JP2023072515A

JP2023072515A - 廃太陽電池の処理方法

Info

Publication number: JP2023072515A
Application number: JP2021185122A
Authority: JP
Inventors: 丈晴山下; Takeharu Yamashita; 大輔井上; Daisuke Inoue
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-24
Also published as: WO2023085220A1; AU2022386880A1; CN117651617A

Abstract

【課題】効率的に廃太陽電池を処理する方法を提供すること。【解決手段】樹脂製のバックシートおよび封止用樹脂層を有する太陽電池モジュール（Ｃ）を熱分解炉内で加熱することにより、前記太陽電池モジュール（Ｃ）に含まれる樹脂成分を溶融して酸化分解させる加熱工程を含む、廃太陽電池を連続的に処理する方法であって、前記加熱工程の際に、前記太陽電池モジュール（Ｃ）を、多孔質セラミック支持体（Ａ）上に、多孔質セラミック支持体（Ａ）から離間して載置し、かつ、前記多孔質セラミック支持体（Ａ）を、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料（Ｂ）上に積層した状態で、熱風を、多孔質材料（Ｂ）側から、多孔質材料（Ｂ）および多孔質セラミック支持体（Ａ）内部および太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙に送気することを特徴とする、廃太陽電池の処理方法。【選択図】図１

Description

本発明は、廃太陽電池の処理方法に関する。より詳細には、太陽電池モジュールからバックシートおよび封止用樹脂層等の樹脂成分の除去、およびガラス、セル、電極に由来する導電性材料およびアルミ枠等の有価物の回収を効率的に行う処理方法に関する。

低炭素社会の実現に向け、太陽光発電を始めとした再生可能エネルギーの活用によるＣＯ₂削減の加速化が進行しようとしている。太陽光発電の導入が大幅に進む一方で、太陽電池モジュールの廃棄時におけるリサイクルの課題が指摘されている。

一般的な太陽電池モジュールの構造は、表面が強化ガラス、内側に封止用樹脂層、裏面がバックシートの３層になっている。封止用樹脂層には、セル同士をつなぐ電線（インタコネクタ）が配線されている。封止用樹脂は、透明性、柔軟性、接着性、引張強度、および耐候性などが要求され、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下「ＥＶＡ」と略す）が一般的に用いられており、加熱および加圧することで強化ガラス、セルおよびバックシートを接着させる役割を果たしている。
この太陽電池モジュールを酸化性雰囲気下で電気炉等により加熱して、ＥＶＡを熱分解させることで封止材を除去して、セル部とガラス基板を分離する、太陽電池モジュールをリサイクルする技術が提案されている。

本出願人も、太陽電池モジュールから有価物を回収する方法であって、触媒として遷移金属酸化物を担持させた耐熱性材料からなる多孔質成形体の上に前記バックシート面を下側にして太陽電池モジュールを載せて、酸素濃度１５％以上の酸化性雰囲気下の加熱炉内で、前記太陽電池モジュールを加熱して樹脂成分を溶融した後、燃焼させる処理方法を提案している（特許文献１参照）。

国際公開第２０２０／０３１６６１号

特許文献１のように、多孔質成形体の上で、モジュール全体を加熱しようとすると、温度上昇が緩やかであるため、処理時間が長くなるという課題があった。その一方で、処理コストを安くするには、単位時間当たりの処理枚数を多くすることが効率的であり、処理時間の短縮が必要となる。しかしながら、熱分解炉内の温度を高くすることで処理速度を速めようとすると、燃料費など処理コストのアップにつながってしまうという、新たな課題が生じる。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、多孔質成形体の上で、モジュール全体を加熱する際に、多孔質成形体とモジュールとの間に所定の隙間を設け、多孔質成形体の下部から熱風を送ることで、モジュール全体の温度上昇を早くすることが可能となり、処理速度を向上し、処理時間の短縮化できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の構成は以下の通りである。
［１］樹脂製のバックシートおよび封止用樹脂層を有する太陽電池モジュール（Ｃ）を熱分解炉内で加熱することにより、前記太陽電池モジュール（Ｃ）に含まれる樹脂成分を溶融して酸化分解させる加熱工程を含む、廃太陽電池を連続的に処理する方法であって、
前記加熱工程の際に、前記太陽電池モジュール（Ｃ）を、多孔質セラミック支持体（Ａ）上に、多孔質セラミック支持体（Ａ）から離間して載置し、かつ、前記多孔質セラミック支持体（Ａ）を、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料（Ｂ）上に積層した状態で、熱風を、多孔質材料（Ｂ）側から、多孔質材料（Ｂ）および多孔質セラミック支持体（Ａ）内部および太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙に送気することを特徴とする、廃太陽電池の処理方法。

