JP6157904B2 - 太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法およびそのシステム - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法およびそのシステムに関する。

近年、太陽光を電気に変換する太陽電池が普及している。それとともに、太陽電池を構成する太陽電池モジュールに関する研究および開発も著しく進んでいる。その結果、太陽電池モジュールの生産量は世界規模で増加している。

その一方、近年、太陽電池の分野においても、産業廃棄物の削減および資源の再利用という観点から、太陽電池モジュールを構成する部材を回収する技術も強く求められている。この技術としては、例えば特許文献１に記載の技術が挙げられる。

この技術は、ＣＩＳ系薄膜と呼ばれる銅（Ｃｏｐｐｅｒ）、インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ）およびセレン（Ｓｅｌｅｎｉｕｍ）の３つを主要元素としつつ、インジウムの一部がガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ）に置き換えられた薄膜を光吸収膜として使用した太陽電池モジュールに関するものである。特許文献１においては、当該薄膜は、ガラス基板とカバーガラスに挟まれる形で封止材により封止されている。

特許文献１の技術は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールを構成部材ごとに分離していく技術である。具体的に言うと、フレームなどの周辺部材を除去する前処理工程を行った後、封止材を熱処理により軟化させてカバーガラスを水平方向に押して分離または垂直方向に引き上げて分離し、カバーガラスを回収している（例えば特許文献１の［００３７］）。その後、窓層（ｎ型半導体）およびバッファー層を溶解させたり、光吸収層を機械的に除去したり、各々の構成部材の回収に必要な工程を行っている。

特開２００４−１８６５４７号公報

特許文献１に記載の技術は、確かに、太陽電池モジュールから構成部材を回収することができる。しかしながら、この方法では、多くの作業量と作業時間が必要となる。その上、構成部材の回収の際の品位の低下のおそれもある。

その原因が、カバーガラスの回収工程にある。まず、特許文献１に記載の技術は、各構成部材を順次除去ないし回収する技術である。それを示すがごとく、特許文献１に記載の技術においては、「カバーガラスを水平方向に押して分離」および「カバーガラスを引き上げ」という言葉が示すように、可能な限りカバーガラスが割れないようにカバーガラスの分離を行っている。別の言い方をすると、カバーガラスとガラス基板とが混ざらないようにしている。つまり、各構成部材が混ざりあうことなく構成部材の回収を行っている。

確かに、特許文献１に記載の技術ならば、各構成部材を混ぜ合わせずに構成部材の回収が行えるため、回収された構成部材の品位は向上するように見える。ただその一方で、構成部材の数ごとに除去ないし回収工程が必要となる。その結果、多くの作業量と作業時間が必要となる。

また、カバーガラスの回収について言うと、カバーガラスの回収の段階においては、太陽電池モジュールは、フレームなどの周辺部材を除去する前処理工程を経ている。そのため、カバーガラスおよびガラス基板にひびが入っている場合が大半である。そうなると、カバーガラス回収工程において、カバーガラスが割れてしまい、カバーガラスの回収率が低下してしまう。更に、ガラス基板も割れることにより、カバーガラスおよびガラス基板が混ざってしまい、カバーガラスのみを回収することが困難となる。また、特許文献１におけるガラス基板にはＣＩＳ系薄膜が付着している。そのため、ガラス基板にカバーガラスが混ざることにより、特許文献１の技術だと回収された構成部材の品位が向上するはずなのに、回収物の回収率を大きく低下させてしまい、更には回収物となる構成部材（例えば特許文献１におけるＣＩＳ系薄膜）の品位を大きく低下させてしまうことも考えられる。

本発明は、高品位な構成部材の回収を高い回収率で実現することができ、しかも構成部材の回収に係る作業を大幅に簡略可能とする太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法およびそのシステムを提案することを課題とするものである。

上記の課題を解決すべく、本発明者は鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、特許文献１に記載の技術のような「各構成部材が混ざりあうことのない構成部材の回収」とは真逆の手段を想到した。つまり、ガラス基板部材とカバーガラス部材とを、両者ともガラスという特性を利用し、割れた状態で混じり合わせた状態から構成部材を回収するという手法を想到した。そして、割れた状態の両者を篩にかけ、両者の厚みの違いを利用して両者を篩い分けるという知見を得た。

以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
ガラス基板部材と、
前記ガラス基板部材とは異なる厚みを有し且つ前記ガラス基板部材を覆うカバーガラス部材と、
を構成部材として有する太陽電池モジュール部材から少なくとも一つの構成部材を回収する太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法において、
互いに分離され且つ割れた状態となった前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材に対し、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分別するカバーガラス部材分別工程を有する、太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法である。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記太陽電池モジュール部材は、前記カバーガラス部材分別工程の前に予め、別の構成部材の除去が行われたものであり、且つ、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを固着させる固着部材を有しており、
前記カバーガラス部材分別工程の前に、前記太陽電池モジュール部材を熱処理することにより、前記固着部材による固着状態を解くとともに前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を割れた状態にして、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分離させる分離工程を更に有する。

本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の発明において、
前記分離工程後かつ前記カバーガラス部材分別工程前に、前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を含むガラス部材と当該ガラス部材以外の部材とを篩分けにより分別するガラス部材分別工程を更に有する。

