KR101490088B1 - Solar cell recycling jig from waste solar modules and solar cell recycling method from waste solar modules using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐태양전지 셀 회수용 지그 및 이를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강화유리/봉지제(EVA)/셀(실리콘)/봉지제(EVA)/백시트의 샌드위치 구조로 형성된 태양전지에서 열분리를 이용하여 셀(실리콘)이 깨지지 않고 그대로 분리해 낼 수 있는 최적의 조건을 찾아냄으로써, 가장 효율적으로 태양전지 셀을 회수 및 재생시켜 태양전지의 소재로 재사용할 수 있는 폐태양전지 셀 회수용 지그 및 이를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waste photovoltaic cell recycling jig and a waste solar cell recycling method using the same. In the solar cell formed by the sandwich structure, the optimum condition for separating the cell (silicon) without breaking is obtained by using the heat separation, so that the solar cell can be recovered and regenerated most efficiently for reuse as the material of the solar cell And more particularly, to a jig for recovering waste solar cells and a method for collecting waste solar cells using the same.
본 발명은 [산업통상자원부]의 국가연구개발사업의 일환으로 [코리아노블메탈(주)]가 주관기관인 과제고유번호: [10044920], 연구사업명: 글로벌전문기술개발사업, 연구과제명: "폐태양전지 모듈 재자원화 기술개발"에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a technology development project for a global research and development project of [Ministry of Commerce, Industry and Energy], [Korea Noble Metal Co., Ltd.] Development of solar cell module recycling technology ".
태양전지는 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸며, P형 반도체와 N형 반도체라고 하는 2종류의 반도체를 사용해 전기를 일으키는 장치이다.Solar cells convert sunlight energy into electrical energy and generate electricity using two types of semiconductors, p-type and n-type.
태양전지의 전기 발생 원리를 설명하면, 태양전지에 빛이 조사될 때 태양전지 내부에서 전자와 정공이 발생하고, 발생된 전하들은 P, N극으로 이동하여 P극과 N극 사이에 전위차가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.When the solar cell is irradiated with light, electrons and holes are generated inside the solar cell, and the generated charges move to the P and N poles, and a potential difference occurs between the P and N poles At this time, when a load is connected to the solar cell, current flows.
최근 신재생에너지 개발, 특히 그 중에서도 태양광 발전은 대표적인 무공해, 비고갈성 에너지원으로 활용범위 및 실용화 가능성이 높게 평가되어 최근 10년 동안 43%의 높은 성장률을 보이고 있으며, 이에 의한 발전 및 생산설비의 증대가 활발한 상황이다. 태양전지는 구성되는 물질의 종류에 따라 실리콘, 화합물 반도체와 같은 무기소재로 이루어진 무기물 태양전지와, 유기물질을 포함하고 있는 유기물 태양전지로 구분될 수 있고, 효율과 안정성의 문제로 인해 결정질 실리콘 태양전지가 전세계 시장의 약 90% 정도를 차지하고 있다.In recent years, new and renewable energy development, especially solar power generation, has been rated as a representative pollution-free and non-geothermal energy source and has been highly evaluated for its potential for practical use. It has shown a high growth rate of 43% over the last 10 years. This is an increasingly active situation. The solar cell can be divided into an inorganic solar cell made of an inorganic material such as silicon and a compound semiconductor and an organic solar cell containing an organic substance depending on the kind of the material to be formed. Due to the problem of efficiency and stability, Batteries account for about 90% of the global market.
태양전지의 최소단위를 셀이라 하며, 단일 태양전지 셀로부터 발생 가능한 전압은 매우 낮기 때문에 태양전지 셀로부터 사용가능한 전압을 얻기 위하여 다수의 셀을 배열하여 제작되고 있다. 이와 같이 여러 셀을 묶은 단위를 태양전지 모듈이라 한다.The minimum unit of a solar cell is called a cell. Since a voltage that can be generated from a single solar cell is very low, a plurality of cells are arranged in order to obtain a usable voltage from the solar cell. The unit that bundles several cells is called a solar cell module.
태양전지는 일반적으로 강화유리/봉지제(EVA)/셀(실리콘)/봉지제(EVA)/백시트의 샌드위치 구조로 형성된다. 각 층간 봉지제로는 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate; EVA)이 사용된다.Solar cells are typically formed of sandwich structures of tempered glass / encapsulant (EVA) / cell (silicon) / encapsulant (EVA) / backsheet. Ethylene vinyl acetate (EVA) is used as an interlayer sealing agent.