［２］多孔質セラミック支持体（Ａ）および太陽電池モジュール（Ｃ）との間にスペーサー部材を設置する、または、太陽電池モジュール（Ｃ）の吊り上げ部材を熱分解炉上部も設置することで、太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）とを離間させることを特徴とする［１］に記載の、廃太陽電池の処理方法。
［３］太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙が、３～５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする、［１］または［２］に記載の廃太陽電池の処理方法。

［４］多孔質セラミック支持体（Ａ）および多孔質材料（Ｂ）の表面のセル数が、５～５０ｐｉｘｅｌｐｅｒｉｎｃｈ（以下「ｐｐｉ」と略す）の範囲にあることを特徴とする、［１］～［３］のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。
［５］太陽電池モジュール（Ｃ）の下に落下防止用の網状構造体が設置されてなる、［１］～［４］のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。
［６］前記加熱工程後に、有価物を回収する、［１］～［５］のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。

本発明では、熱を効率的に伝えることができるので、廃太陽電池の処理速度を向上でき、処理時間を短縮化できるとともに、再利用可能な有価物を効率的に回収できる。

本発明の一実施態様を示す模式図である。本発明の別の一実施態様を示す模式図である。本発明のさらに別の一実施態様を示す模式図である。実施例１～３および比較例１における太陽電池モジュールのバックシート下中央の温度変化を示すグラフである。実施例４～６における太陽電池モジュールのバックシート下中央の温度変化を示すグラフである。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係る廃太陽電池の処理方法は、樹脂製のバックシートおよび封止用樹脂層を有する太陽電池モジュール（Ｃ）を熱分解炉内で加熱することにより、前記太陽電池モジュール（Ｃ）に含まれる樹脂成分を溶融して酸化分解させる加熱工程を含む、廃太陽電池を連続的に処理する方法であって、
前記加熱工程の際に、前記太陽電池モジュール（Ｃ）を、多孔質セラミック支持体（Ａ）上に、多孔質セラミック支持体（Ａ）から離間して載置し、かつ、前記多孔質セラミック支持体（Ａ）を、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料（Ｂ）上に積層した状態で、熱風を、多孔質材料（Ｂ）側から、多孔質材料（Ｂ）および多孔質セラミック支持体（Ａ）内部および太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙に送気することを特徴とする。

図１に本発明の一実施態様を示す。図１中、１は遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料（Ｂ）、２は多孔質セラミック支持体（Ａ）、３は太陽電池モジュール（Ｃ）を示し、４はバックシート、５は封止用樹脂層、６はセル、７は強化ガラスを示し、太陽電池モジュール３を構成する。多孔質セラミック支持体２と太陽電池モジュール３との間に所定の間隙ｄが設けられる。なお、本発明の一態様では、セル６と強化ガラス７は有価物として回収される。また、図示していないが、電極や反射膜などを構成する金属や金属酸化物なども有価物として回収される。なお表面ガラスは、表面保護材として機能する。

＜太陽電池モジュール３＞
本発明に適用できる太陽電池モジュール３は、両面ガラスタイプではない樹脂製のバックシート４を有する太陽電池モジュールであれば、すべて利用することができる。具体的には、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、ヘテロ接合型太陽電池、ＣＩＳ太陽電池、ＣＩＧＳ太陽電池、ＣｄＴｅ太陽電池等が挙げられる。

このような太陽電池モジュール３には、図示していないが、通常、電極としては、例えば、光透過性のある電極又はライン状の電極や、はしご状の電極や鎖状の電極にバスバーとなる金属箔や金属リボンを重ねた電極が用いられる。金属としては、銀、銅、又はアルミニウム等が挙げられる。また、導電性酸化物を主成分とする透明電極が設けられることもある。導電性酸化物としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ボロンドープ酸化亜鉛（ＢＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛(ＧＺＯ)、インジウムドープ酸化亜鉛(ＩＺＯ)、アルミニウムガリウム酸化物（ＡＧＯ）、チタンドープ酸化インジウム（ＩＴｉＯ）、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩＧＺＯ）及び水素ドープ酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）からなる群より選ばれる１種以上の透明導電膜を使用することも可能である。