本発明の第４の態様は、第１ないし第３のいずれかの態様に記載の発明において、
前記カバーガラス部材分別工程においてはスリット型の開口を有する篩を用いる。

本発明の第５の態様は、第４の態様に記載の発明において、
前記篩においては、天地方向における天の方向の開口の方が、天地方向における地の方向の開口よりも幅が広い。

本発明の第６の態様は、
ガラス基板部材と、
前記ガラス基板部材とは異なる厚みを有し且つ前記ガラス基板部材を覆うカバーガラス部材と、
を構成部材として有する太陽電池モジュール部材から少なくとも一つの構成部材を回収する太陽電池モジュール部材の構成部材回収システムにおいて、
互いに分離され且つ割れた状態となった前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材に対し、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分別するカバーガラス部材分別手段を有する、太陽電池モジュール部材の構成部材回収システムである。

本発明の第７の態様は、第６の態様に記載の発明において、
前記太陽電池モジュール部材は、別の構成部材の除去が行われたものであり、且つ、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを固着させる固着部材を有しており、
前記太陽電池モジュール部材を熱処理することにより、前記固着部材による固着状態を解くとともに前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を割れた状態にして、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分離させる分離手段を更に有する。

本発明の第８の態様は、第７の態様に記載の発明において、
前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を含むガラス部材と当該ガラス部材以外の部材とを篩分けにより分別するガラス部材分別手段を更に有する。

本発明の第９の態様は、第６ないし８のいずれかの態様に記載の発明において、
前記カバーガラス部材分別手段はスリット型の開口を有する篩である。

本発明の第１０の態様は、第９の態様に記載の発明において、
前記篩においては、天地方向における天の方向の開口の方が、天地方向における地の方向の開口よりも幅が広い。

本発明によれば、高品位な構成部材の回収を高い回収率で実現することができ、しかも構成部材の回収に係る作業を大幅に簡略可能とする。

本実施形態における太陽電池モジュール部材の概要を示す断面図である。 本実施形態における太陽電池モジュール部材の回収システムの概要を示す図である。 本実施形態におけるカバーガラス部材分別手段の概要を示す断面図である。 本実施形態における太陽電池モジュール部材の回収方法を示すフローチャートである。 本実施例における重量分布率、カバーガラス品位およびカバーガラス回収率を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、次の順序で説明を行う。
１．太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム
１−Ａ）太陽電池モジュール部材の基本的構成
１−Ｂ）回収システムの構成
２．太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法
２−Ａ）前処理工程
２−Ｂ）ガラス基板部材とカバーガラス部材とを分離させる分離工程
２−Ｃ）ガラス部材分別工程
２−Ｄ）カバーガラス部材分別工程
２−Ｅ）その他
３．実施の形態による効果
４．変形例等

また、本明細書における「太陽電池モジュール部材」とは、一つの太陽電池を構成する太陽電池モジュールそのもの、または太陽電池モジュールからいくつかの構成部材が分離または付加されたもののことを指す。
「ガラス基板部材」とは、ガラス基板そのもの、またはガラス基板に対していくつかの構成部材が付加されたもののことを指す。例えば、ガラス基板にＣＩＳ系薄膜を形成したものもガラス基板部材に含まれる。また、ガラス基板の形状から変形されたものもガラス基板部材に含まれる。例えば、ガラス基板が割れた状態のものもガラス基板部材に含まれる。
「カバーガラス部材」についても、ガラス基板部材と同様とする。本実施形態においては、カバーガラスのみの場合について述べる。つまり、カバーガラス部材はカバーガラスそのものの場合について述べる。

なお、本実施形態においては、説明を簡便にするため、回収される構成部材としてカバーガラス部材に焦点を当てた例について述べる。そのため、２−Ｄ）において「カバーガラス部材」分別工程と名付けている。

また、以下に記載が無い構成については、公知の構成（例えば特許文献１に記載の構成）を一部採用しても構わない。

＜１．太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム＞
１−Ａ）太陽電池モジュール部材の基本的構成
まず、本実施形態での処理対象となる太陽電池モジュール部材１の基本的構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の概要を示す断面図である。なお、本発明は、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを有する太陽電池モジュール部材１であれば適用可能であるが、一例として、特許文献１に記載されているＣＩＳ系の太陽電池モジュール部材１を用いて説明する。以降、単に「太陽電池モジュール部材１」とも言う。

本実施形態における太陽電池モジュール部材１は、以下の構成を有している。
まず、ガラス基板２ａの上に太陽電池デバイス２ｂが形成されている。そして、太陽電池デバイス２ｂ上に封止材４（本実施形態における固着部材）を設けることにより、ガラス基板２ａとカバーガラス部材３との間に太陽電池デバイス２ｂを挟み込んで封止している。つまり、カバーガラス部材３は、ガラス基板部材２を覆うように形成されている。

ガラス基板２ａにおいて太陽電池デバイス２ｂが形成された面に対向する面にはバックシート５が形成されており、バックシート５には電気配線用接続箱６などが適宜形成されている。そして、ガラス基板２ａ、太陽電池デバイス２ｂ、封止材４およびカバーガラス部材３を有する積層体の側面を、シール材７を介してフレーム８で固定している。

太陽電池デバイス２ｂは、特許文献１に記載のように、ガラス基板２ａ側から順に、金属裏面電極、ＣＩＳ系薄膜であるところの光吸収層（ｐ型半導体）、高抵抗バッファー層および窓層（ｎ型半導体）が設けられた複層構造を有している。各層には適宜、太陽電池モジュール部材１に必要なパターンが形成されている。

ガラス基板２ａおよびカバーガラス部材３の材料としては、板状のガラスであれば構わない。一例としては、白板ガラスや青板ガラスなどの強化ガラスが挙げられる。
但し、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とは、互いに異なる厚さを有する必要がある。割れた状態のガラス基板部材２とカバーガラス部材３とが混じり合ったものに対し、割れたガラスの厚さの違いを利用して篩い分けるためである。詳しくは＜２．太陽電池モジュール部材１の構成部材回収方法＞にて後述する。なお、具体的な厚さについては、互いに異なる厚さを有し、後述のカバーガラス部材分別手段１４で篩い分け可能な厚さであれば、特に限定されない。

