらの各処理が、別途独立してなされてもよい。つまり図5(A)に示す亀裂発生工程が一通り終わってから次の図5(B)に示す剥離工程に進み、剥離工程が一通り終わってから次の図5(C)に示す切除工程に進む。図5(A)は実施の形態1の図2(A)に示す亀裂発生工程に対応し、図5(B)は実施の形態1の図2(B)に示す剥離工程に対応する。また図5(C)は実施の形態1の図2(C)に示す切除工程に対応する。 However, referring to FIGS. 5A to 5D, each of these processes may be performed independently. That is, after the crack generation process shown in FIG. 5 (A) is completed, the process proceeds to the peeling process shown in FIG. 5 (B). After the peeling process is completed, the cutting process shown in FIG. 5 (C) is performed. Proceed to 5A corresponds to the crack generation step shown in FIG. 2A of the first embodiment, and FIG. 5B corresponds to the peeling step shown in FIG. 2B of the first embodiment. FIG. 5C corresponds to the excision step shown in FIG. 2C of Embodiment 1.
つまり図5(A)〜(D)の各工程は降下型亀裂発生手段1の代わりに回転型亀裂発生手段2が用いられる点を除き、基本的に図2(A)〜(D)の各工程と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。 That is, each process of FIGS. 5A to 5D is basically each of FIGS. 2A to 2D except that the rotary crack generating means 2 is used instead of the descending crack generating means 1. Since it is the same as a process, the same code | symbol is attached | subjected about the same element and the description is not repeated.
次に、本実施の形態(第1例)の作用効果について説明する。
本実施の形態の第1例のリサイクル装置200を用いた場合においても、実施の形態1のリサイクル装置100を用いた場合と同様に、有用金属を含む積層構造物12を、ガラス基板11に対して、通常手に取って扱うことができる部材の大きさを保ちながら分別することができ、リサイクル処理をより容易に行なうことができる。
Next, the effect of this Embodiment (1st example) is demonstrated.
Even when the
またリサイクル装置200においては、回転型亀裂発生手段2による積層構造物12の亀裂発生工程後の剥離工程において剥離刃6が用いられ、機械的操作により剥離される。このため手作業により剥離する場合に比べて、作業効率をより高めることができる。
Moreover, in the
さらに、リサイクル装置200においては亀裂発生工程が終わった領域から漸次剥離工程に、剥離工程が終わった領域から漸次切除工程に移すことができる。このため各工程を同時並行で進行させることができ、たとえば図2および図5のように一工程を完了させてから次の工程に移る手法を用いる場合に比べて、作用効率をより高めることができる。
Furthermore, in the
次に、本実施の形態の第2例の太陽電池パネルのリサイクル装置の構成について図6を用いて説明する。 Next, the structure of the solar cell panel recycling apparatus of the second example of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図6を参照して、本実施の形態の第2例の太陽電池パネルのリサイクル装置210は、以下の各点において本実施の形態の第1例のリサイクル装置200と構成が異なっているが、他の点においてはリサイクル装置200と同一の構成を有している。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 6, the solar cell
リサイクル装置210は、切削刃4として、複数(ここでは2つ)の切削刃41,42を有している。ここでは切削刃41は剥離刃6に近い側(図6の右側)に、切削刃42は剥離刃6から離れた側(図6の左側)に、互いに間隔をあけて配置されている。これらの切削刃41,42は上記他の例と同様に、その先端部が搬送台8の上側主表面8aとほぼ同じ高さとなるようにセットされる。
The
図6における切削刃41は、切削刃先端部41aと、切削刃端面41bと、複数の短冊状切削部41cとを有している。同様に、切削刃42は、切削刃先端部42aと、切削刃端面42bと、複数の短冊状切削部42cとを有している。
The
つまり切削刃先端部41aは、複数の短冊状切削部41cにより、切削刃41の長尺方向に関して互いに間隔をあけて複数存在するように分割されている。同様に切削刃先端部42aは、複数の短冊状切削部42cにより、切削刃42の長尺方向に関して互いに間隔をあけて複数存在するように分割されている。このため切削刃41,42は、平面視において概ね櫛型の形状を有している。
That is, the cutting
切削刃41,42は、図6の奥行き方向に関する位置座標が互いに等しくなるように配置されることが好ましい。また図6の奥行き方向に関して、複数の短冊状切削部41cが形成される位置と、複数の短冊状切削部42cが形成される位置とは、互い違いとなるように配置されることが好ましい。すなわち図6の奥行き方向に関して複数の短冊状切削部41cが配置されない(互いに隣り合う1対の短冊状切削部41cに挟まれた間隙の部分の)位置座標と同じ位置座標においては短冊状切削部42cが配置される。また図6の奥行き方向に関して複数の短冊状切削部42cが配置されない(互いに隣り合う1対の短冊状切削部42cに挟まれた間隙の部分の)位置座標と同じ位置座標においては短冊状切削部41cが配置される。
The
次に、本実施の形態(第2例)の作用効果について説明する。当該第2例は、第1例の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。 Next, the effect of this Embodiment (2nd example) is demonstrated. In addition to the operational effects of the first example, the second example can exhibit the following operational effects.