太陽電池モジュール３は、強化ガラス７とバックシート４との間に、複数のセル６を封止用樹脂層５で封止するように構成されている。封止用樹脂としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）及びポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂が使用され、封止用樹脂からなるシートによりセル６をラミネートすることにより、セル６が封止されてなる。封止用樹脂層５には、白色顔料等の色材を含んでいてもよい。酸化チタン等の白色顔料は、太陽光を反射して太陽電池モジュール３への入射光を増加させる機能を有する。このような白色顔料は、封止用樹脂に混錬されていたり、白色顔料を含む層を積層して、封止用樹脂層５としてもよい。

また、バックシート４は、シート状の裏面保護材であり、ＥＶＡやポリエチレンテレフタレート樹脂の基材フィルムや、さらに、前記基材フィルムとポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）などの耐候性フッ素高分子フィルムとの積層フィルムなどが使用される。

さらに、太陽電池モジュール３の周辺部を保護するために、図示しないが、フレームとしてアルミ枠が取り付けられていることもある。アルミ枠については、アルミ枠の大きさに合わせて多孔質セラミック支持体２を切断する必要がなく作業が簡便になるという利点から、熱分解前にアルミ枠を外してもよいし、取り外し時にガラスが割れる可能性を低減するために熱分解後に外してもよい。また、セルへの受光効率を向上させるために必要に応じて反射膜が太陽電池モジュールの太陽光入射面と反対側である裏面に設けられていてもよく、反射膜として具体的にはアルミニウム又は銀等の金属からなる金属膜などが挙げられる。

＜加熱工程＞
本発明の処理方法における加熱工程は、樹脂製のバックシート４および封止用樹脂層５を有する太陽電池モジュール３を熱分解炉内で加熱することにより、太陽電池モジュール３に含まれる樹脂成分を溶融して酸化分解させる。この酸化分解は通常、樹脂成分の燃焼を伴う。

前記加熱工程では、太陽電池モジュール３を、多孔質セラミック支持体２上に所定の間隙を設けるように、離間して載置し、かつ、前記多孔質セラミック支持体２を、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料１上に載置した状態で、熱分解炉の入口から出口に向かって炉内を移動させる。この際、バックシート４面を下側にして、太陽電池モジュール３を多孔質セラミック支持体２と対向させることが、有価物などの回収という点で好ましい。

本発明の加熱工程では、熱風を、多孔質材料１側から吹き込む。熱風は多孔質材料１および多孔質セラミック支持体２の細孔を通って、太陽電池モジュール３との間隙に到達して、太陽電池モジュール３と衝突して、間隙ｄ内に拡散する。

また、処理効率を高めるために、熱分解炉内で加熱されている状態の太陽電池モジュール３が複数存在するように、複数の太陽電池モジュール３を連続的に移動させることが好ましい。なお、太陽電池モジュール３、多孔質セラミック支持体２および多孔質材料１からなる被処理物を加熱処理する際には、炉内の移動においてこれらの載置が崩れたり、転倒したりするのを防止するために、格子が入った鉄製のトレイなどに入れてもよい。

間隙ｄは、たとえば、図２に示すように、多孔質セラミック支持体２および太陽電池モジュール３との間にスペーサー部材８を設置するか、あるいは、図３に示すように、太陽電池モジュール３の吊り上げ部材９を熱分解炉上部に設置することで設けることが可能である。

スペーサー部材８は、所定の間隙を設けることができればその形状や形態は特に制限されず、例えば格子型でもよいし、球体や棒状物などであってもよく、多孔質セラミック支持体２の上に、太陽電池モジュール３がたわまないように載置すればよい。
また吊り上げ部材９は、上部から太陽電池モジュール３を吊り上げるように構成されていれば特に制限されず、籠材なども使用できる。これらの部材は通常、加熱時に変形や反応しない耐火材料から構成され、たとえばステンレス、シリカやアルミナなどの無機材料から構成される。