ＣＩＳ系薄膜の材料としては、太陽電池モジュール部材１に用いられるＣＩＳ系薄膜の公知の材料を使用しても構わない。一例を挙げると、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｅ、Ｓなどから成るカルコパイライト系と呼ばれるＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物を用いても構わない。
また、金属裏面電極、高抵抗バッファー層および窓層（ｎ型半導体）については公知の材料を用いても構わない。

封止材４（固着部材）としては、太陽電池デバイス２ｂを封止することが可能なものならば公知の材料を使用しても構わない。例を挙げるとすると、透明なプラスチック材料で、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、ポリエステル樹脂から選択される材料を使用しても構わない。ただ、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）は、費用および使い勝手という点で好ましい。３００〜５００℃の温度範囲で熱処理することで、封止材４を分解ないし除去可能だからである。

１−Ｂ）回収システムの構成
次に、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の構成部材回収システムの構成について、図２を用いて説明する。

図２は、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の構成部材回収システムの概要を示す図である。図２に示すように、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の構成部材回収システムは、少なくとも以下の構成を有している。
・前処理手段１１
・ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離させる分離手段１２
・ガラス部材分別手段１３
・カバーガラス部材分別手段１４

なお、図２における白抜き矢印は、処理対象物である太陽電池モジュール部材１の流れを指す。特記の無い限り、各手段には、各手段による処理を受けた後の部材を回収するための手段（例えば回収コンベアや回収容器）を設けておくものとする。また、各手段の間（例えばガラス部材分別手段１３とカバーガラス部材分別手段１４との間）には、処理対象となる部材を運搬するための運搬手段（例えばベルトコンベア１５）が設けられていても構わない。

前処理手段１１は、太陽電池モジュール部材１に設けられた周辺部材を除去することが可能なものならば、公知の構成を用いても構わない。周辺部材としては、上記のバックシート５、電気配線用接続箱６、シール材７およびフレーム８が挙げられる。なお、ここで除去された周辺部材は、適宜、再利用される。金属製の周辺部材は、金属製錬材料として再利用され、プラスチック製の周辺部材は、燃料として再利用される。

分離手段１２は、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離させることが可能なものならば、公知の構成を用いても構わない。本実施形態においては、固着部材による固着状態を解くための分離手段１２として熱処理手段を採用する。熱処理手段としては対象に対して熱処理を行えるものならば、公知の構成を用いても構わない。例えば、電気炉のような加熱炉と空気の噴射による冷却が可能な冷却室を備えた構成を採用しても構わない。つまり、前処理手段１１による前処理工程を経た太陽電池モジュール部材１を熱処理手段に投入し、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを固着させていた固着部材を加熱により除去する。そして、固着部材による固着状態を解く。

なお、熱処理手段による処理が行われた後、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３は、割れた状態となる。太陽電池モジュール部材１は前処理工程を経ているため、カバーガラスおよびガラス基板２ａにひびが入っている。そのため、このひびをきっかけに、カバーガラスおよびガラス基板２ａが割れる。また、ガラス基板２ａに付着しているＣＩＳ系薄膜も、ガラス基板２ａに付着したままガラス基板２ａとともに割れる。その結果、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３は、互いに分離され且つ割れた状態となる。

つまり、特許文献１だと回避していたはずのカバーガラスの割れ、そしてその原因となるひびの発生となる前処理工程すらも、本実施形態においては積極的に課題の解決のために利用している。

ガラス部材分別手段１３は、太陽電池モジュール部材１におけるガラス部材とそれ以外の部材とを分別することが可能なものならば、公知の構成を用いても構わない。なお、ここで言う「ガラス部材」とは、太陽電池モジュール部材１において用いられる部材であって、ガラスにより形成された部材の総称であり、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３を含む。以降、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３のことをまとめて述べるときは、単に「ガラス部材」と称する。

ガラス部材分別手段１３としては、例えば、篩が挙げられる。篩の開口の形状は任意のもので構わない。ガラス部材分別手段１３により、ガラス部材に比べて大きすぎる部材およびガラス部材に比べて小さすぎる部材を、分別しておく。一例を挙げると、割れたガラス部材は通過するが、割れたガラス部材よりも大きな部材は篩の上に残る程度の開口を有する篩に、太陽電池モジュール部材１をかける。そうすると、割れたガラス部材およびガラス部材に比べて小さすぎる部材が開口を通過する。その後、別の篩を用いて、割れたガラス部材を分別する。別の篩の開口は、割れたガラス部材が篩の上に残る程度の大きさに設定する。こうして、割れたガラス部材をその他の部材から分別する。この複数の篩を組み合わせた織り網を用いても構わない。なお、目開きの大きさに関しては、平面視で正方形状の目開きの一辺が１ｍｍ（以降、ｍｍ□と称する。）〜４ｍｍ□であれば好ましく、２ｍｍ□〜４ｍｍ□であるのが更に好ましい。平面視で円形状の目開きの場合、目開きの直径が上記のサイズであれば好ましい。
その後、ガラス部材であるガラス基板部材２およびカバーガラス部材３に対して、各々の部材を分別することになる。

カバーガラス部材分別手段１４は、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分別することが可能な篩である。この篩としては、スリット型の開口を有する篩を用いるのが好ましい。当該篩はウエッジワイヤースクリーンとも呼ばれる。