リサイクル装置210を用いて上記のリサイクル処理を行なう場合には、切削刃41,42を用いて、上記の他の例と同様に積層構造物12の残骸がガラス基板11から切除される(図2(C)、図5(C)参照)。上記のように、図6の奥行き方向に関しては短冊状切削部41cと短冊状切削部42cとが互い違いとなるように配置されるため、太陽電池パネル10の平面視における全面の積層構造物12の残骸(亀裂下側領域14x)を除去することができる。また切削刃41,42のように櫛型を有することにより、例えば実施の形態1の切削刃4のように櫛型でなく奥行き方向の全体に延びる切削刃先端部4aに比べて、切削時の切削刃先端部41a,42aに加わる負荷を緩和させることができ、当該切削刃先端部41a,42aの破損などを抑制することができる。
When the above recycling process is performed using the
(実施の形態3)
まず本実施の形態の太陽電池パネルのリサイクル装置の構成について図7を用いて説明する。
(Embodiment 3)
First, the configuration of the solar cell panel recycling apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
図7を参照して、本実施の形態の太陽電池パネルのリサイクル装置300は、以下の各点において実施の形態2の第1例のリサイクル装置200と構成が異なっているが、他の点においてはリサイクル装置200と同一の構成を有している。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
Referring to FIG. 7, solar cell
リサイクル装置300の切削刃4は、切削刃先端部4aと、切削刃端面4bと、ヒータ4dとを有している。つまりヒータ4dを有する点において、上記の他の例の切削刃4とは異なっている。
The
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態2の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。 Next, the effect of this Embodiment is demonstrated. In addition to the operational effects of the second embodiment, the present embodiment can provide the following operational effects.
上記のように、切削刃4は、積層構造物12の残骸(亀裂下側領域14x)をガラス基板11の主表面11a上から切除する部材である。つまり切削刃4は、積層構造物12の残骸に含まれるホットメルト樹脂14cを削り取る。
As described above, the
ここで、ホットメルト樹脂14cを削り取る際に、切削刃4に設けられたヒータ4dにより、切削刃4は、ホットメルト樹脂14cの融点以下であって軟化点付近の温度になるように加熱される。たとえばホットメルト樹脂14cがエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)である場合、これが軟化点である70℃以上90℃以下程度に加熱されることにより、ホットメルト樹脂14cが軟化される。これにより、ホットメルト樹脂14cがガラス上側主表面11aから剥がれやすくなる。したがってヒータ4dを備えない場合に比べてホットメルト樹脂14cは効率よくガラス基板11から切除され、リサイクル処理をより容易に行なうことができる。
Here, when the hot-
なお本実施の形態のヒータ4dは、実施の形態1のリサイクル装置100、または実施の形態2のリサイクル装置210の切削刃4に組み込まれてもよい。
The
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 降下型亀裂発生手段、1a 亀裂発生手段土台、1b,2b 金属針、2 回転型亀裂発生手段、2a 金属製ローラ、4,41,42 切削刃、4a 切削刃先端部、4b 切削刃端面、4d ヒータ、6 剥離刃、6a 剥離刃先端部、6b 剥離刃端面、7 平板台、7a,8a 上側主表面、7b,8b 下側主表面、8 搬送台、8c 凹型溝、10 太陽電池パネル、11 ガラス基板、11a ガラス上側主表面、11b ガラス下側主表面、12 積層構造物、14 太陽電池パネル本体、14a 太陽電池、14b 電極、14c ホットメルト樹脂、14x 亀裂下側領域、14y 亀裂上側領域、17 保護シート、41b,42b 切削刃端面、41c,42c 短冊状切削部、100,200,210,300 リサイクル装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drop type crack generation means, 1a Crack generation means base, 1b, 2b Metal needle, 2 Rotation type crack generation means, 2a Metal roller, 4, 41, 42 Cutting blade, 4a Cutting blade tip part, 4b Cutting blade end surface, 4d heater, 6 peeling blade, 6a peeling blade tip, 6b peeling blade end surface, 7 plate base, 7a, 8a upper main surface, 7b, 8b lower main surface, 8 carrier, 8c concave groove, 10 solar cell panel, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ガラス基板から前記積層構造物の少なくとも一部が剥離された後に前記ガラス基板上に残存する前記積層構造物の他の一部を前記ガラス基板から切除する切除手段とを備える、太陽電池パネルのリサイクル装置。 A crack generating means including a metal needle for generating a crack in the stacked structure for peeling the stacked structure including the solar cell disposed on the glass substrate from the glass substrate;
An excision means for excising another part of the laminated structure remaining on the glass substrate after at least a part of the laminated structure is peeled from the glass substrate. Recycling equipment.
前記回転体の回転速度は100rpm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池パネルのリサイクル装置。 The crack generating means is a rotating body that is rotatable on the surface of the laminated structure so that the metal needle pierces the laminated structure,
The recycling apparatus of the solar cell panel of any one of Claims 1-3 whose rotation speed of the said rotary body is 100 rpm or less.
前記亀裂を発生させる工程により前記積層構造物に形成された亀裂に沿って、前記積層構造物の少なくとも一部を前記ガラス基板から剥離する工程と、
前記剥離する工程の後に前記ガラス基板上に残存する前記積層構造物の他の一部を前記ガラス基板から切除する工程とを備える、太陽電池パネルのリサイクル方法。 A step of generating a crack in the laminated structure by piercing a metal needle with respect to the laminated structure including a solar cell disposed on the glass substrate;
Peeling the at least part of the laminated structure from the glass substrate along the crack formed in the laminated structure by the step of generating the crack;
And a step of cutting off the other part of the laminated structure remaining on the glass substrate after the peeling step from the glass substrate.
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