太陽電池モジュール３と多孔質セラミック支持体２との間隙ｄは、３～５０ｍｍ、好ましくは４～４０ｍｍ、さらに好ましくは５～１５ｍｍの範囲にあることが好ましい。前記範囲で、多孔質セラミック支持体２および多孔質材料１の通気率や、熱風の送気量に応じて選択される。なお「～」は特段の限定がない限り、以上－以下を示す。
バックシート４および封止用樹脂層５を構成するＥＶＡおよびＰＥＴ等の樹脂成分が、加熱工程の際に、溶融し、次いで、重力の作用により多孔質セラミック支持体２の方向へと流れ出る。

多孔質セラミック支持体２は、多孔質であるため、溶融して流れ落ちてきた樹脂成分は加熱炉内の雰囲気との接触面積が大きくなり、固形分として含まれている白色顔料などの成分を捕捉することができる。
溶融して流れ落ちてきた樹脂成分は、多孔質セラミック支持体２を通過し、多孔質材料１に到達し、担持された遷移金属酸化物により酸化分解し、分解物が燃焼する。このように構成することで、「すす」の発生を抑制することができる。

前記酸化分解のため、加熱工程における加熱炉内の雰囲気は酸素濃度６ｖｏｌ％以上、１５ｖｏｌ％未満の範囲に制御されることが望ましい。この範囲では、樹脂成分を穏やかに、かつ、安定的に燃焼させて除去することができるので望ましい。

熱分解炉の温度は、バックシート４や封止用樹脂層５を構成する樹脂に応じて適宜決定されるものであるが、好ましくは４２５～５７５℃である。４２５℃以上であれば、バックシート４や封止用樹脂層５に使用される樹脂の熱分解温度よりも高くなり燃焼が起きる。また５７５℃以下であれば急激な燃焼を抑制でき、太陽電池モジュール３のガラスが破損することを防ぐことができる。

前記熱分解炉としては、前記温度を達成可能であり、かつ、多孔質材料１、多孔質セラミック支持体２および太陽電池モジュール３を含む被処理物を投入できるガス炉または電気炉等の熱分解炉であれば特に限定されず、公知の熱分解炉を使用することができる。

熱風の送気方法としては、酸素含有ガスをガスバーナー等で加熱して、多孔質材料１側より、送気するなどの方法が挙げられる。なお、前記炉内温度を得ることができれば特に限定されないが、例えば、ガス炉の場合、このとき、送気とともに、炉内全体を加熱してもよい。

本発明の方法では、前記加熱工程後に、前記多孔質セラミック支持体２上に残された有価物を回収することが好ましい。前記有価物は、ガラス、セル、電極に使用された導電性材料およびアルミ枠等からなる群より選ばれる少なくとも１種である。

本発明の方法では、前記有価物を効率的に回収するために、太陽電池モジュール３と前記多孔質セラミック支持体２との間に、金網などを設置して、樹脂が溶融して多孔質セラミック支持体２に移動しても、残った有価物を金網ごと回収することも有効である。これにより、樹脂が溶融、燃焼したあとの処理物は、ガラス、セルなどがバラバラになることなく回収できる。

＜多孔質セラミック支持体２＞
本発明に適用できる多孔質のセラミック支持体２は、前記温度（具体的には４２５℃～５７５℃程度）で安定であり、多孔構造を有していれば何ら制限なく使用できる。具体的な材料としてはアルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、コーディエライト、フェライト、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、フォルステライト、ジルコン、ムライト、ステアタイト、窒化アルミニウム等の安定かつ一般的なセラミック材料が挙げられる。

多孔質セラミック支持体２の孔径は特に制限はないが、４５０℃付近でＥＶＡおよびＰＥＴ等が溶融したときに浸み込みやすい０．１～５ｍｍ程度が好適である。表面のセル数も特に制限はないが、５～５０ｐｉｘｅｌｐｅｒｉｎｃｈ（以下「ｐｐｉ」と略す）のものが望ましい。空孔率も何ら制限はないが、５０～９５％程度のものが望ましい。特に連続気孔の３次元骨格構造のものが好適に使用することができる。

多孔質セラミック支持体２の形状としても特に制限はないが、太陽電池モジュール３に使用されている樹脂が落下しないように配置するため、板状のものを好適に使用することができる。また、溶融した樹脂成分が前記多孔質セラミック支持体２の外部に漏れ出ることによる「すす」の発生を抑制できる観点から、前記多孔質セラミック支持体２のバックシート４を積載する面の大きさ（面積）は、アルミ枠を外していない場合、アルミ枠内に収まる範囲内で可能な限り大きいことが好ましく、太陽電池モジュール３からアルミ枠を外している場合、バックシート４の底面積より大きい方が好ましい。