ウエッジワイヤースクリーンは、複数の長尺な金属板を数ｍｍの間隔で配置したうえで、当該複数の金属板を固定するための別の金属棒を、当該複数の金属板に対し垂直な方向に接合させることにより構成される。

一般に用いられる篩は、目開きと呼ばれる平面視正方形または円形の開口が設けられている。その一方、ウエッジワイヤースクリーンだと、結果的に平面視矩形状の開口が設けられている。つまり、通常の篩よりも開口１つあたりの面積が大きい。そのため、ウエッジワイヤースクリーンは、本来は、目詰まりを抑制させつつ篩分けの速度を向上させるために用いられている。

しかしながら、本実施形態においては、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３との間の厚みの相違を用いて篩分けを行う。言い換えれば、異なる厚みを有する複数のガラス部材を、ガラス部材の厚さに応じて分別するために、スリット型の開口を有する篩を用いている。

ここで、上記の「厚みの相違を用いて篩分けを行う」について説明する。
ガラス部材は脆性破壊により割れやすいけれども、ガラス部材に与えられる衝撃の度合いを調整すれば、微細な粒子状になるまで砕かれることはなく、ガラス部材がもともと有していた厚さを維持したまま割れた破片となる。そのため、スリット型の開口の短辺の長さ（以降、単に「開口の幅」とも言う。）を、ガラス基板部材２の厚さ（例えば２ｍｍ）とカバーガラス部材３の厚さ（例えば４ｍｍ）との間の値（例えば３ｍｍ）に設定すれば、ウエッジワイヤースクリーンの上にカバーガラス部材３の破片が残存し、ガラス基板部材２はスリット型の開口から落下する。しかもスリット型の開口であるため、もともとが板状だったガラス部材が開口を通過しやすい。そのため、カバーガラス部材３を分別する際の作業効率を向上させることができる。
これは、分別対象が「ガラス部材」であり、容易に割れた状態になり、破片となりつつも板状だったころの厚さを維持できることを最大限に利用するからこそ奏する効果である。

逆に言うと、ガラス部材が、もともと有していた厚さを維持できない程度に粒子状まで砕かれた場合は、本実施形態の適用が困難となる。そのため、本実施形態のガラス部材は、粒子状ではなく「割れた状態」とする必要がある。

ただ、割れた状態のガラス部材であっても、破片の中には砕かれることによりもともとの厚さよりも小さな厚さを有する破片になるものも存在すると考えられる。しかしながら、厚さが異なる複数の種類のガラス部材に衝撃を与えたとしても、厚い板状のガラス部材の破片は、薄い板状のガラス部材の破片よりも、厚さが大きくなる。結果的に、板状だったガラス部材の厚さそのものを完全に維持できない程度にガラス部材が破砕されるにしても、厚さの影響を有している程度に破砕されていれば、厚さの異なるガラス部材をウエッジワイヤースクリーンにより篩い分けることは可能であり、ひいては、本発明を適用することが可能となる。
以上を踏まえ、本明細書における「割れた状態」とは、板状だったガラス部材の厚さの影響を有したままの状態のことを指す。

また、本実施形態においては、篩における開口の幅にも特徴がある。図３は、本実施形態におけるカバーガラス部材分別手段の概要を示す断面図である。

図３に示すように、天地方向における天の方向（図３で言う上方）の開口の方が、天地方向における地の方向（図３でいう下方）の開口よりも幅が広い。

通常の篩においては、目詰まりを避けるため、また、開口を通過した対象物が早急に篩の下方へ落ちるようにするため、上方の開口の幅は狭く、且つ、下方の開口の幅は広く設定している。
しかしながら、本実施形態においては、割れたガラス部材を分別するため、あえて通常とは逆の構成を採用している。

まず、上方の開口の幅が広いと、篩を振動させた際に、ガラス部材が開口に嵌りやすくなる。図３の白抜き矢印に示すように、ガラス部材の破片がガラス部材の破片が開口に嵌ると、水平面に載置されていた破片は、破片の側面が徐々に天地方向に向くように傾きを変える。別の言い方をすると、ガラス部材の破片を側面で立ちあがらせることになる。そのまま破片は側面を下にして、篩の下方の開口へと滑り落ちる。

しかしながら、上記の厚みの例を用いて説明すると、カバーガラス部材３は４ｍｍの厚さを有している一方、下方の開口の幅が３ｍｍであるとすると、下方の開口にてカバーガラス部材３がつっかえることになる。それに対し、ガラス基板部材２は２ｍｍの厚さを有しているため、下方の開口を通過する。つまり、上方の開口の幅を広くすることにより、ガラス部材のように板状の部材の破片を開口に嵌りやすくし、破片を立たせやすくする。

粒子状の物質とは異なり、ガラス部材の破片は、平面視の際のサイズが厚さに比べて大きく、篩の開口を通過しにくい。しかしながら、上記の構成を採用した篩を使用することにより、ガラス部材であっても効率よく篩い分けることが可能となる。しかも、下方の開口の幅を狭くしているため、ガラス部材におけるガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを効率よく篩い分けることが可能となる。言い換えれば、ウエッジワイヤーの長手方向に対する垂直断面をテーパ状とするのが好ましい。

上記の構成以外にも、適宜必要となる手段を設けても構わない。
例えば、分離手段１２であるところの熱処理手段に投入できないくらい太陽電池モジュール部材１が大きい場合に備え、太陽電池モジュール部材１をカットするカット手段を設けても構わない。カット手段としては、太陽電池モジュール部材１をカットすることができるものならば公知の構成を採用しても構わない。例えば、カッターを用いても構わない。

なお、カット手段による処理を受けた太陽電池モジュール部材１においては、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３に相当のひびが入ることになる。そのため、熱処理手段において、固着部材を加熱により除去する際に、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３を割れた状態とすることが可能となる。その結果、以下に説明する破砕手段による処理が不要となる。

本実施形態においては、破砕手段を別途設けても構わない。例えば、分離手段１２であるところの熱処理手段に太陽電池モジュール部材１を投入して、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離し且つ割れた状態としても、割れた破片が大きすぎることも考えられる。そうなると、先に行われるガラス部材分別手段１３による処理において、ガラス部材に比べて大きすぎる構成部材へと、ガラス部材が分別されることになってしまう。そのため、熱処理手段による処理を経たガラス部材をそれ以外の部材から好適に分別できる程度にガラス部材を破砕する破砕手段を設けても構わない。破砕手段としては、ガラス部材を破砕することができるものならば公知の構成を採用しても構わない。例えば、ボールミルを用いても構わない。

但し、ここで言う「破砕」とは、ガラス部材がもともと有していた厚みを維持する程度にガラス部材を砕くことであって、厚みを維持できないような粒子状になるまで砕くことを指すものではない。

＜２．太陽電池モジュール部材１の構成部材回収方法＞
次に、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の構成部材回収方法（回収工程）について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における太陽電池モジュール部材１の構成部材回収方法を示すフローチャートである。なお、以下の工程の内容は、１−Ｂ）回収システムの構成にて説明した内容と重複する部分もある。そのため、以下に記載が無い内容については、１−Ｂ）回収システムの構成にて説明した通りである。

２−Ａ）前処理工程
前処理工程においては、前処理手段１１により、太陽電池モジュール部材１に設けられた周辺部材を除去する。具体例を挙げると、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールから、手作業にて電気配線用接続箱６を分離する。電極部分の銅リボンや半田材料はスクレーパー等により機械的に削り落して分離する。

２−Ｂ）ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離させる分離工程
分離工程においては、熱処理手段により、太陽電池モジュール部材１に熱処理を加える。前処理工程によりガラス部材にひびが入っているという助けもあり、熱処理により、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３は、互いに分離され且つ割れた状態となる。なお、加熱炉の加熱温度は、固着部材による固着状態を解き且つ割れた状態になるような処理を確実に行うべく好ましくは３００〜５００℃、更に好ましくは４００℃〜５００℃とする。

２−Ｃ）ガラス部材分別工程
ガラス部材分別工程においては、ガラス部材分別手段１３により、太陽電池モジュール部材１におけるガラス部材とそれ以外の部材とを分別すべく、太陽電池モジュール部材１を複数の篩にかける。そして、ガラス部材に比べて大きすぎる部材およびガラス部材に比べて小さすぎる部材を、分別しておく。

なお、この段階で、割れたガラス部材を、平面視で比較的大きなものと比較的小さなものとに分別しておいても構わない。具体例を挙げると、非常に大きな目開きを有する網と非常に小さな目開きを有する網とを織り込んだ織り網を用い、ガラス部材以外の構成部材であって、ガラス部材に比べて非常に大きな構成部材および非常に小さな構成部材を分別しておく。その上で、ガラス部材に対し、比較的大きな目開きを有する網と比較的小さな目開きを有する網とを織り込んだ織り網を用い、平面視のサイズにおける篩分けを行っても構わない。

上記の構成を用いる理由としては、以下の通りである。
既に説明したように、本実施形態におけるガラス基板２ａにはＣＩＳ系薄膜が付着している。そのため、ガラス基板部材２が割れるにしても、カバーガラスに比べて割れにくくなり、ガラス基板部材２の破片が大きくなりやすくなる。つまり、ガラス部材の中でも平面視で比較的大きなサイズを有するものの中には、ガラス基板部材２が多く含まれる。そのため、平面視で比較的大きなサイズを有するガラス部材に対し、後述の２−Ｄ）カバーガラス部材分別工程を行うことにより、相当量のガラス基板部材２（ひいてはＣＩＳ系薄膜）を回収することができる。ただ、結局、２−Ｄ）カバーガラス部材分別工程において厚さの違いを利用してガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを良好に分別することが可能になることに変わりはない。

もちろん、本工程において、カバーガラス部材分別手段１４のようなスリット型の開口を有する篩を用いても構わない。

２−Ｄ）カバーガラス部材分別工程
カバーガラス部材分別工程においては、カバーガラス部材分別手段１４により、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分別する。

２−Ｅ）その他
分離手段１２であるところの熱処理手段に投入できないくらい太陽電池モジュール部材１が大きい場合、太陽電池モジュール部材１をカットするカット手段によるカット工程を行っても構わない。カット工程を行うタイミングに関しては制限されないが、２−Ａ）前処理工程と２−Ｂ）分離工程の間に行うと、ガラス部材に多くのひびがはいることにより２−Ｂ）分離工程にてガラス部材が割れ、破砕手段による破砕工程が不要になるため好ましい。

なお、本明細書における「熱処理することにより、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３を割れた状態とする」という表現は、熱処理によりガラス部材が初めて割れる場合も含むし、カット手段により太陽電池モジュール部材１（ひいてはガラス部材）が分割されて既に割れた状態となったうえで熱処理によりガラス部材が更に割れる場合も含む。

また、熱処理手段による処理を経たガラス部材を、ガラス部材をそれ以外の部材から好適に分別できる程度に破砕する破砕手段による破砕工程を設けても構わない。破砕工程を行うタイミングに関しては制限されないが、固着部材によるガラス基板部材２とカバーガラス部材３との間の固着が解かれた後が好ましい。つまり、２−Ｂ）分離工程と２−Ｃ）ガラス部材分別工程との間に破砕工程を行うのが好ましい。