多孔質セラミック支持体２の厚みについても何ら制限はないが、１０～６０ｍｍ程度のものが好適である。

上記のような多孔質セラミック支持体２としては、アルミナ、炭化ケイ素およびコーディエライト製のセラミックフォーム、セラミックフィルターまたはセラミックフォームフィルターと呼ばれる製品が好適である。

本発明の方法で廃太陽電池を処理する際に、前記太陽電池モジュール３を、そのバックシート４面を下側にして、前記多孔質セラミック支持体２の上に載置する。バックシート４面を下側にすることにより、バックシート４および封止用樹脂層５を構成する樹脂成分が、加熱により溶融し、次いで、重力の作用により多孔質セラミック支持体２の方向へと流れ出る。

多孔質セラミック支持体２は、多孔質であることから、流れ落ちてきた樹脂は熱分解炉内の雰囲気との接触面積が大きくなる。そのため、さらなる加熱による燃焼の効率が高くなり、「すす」の発生を抑制することができる。

＜多孔質材料１＞
本発明で用いられる、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料１において、遷移金属酸化物は、酸化状態では酸素を吸着し、芳香族系樹脂が燃焼中に酸化分解されて生じる芳香環を有する有機化合物を分解する能力を有する。このような多孔質材料１を使用することで、「すす」の発生を抑制できる。

前記遷移金属酸化物としては、例えば、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀の酸化物を何ら制限なく使用することができる。

これらの中でも好ましくはスカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅の第一遷移元素の酸化物、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀の第二遷移元素の酸化物、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金の第三遷移元素の酸化物が挙げられ、より好ましくはルチル型またはアナターゼ型の酸化チタン（IV）、酸化クロム（III）、酸化鉄（III）および酸化銅（II）等の遷移金属酸化物が好適に利用できる。これらは複合酸化物の状態であってもよい。

多孔質材料１としては、前記多孔質セラミック支持体２と同じく樹脂成分の燃焼温度で安定であればよく、同様の材質のものが挙げられる。多孔質材料１の形状は特に限定されず、いわゆる触媒の担体とできるものであれば特に限定はされないが、前記太陽電池モジュール３を載置する多孔質セラミック支持体２と同様の板状の多孔質成形体であることがより好ましい。

前記遷移金属酸化物を多孔質材料１に担持させる方法は、公知の技術が何ら制限なく用いることができる。具体的には、遷移金属酸化物を含む溶液に多孔質材料１をディップコーティング、ウォッシュコーティング、スプレーコーティングまたはスピンコーティングなどを用いて含浸担持させる方法が一般的である。その後、溶液の沸点以上まで加温することにより溶液を除去する方法が最も簡単である。また、遷移金属酸化物を溶融させたものを多孔質材料１に噴射させる溶射技術を利用してもよい。

本発明では、前記遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料１に多孔質セラミック支持体２を載置する。

前記多孔質材料１の大きさとしては、太陽電池モジュール３を含む被処理物の安定性の観点から、多孔質材料１の積載面が、前記多孔質セラミック支持体２の底面積と同程度以上であると好ましい。前記多孔質材料１の厚みとしては、１０～６０ｍｍ程度のものが好適である。多孔質材料１の表面のセル数は、前記多孔質セラミック支持体２と同様に５～５０ｐｉｘｅｌｐｅｒｉｎｃｈ（以下「ｐｐｉ」と略す）の範囲にあることが好ましい。空孔率も何ら制限はないが、前記多孔質セラミック支持体２と同様に５０～９５％程度のものが望ましい。空孔率も何ら制限はないが、５０～９５％程度のものが望ましい。特に連続気孔の３次元骨格構造のものが好適に使用することができる。

以下、本発明の回収方法の実施形態について実施例を参照に説明するが、本発明は以下の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。

なお、本発明で用いた棚板は、耐熱性を有しており、積載された太陽電池モジュール３、多孔質セラミック支持体２および多孔質材料１を加熱することができる態様であればよく、例えば、セラミック製棚板およびＳＵＳ製金網が挙げられる。