ところで、２−Ａ）〜２−Ｅ）の全体または一部の工程を自動化しても構わない。
例えば、２−Ａ）前処理工程を経た後の太陽電池モジュール部材１をホッパなどの貯蔵部に溜めておき、一定量ごとにベルトコンベア１５に載せ、分離手段１２へと太陽電池モジュール部材１を投入可能な構成を採用しても構わない。そして、所定の時間、２−Ｂ）分離工程を行い、分離手段１２からベルトコンベア１５に太陽電池モジュール部材１が排出され、太陽電池モジュール部材１ががベルトコンベア１５によりガラス部材分別工程に搬送可能な構成を採用しても構わない。

それに加え、ガラス部材分別工程を行う複数の篩と、その後のカバーガラス部材分別工程を行うウエッジワイヤースクリーンを多段式に設けても構わない。つまり、太陽電池モジュール部材１に対し、ガラス部材分別工程を行うための複数の篩を通過させ、ガラス部材のみを分別し、ガラス部材に対してウエッジワイヤースクリーンによる篩い分けを行い、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分別する処理を自動で行うような構成を採用しても構わない。これらの構成を採用することにより、太陽電池モジュール部材１の回収システムの大幅な自動化および太陽電池モジュール部材１の大量処理が可能となり、作業効率が著しく向上する。

以上の工程を経て、太陽電池モジュール部材１の構成部材が回収される。なお、回収される構成部材としては、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３の少なくともいずれかはもちろんのこと、例えばガラス基板部材２に付着したＣＩＳ系薄膜も挙げられる。ＣＩＳ系薄膜を回収する場合は、破片となったガラス基板部材２からＣＩＳ系薄膜を剥がす処理を行う。この処理については公知の手法を用いても構わず、例えば所定の薬品を用いてＣＩＳ系薄膜を剥がし、その後、ＣＩＳ系薄膜を回収しても構わない。

＜３．実施の形態による効果＞
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

本実施形態においては、特許文献１に記載の技術のような「各構成部材が混ざりあうことのない構成部材の回収」とは真逆の手段を採用している。つまり、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを、両者ともガラスという特性を利用し、割れた状態で混じり合わせた状態から構成部材を回収している。そして、割れた状態の両者を篩にかけ、両者の厚みの違いを利用して両者を篩い分けている。

その結果、可能な限りカバーガラスが割れないようにカバーガラスの分離を行う必要がなくなり、各構成部材が混ざりあうことを心配する必要が無くなり、構成部材の数ごとの除去ないし回収工程の大半が省略可能となる。

また、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とが割れた状態で混じりあっていたとしても、厚さの差を利用して両者を分別することが可能となる。これは、分別対象が「ガラス部材」であり、容易に割れた状態になり、破片となりつつも板状だったころの厚さを維持できることを最大限に利用するからこそ奏する効果である。これにより、仮にガラス基板２ａに回収対象となる構成部材（例えばＣＩＳ系薄膜）が付着していたとしても、確実に回収対象となる構成部材を太陽電池モジュール部材１から回収することができる。

以上の通り、本実施形態によれば、高品位な構成部材の回収を高い回収率で実現することができ、しかも構成部材の回収に係る作業が大幅に簡略可能となる。

＜４．変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

（ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３以外のガラス部材が含まれる場合）
上記の実施形態では、ガラス部材が、ガラス基板部材２およびカバーガラス部材３という２つ存在する場合について述べた。その一方で、これら以外のガラス部材が割れた状態で更に混ざり合っていても、本発明を適用し得る。この場合、例えば、一つのガラス部材が上記のカバーガラス部材分別手段１４（ウエッジワイヤースクリーン）の上に残るように開口の幅を設定し、次に、ウエッジワイヤースクリーンを通過したガラス部材を、異なる開口の幅を有するウエッジワイヤースクリーンによる篩にかける。そうすると、もう一つのガラス部材が、別のウエッジワイヤースクリーンの上に残る。そして最後の一つのガラス部材は、別のウエッジワイヤースクリーンを通過する。こうして、ガラス部材を各々分別することが可能となる。

（カバーガラス部材分別手段１４の開口の形状）
上記の実施形態では、カバーガラス部材分別手段１４の開口がスリット型である場合を述べた。ここで言う「スリット型の開口」の形状は、平面視で長尺な開口であってもよいし、ある方向に長尺な開口があり、その開口と連通する形で、その開口に垂直な方向に複数の開口が離間して設けられた構造であってもよい。また、平面視で矩形状であっても構わないし、楕円状であっても構わない。もちろん、スリット型の開口以外の形状を採用しても構わない。結局、ガラス部材を厚さに応じて分別可能な形状の開口を有するものであれば、カバーガラス部材分別手段１４として適格である。

（分離手段１２が熱処理手段以外の場合）
上記の実施形態では、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離する分離手段１２として、熱処理手段を挙げた。その一方、熱処理手段以外であっても、分離手段１２として使用し得る。

例えば、熱処理手段によって、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを固着する固着部材を除去せず単に軟化させる場合、固着を解くための工程が必要となる。この工程としては、上記のカット工程や破砕工程が挙げられる。

カット工程の場合について詳しく言うと、熱処理工程において固着部材を軟化させた太陽電池モジュール部材１に対し、カット工程を行う。そうすると、太陽電池モジュール部材１すなわちガラス基板部材２およびカバーガラス部材３がカットされ、割れた状態となるのと同時に、カットの衝撃で固着が解かれることになる。この場合、カット工程が分離工程となり、カット手段が分離手段１２となる。また、破砕工程の場合についても同様のことが言える。その場合、破砕工程が分離工程となり、破砕手段が分離手段１２となる。