［実施例１］
太陽電池モジュール３としては、京セラ製多結晶シリコン太陽電池「ＫＤ２７０ＨＸ-ＢＰＥＦＭＳ」を用いて評価を行った。なお、バックシート４についている電極およびアルミフレームは加熱処理工程の前に取り除いた。

多孔質セラミック支持体２としてのセラミックフィルターは、(メーカー：日本ルツボ（材料：炭化ケイ素）１０ｐｐｉ３００ｍｍ×４００ｍｍ×１５ｍｍｔを用いた（これを多孔質セラミック支持体（Ａ－１）とする）。

触媒を担持する多孔質材料１は、(メーカー：日本ルツボ（材料：炭化ケイ素）１０ｐｐｉ３００ｍｍ×４００ｍｍ×４５ｍｍｔのセラミックフィルターを用いた。このセラミックフィルターに、酸化クロム（III）（富士フィルム和光純薬株式会社製）を水に懸濁させながら攪拌し、セラミックフィルターを浸漬させてディップコーティングを行い、４５０℃で乾燥させて、クロム担持多孔質材料（Ｂ－１）を作製した。クロム担持多孔質材料（Ｂ－１）では、コーティングする前の質量は、２３００ｇであり、コーティングし、乾燥させた後の質量は２８５９ｇであった。

２，１００ｍｍ×１，２１０ｍｍ×５０ｍｍの底を格子状とした鉄製トレイを製作し、このクロム担持多孔質材料（Ｂ－１）を設置した。その上に多孔質セラミック支持体（Ａ－１）を設置した。さらに多孔質セラミック支持体（Ａ－１）の上に、スペーサー部材８としてステンレス製格子型スペーサー（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を載せて所定の間隔を設け、格子型スペーサーの上に、前記太陽電池モジュール３を、バックシート４が下側になるように設置した。

熱分解炉としてはガス炉を使用した。当該ガス炉として、タクト送りチェーンブロー式の炉長５，４００ｍｍ、炉内幅２，３００ｍｍ、炉内高さ２８０ｍｍの熱風循環式熱処理装置を用いた。ガスバーナー部には、メタリックバーナーＭＪＰＥ－２００Ｋを用い、ＬＰガスと空気の混合ガスを燃焼させて加熱した。加熱した混合ガスを足立機工性「６．０－ＬＦリミットロードファン」（４５０ｍ³／ｍｉｎ、２．０ｋＰａ、３０ｋｗ）で熱分解炉部の下側からスリットで絞って供給し、クロム担持多孔質材料（Ｂ－１）に勢いよく吹き付け、熱風の送気を行った。熱分解炉内の酸素濃度を６ｖｏｌ％以上１５ｖｏｌ％未満の範囲に制御した。なお、炉内の温度は４９０℃に制御し、２０分間加熱処理を行った。炉内温度の変化を、太陽電池モジュール３のバックシート４下中央の温度で評価した。

［実施例２］
スペーサー部材８として実施例１で用いたステンレス製格子型スペーサーの代わりに、（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ２０ｍｍ）のステンレス製格子型スペーサーを用いて、実施例１と同様の加熱処理を行った。

［実施例３］
実施例１で用いたステンレス製格子型スペーサーの代わりに、（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ）のステンレス製格子型スペーサーを用いて、実施例１と同様の加熱処理を行った。

［比較例１］
ステンレス製格子型スペーサーを使用しない以外は、実施例１と同様の加熱処理を行った。

図４に、実施例１～３および比較例１の加熱処理における、加熱時間に対する炉内温度の変化を示す。

いずれも、燃焼に伴う炉内温度のピークが観察されるが、所定の間隙を設けた実施例１～３では、間隙を設けない比較例１と、ピーク時間の差分を評価すると、実施例はいずれも比較例１に比べ炉内温度にピークを生じる時間が早くなることが分かった。具体的に、間隙を設けていない比較例１に比べ、実施例１で１２６秒、実施例２および３で１０４秒ピーク時間が早くなり、加熱が短時間で達成され、処理効率が高くなっていることが分かった。

［実施例４］
実施例１において、多孔質セラミック支持体２として、セラミックフィルターに、メーカー：日本ルツボ（材料：炭化ケイ素）７ｐｐｉ、３００ｍｍ×４００ｍｍ×１５ｍｍｔを用いた(多孔質セラミック支持体（Ａ－２）とする)。

触媒を担持する多孔質材料１としては、(メーカー：日本ルツボ（材料：炭化ケイ素、７ｐｐｉ、３００ｍｍ×４００ｍｍ×４５ｍｍｔのセラミックフィルターを用い、実施例１と同様に、酸化クロム（III）を用いて、クロム担持多孔質材料（Ｂ－２）を作製した。クロム担持多孔質材料（Ｂ－２）では、コーティングする前の質量は、２３００ｇであり、コーティングし、乾燥させた後の質量は２８５９ｇであった。

このクロム担持多孔質材料（Ｂ－２）および多孔質セラミック支持体（Ａ－２）を実施例１と同様に設置した。さらに多孔質セラミック支持体（Ａ－２）の上に、スペーサー部材８としてステンレス製格子型スペーサー（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を載せて所定の間隔を設け、格子型スペーサーの上に、前記太陽電池モジュール３を、バックシート４が下側になるように設置した。

熱分解炉としてはガス炉を使用した。実施例１で用いた熱分解炉部の下側からスリットで絞って供給し、クロム担持多孔質材料（Ｂ－２）に勢いよく吹き付け、熱風の送気を行った。熱分解炉内の酸素濃度を制御することなく、炉内の温度は５００℃に制御し、１５分間加熱処理を行った。

［実施例５］
スペーサー部材８として実施例４で用いたステンレス製格子型スペーサーの代わりに、（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ３０ｍｍ）のステンレス製格子型スペーサーを用いて、実施例４と同様の加熱処理を行った。

［実施例６］
スペーサー部材８として実施例４で用いたステンレス製格子型スペーサーの代わりに、（格子の間隔：１６０ｍｍ、高さ４０ｍｍ）のステンレス製格子型スペーサーを用いて、実施例４と同様の加熱処理を行った。

図５に、実施例４～６の加熱工程における、加熱時間に対する温度の変化を示す。

その結果、間隙が１０ｍｍの実施例４は、実施例４および５よりピーク最大となる時間が、３０秒早いことが分かった。間隙が３０ｍｍと４０ｍｍは同じ変化であり、これ以上、間隙を離しても変わらないと考えられる。

このことから、間隔を高くしても、太陽電池モジュールへ当たる風量が変わらずに、熱分解時間に差がないと考えられ、最適な間隔を設ける意義が高いことが分かった。

１：多孔質材料
２：多孔質セラミック支持体
３：太陽電池モジュール
４：バックシート
５：封止用樹脂層
６：セル
７：強化ガラス
８：スペーサー部材
９：吊り上げ部材

Claims

樹脂製のバックシートおよび封止用樹脂層を有する太陽電池モジュール（Ｃ）を熱分解炉内で加熱することにより、前記太陽電池モジュール（Ｃ）に含まれる樹脂成分を溶融して酸化分解させる加熱工程を含む、廃太陽電池を連続的に処理する方法であって、
前記加熱工程の際に、前記太陽電池モジュール（Ｃ）を、多孔質セラミック支持体（Ａ）上に、多孔質セラミック支持体（Ａ）から離間して載置し、かつ、前記多孔質セラミック支持体（Ａ）を、遷移金属酸化物を担持させた多孔質材料（Ｂ）上に積層した状態で、熱風を、多孔質材料（Ｂ）側から、多孔質材料（Ｂ）および多孔質セラミック支持体（Ａ）内部および太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙に送気することを特徴とする、廃太陽電池の処理方法。
多孔質セラミック支持体（Ａ）および太陽電池モジュール（Ｃ）との間にスペーサー部材を設置する、または、太陽電池モジュール（Ｃ）の吊り上げ部材を熱分解炉上部も設置することで、太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）とを離間させることを特徴とする請求項１に記載の、廃太陽電池の処理方法。
太陽電池モジュール（Ｃ）と多孔質セラミック支持体（Ａ）との間隙が、３～５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の廃太陽電池の処理方法。
多孔質セラミック支持体（Ａ）および多孔質材料（Ｂ）の表面のセル数が、５～５０ｐｉｘｅｌｐｅｒｉｎｃｈ（以下「ｐｐｉ」と略す）の範囲にあることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。
太陽電池モジュール（Ｃ）の下に落下防止用の網状構造体が設置されてなる、請求項１～４のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。
前記加熱工程後に、有価物を回収する、請求項１～５のいずれか１項に記載の廃太陽電池の処理方法。