（分離工程等の省略化）
上記の実施形態では、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とを分離させる分離手段１２を設け、分離工程を行う場合について述べた。その一方で、本発明の大きな特徴の一つは、「厚さの異なるガラスの破片が混ざり合った状態から、厚さの違いを利用して篩い分ける」ことである。上記の特徴を実現するためには、予め、厚さの異なるガラスの破片が混ざり合ったものを用意しておけば足りる。そのため、例えば他者が厚さの異なるガラスの破片が混ざり合ったものを用意しておき、用意されたガラスの破片に対してカバーガラス部材分別工程を行っても構わない。
また、カバーガラス部材分別工程以外の工程、および、カバーガラス部材分別手段１４以外の手段についても、適宜省略可能である。

（ガラス以外の物質に対する篩い分け）
上記の実施形態では、ガラス部材に対して篩分けを行う場合について述べた。その一方で、ガラスと同様に割れが生じ得る物質からなる板状部材が複数種類混じり合ったものに対しても、本発明の技術的思想を適用し得る。例えば、シリコンウエハとカバーガラスとの組み合わせであっても、上記の篩い分けが可能であると考えられる。
上記の内容を反映させた分別方法および分別システムは、幅広く表現すると以下の通りである。

互いに異なる厚みを有し且つ互いに分離され且つ割れた状態となって混ざり合った複数種の板状部材に対し、前記板状部材における厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記板状部材を分別する分別工程を有する、分別方法。

互いに異なる厚みを有し且つ互いに分離され且つ割れた状態となって混ざり合った複数種の板状部材に対し、前記板状部材における厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記板状部材を分別する分別手段を有する、分別システム。

上記の構成は、本発明の課題と同様に、従来だと構成部材ごとに分離しなければならなかった技術に対して有効である。効果については、上記の実施形態で述べたのと同様の効果を奏する。

更に言うと、板状部材に対し非板状部材（一定の厚さを有さない塊状部材）が混じり合ったものに対しても、本発明の技術的思想を適用し得る。
上記の内容を反映させた分別方法および分別システムは、幅広く表現すると以下の通りである。

板状部材と非板状部材とが混ざり合ったものに対し、前記板状部材を割れた状態とした上で、スリット型の開口を有する篩を用いて篩分けを行うことにより、前記板状部材を分別する分別工程を有する、分別方法。

板状部材と非板状部材とが混ざり合ったものに対し、前記板状部材を割れた状態とした上で、スリット型の開口を有する篩を用いて篩分けを行うことにより、前記板状部材を分別する分別手段を有する、分別システム。

上記の構成も、本発明の課題と同様に、従来だと構成部材ごとに分離しなければならなかった技術に対して有効である。効果については、上記の実施形態で述べたのと同様の効果を奏する。具体例を挙げると、一定の厚さを有する板状部材に、コネクタ等の塊状部材が複数接続されている場合、板状部材を割れた状態にした上で、上記の実施形態の篩分けを行う。そうすると、板状部材は一定の厚みを有するままなので、スリット型の篩を通過する。その一方、塊状部材が接続されたままの部分の板状部材は、篩を通過することができない。その後、塊状部材が接続されたままの部分の板状部材から、塊状部材を適宜取り外す処理を行うことにより、作業の効率化を図ることができる。

次に実施例を示し、本発明について具体的に説明する。もちろん本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例＞
１）前処理工程
ＣＩＳ系太陽電池モジュール部材を３セット用意し、各々のセットからフレームおよび配線用接続箱を手作業により取り除いた。きれいに剥がれない部分はスクレーパーを用いて削り取った。その後、３セットの太陽電池モジュール部材（つまり基板ガラス３枚およびカバーガラス３枚を含む部材）に対して、カッターによりカット工程を行い次工程の電気炉に入る大きさにした。
２）分離工程
太陽電池モジュール部材を電気炉にて４００℃で加熱し、封止材による基板ガラスとカバーガラスとの固着部材を除去した。その後にボールミルを用い、基板ガラスとカバーガラスの割れた破片が平面視で略矩形（約１０ｍｍ×約１０ｍｍ）になるまで細かく破砕した。なお、ガラス基板部材２は、厚さ１．８ｍｍ前後の青板ガラスであった。カバーカラスは厚さ３．２ｍｍ前後の白板ガラスであった。上記の破砕においては、これらの厚さが維持できる程度の衝撃に留めておいた。
３）ガラス部材分別工程
目開きが１０ｍｍ□の網と目開きが２ｍｍ□の網との織り網を振動させ、篩分けを行った。なお、２ｍｍ□の網を通過した細粒群は、銀を多く含むため、製錬原料として回収した。φ１０ｍｍ篩下φ２ｍｍ篩上にてガラス部材の８５％を回収した。カバーガラスの品位は５７．６％であった。
４）カバーガラス部材分別工程
回収したガラス部材を振動させたウエッジワイヤースクリーンに通し、篩分けを行った。ウエッジワイヤースクリーンのスリットの幅は２．３５ｍｍとし、開口の長尺方向の長さは２１ｍｍとした。

＜比較例＞
従来技術と同様に、１セットの太陽電池モジュール部材１に対し、加熱処理工程の後、手作業による剥ぎ取り工程、残渣処理工程を経て、１セットの太陽電池モジュール部材１からカバーガラスと基板ガラスとを分離回収した。

＜結果＞
本実施例において、以上の太陽電池モジュール部材１の構成部材回収方法を太陽電池モジュール部材１に適用させた結果を、図５を用いて以下に示す。
図５は、本実施例における重量分布率、カバーガラス品位およびカバーガラス回収率を示す図である。

なお、「重量分布率」は、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したカバーガラス部材３について言うと、カバーガラス部材分別工程を受けるガラス部材の重量に対し、ウエッジワイヤースクリーンを通過したものの重量％のことを指す。
「カバーガラス品位」は、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したカバーガラス部材３について言うと、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したものに対するカバーガラス部材３の重量％のことを指す。
「カバーガラス回収率」は、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したカバーガラス部材３について言うと、太陽電池モジュール部材１におけるカバーガラス部材３の重量に対し、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存することにより回収されたカバーガラス部材３の重量％のことを指す。

なお、上記の数値を算出するために行われる、カバーガラス部材３とガラス基板部材２との分別は、目視で行った。本実施例におけるガラス基板部材２には黒色のＣＩＳ系薄膜が付着しているため、ガラス基板部材２の破片は黒く着色しているように見える。一方、カバーガラス部材３には着色した薄膜が付着していないため、カバーガラス部材３の破片は白色に見える。

図５に示すように、まず、２−Ｃ）ガラス部材分別工程において、太陽電池モジュール部材１における総重量の８５％の部材をガラス部材として分別した。次に、２−Ｄ）カバーガラス部材分別工程において、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したものにおけるカバーガラス部材３の重量分布率は４２．２％であり、ガラス基板部材２の重量分布率は０．１％だった。そして、ウエッジワイヤースクリーンの上に残存したものにおけるカバーガラス部材３のカバーガラス品位は９９．８％であり、カバーガラス回収率は８６．１％であった。なお、全ての工程に要した作業時間は１セットの太陽電池モジュール部材あたり１１分であった。
その結果、ガラス基板部材２とカバーガラス部材３とが割れた状態で混ざり合っていたとしても、ウエッジワイヤースクリーンによって両者を良好に分別できた。

一方、従来技術である比較例では、カバーガラス部材３のカバーガラス品位は９８％であり、カバーガラス回収率は９０％であった。しかしながら、作業時間に関しては、以下のようになった。
・電気炉への投入 ： １分
・加熱 ：３０分
・カバーガラスの剥ぎ取り ： ５分
・残渣処理 ： ２分
合計 ：３８分
つまり、１セットの太陽電池モジュール部材あたりに要した時間は３８分であった。その結果、実施例での処理時間に対して３倍以上も作業時間がかかってしまい、回収効率という点では実施例に及ばなかった。

１………太陽電池モジュール部材
２………ガラス基板部材
２ａ……ガラス基板
２ｂ……太陽電池デバイス
３………カバーガラス部材（カバーガラス）
４………封止材
５………バックシート
６………電気配線用接続箱
７………シール材
８………フレーム
１１……前処理手段
１２……分離手段
１３……ガラス部材分別手段
１４……カバーガラス部材分別手段
１５……ベルトコンベア

Claims (10)

1. ガラス基板部材と、
   前記ガラス基板部材とは異なる厚みを有し且つ前記ガラス基板部材を覆うカバーガラス部材と、
   を構成部材として有する太陽電池モジュール部材から少なくとも一つの構成部材を回収する太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法において、
   互いに分離され且つ板状時の厚さを維持したまま割れた状態となった前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材に対し、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分別するカバーガラス部材分別工程を有する、太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法。
2. 前記太陽電池モジュール部材は、前記カバーガラス部材分別工程の前に予め、別の構成部材の除去が行われたものであり、且つ、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを固着させる固着部材を有しており、
   前記カバーガラス部材分別工程の前に、前記太陽電池モジュール部材を熱処理することにより、前記固着部材による固着状態を解くとともに前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を割れた状態にして、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分離させる分離工程を更に有する、請求項１に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法。
3. 前記分離工程後かつ前記カバーガラス部材分別工程前に、前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を含むガラス部材と当該ガラス部材以外の部材とを篩分けにより分別するガラス部材分別工程を更に有する、請求項２に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法。
4. 前記カバーガラス部材分別工程においてはスリット型の開口を有する篩を用いる、請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法。
5. 前記篩においては、天地方向における天の方向の開口の方が、天地方向における地の方向の開口よりも幅が広い、請求項４に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収方法。
6. ガラス基板部材と、
   前記ガラス基板部材とは異なる厚みを有し且つ前記ガラス基板部材を覆うカバーガラス部材と、
   を構成部材として有する太陽電池モジュール部材から少なくとも一つの構成部材を回収する太陽電池モジュール部材の構成部材回収システムにおいて、
   互いに分離され且つ板状時の厚さを維持したまま割れた状態となった前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材に対し、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材との間の厚みの相違を用いて篩分けを行うことにより、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分別するカバーガラス部材分別手段を有する、太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム。
7. 前記太陽電池モジュール部材は、別の構成部材の除去が行われたものであり、且つ、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを固着させる固着部材を有しており、
   前記太陽電池モジュール部材を熱処理することにより、前記固着部材による固着状態を解くとともに前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を割れた状態にして、前記ガラス基板部材と前記カバーガラス部材とを分離させる分離手段を更に有する、請求項６に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム。
8. 前記ガラス基板部材および前記カバーガラス部材を含むガラス部材と当該ガラス部材以外の部材とを篩分けにより分別するガラス部材分別手段を更に有する、請求項７に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム。
9. 前記カバーガラス部材分別手段はスリット型の開口を有する篩である、請求項６ないし８のいずれかに記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム。
10. 前記篩においては、天地方向における天の方向の開口の方が、天地方向における地の方向の開口よりも幅が広い、請求項９に記載の太陽電池モジュール部材の構成部材回収システム。

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