전체 태양전지 가격의 약 60%를 태양전지 모듈이 차지하고 있으며, 태양전지 모듈 가격의 약 40%가 실리콘 재질의 결정성 기판이 차지하고 있다. 따라서, 태양전지 관련 산업의 안정적인 원료공급 및 성장을 위해서는 핵심 원료인 결정성 실리콘의 확보 및 폐태양전지의 셀 재사용 기술이 절실히 요구되고 있다.Approximately 60% of the total solar cell price is occupied by the solar cell module, and about 40% of the solar cell module cost is occupied by the crystalline substrate of the silicon material. Therefore, in order to supply and grow stable raw materials for the solar cell industry, it is urgently required to secure crystalline silicon, which is a core raw material, and to reuse cells of waste solar cells.
이러한 구조의 태양전지를 재사용하기 위해, 봉지제로 사용된 EVA 성분을 제거하여 각층을 완전히 분리하는 것이 경제적이며, 관련기술로는 유기용매법, 질산법, 열분해법, 유동층 연소법 등이 있다. 유기용매법을 적용한 선행기술로 한국공개특허공보 제2011-0031688호, 한국공개특허공보 제2012-0000148호가 개시되어 있다.In order to reuse a solar cell having such a structure, it is economical to completely separate each layer by removing the EVA component used as an encapsulating agent, and related technologies include an organic solvent method, a nitric acid method, a pyrolysis method, and a fluidized bed combustion method. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0031688 and Korean Laid-Open Patent Publication No. 2012-0000148 are disclosed as prior art to which the organic solvent method is applied.
하지만, 유기용매법과 질산법은 각각 10~20일, 25시간 정도의 장시간 처리가 요구되고, 공정 중 발생되는 공정 폐액의 2차 환경오염 요소가 존재하며 회수되는 태양전지 셀이 분리 중 EVA의 스웰링(부풀음) 현상으로 파손되는 문제점이 있다. 또한, 열분해법과 유동층 연소법은 각각 520, 450℃ 이상의 고온조건이 요구되어 공정 중 NOx 등 유해가스가 발생함은 물론 태양전지 셀을 감싸고 있는 봉지제(EVA)가 유리/봉지제(EVA)/셀의 밀실한 공간에서 450이상의 온도에서 열분해되어 CO, CO2 및 VOCs가스를 발생하게 되고 발생된 가스는 상대적으로 약한 셀 쪽으로 분출됨과 동시에 셀이 파손되는 단점이 있다.However, the organic solvent method and the nitric acid method require a long treatment time of about 10 to 20 days and 25 hours, respectively, and there is a secondary environmental pollution element of the process waste fluid generated during the process, There is a problem that it is broken due to ring (swelling) phenomenon. The pyrolysis method and the fluidized bed combustion method are required to be operated at a high temperature of 520 ° C and 450 ° C respectively, so that noxious gas such as NOx is generated during the process, and the sealing material (EVA) The CO, CO 2, and VOCs gases are generated at a temperature of 450 or more in the closed space of the cell, and the generated gas is ejected toward the relatively weak cell and the cell is broken.
한편, 지구 온난화 방지와 기존 화석연료 고갈로 인하여 태양광 에너지에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 예를 들어, 맥킨지의 '글로벌 태양광 시장보고서(Solar power; Darkest before dawn)'에 따르면 2020년 세계 태양광발전 누적 설치용량이 400~600GW에 달할 전망이고, 누적 설치용량 만큼 폐기 또는 재활용되어야 하는 태양광 패널도 증가하는데, 세계 각국은 태양광발전 보급 및 확산에 주력하고 있으나, 태양광 패널은 설치도중 파손, 운송 중 파손, 화재사고, 자연재해 등 여러 가지 이유로 태양광 패널의 최대수명인 30년을 다 채우지 못하고 폐기되거나 재활용되고 있는 실정이다.On the other hand, demand for solar energy is continuously increasing due to the prevention of global warming and depletion of existing fossil fuels. For example, according to McKinsey's "Solar power (Darkest before dawn)", the cumulative installed capacity of the world's photovoltaic power generation in 2020 is expected to reach 400 to 600 GW, Solar panels are also increasing, but countries around the world are focusing on spreading and spreading solar power. However, solar panels are not expected to have the maximum lifespan of 30% of photovoltaic panels due to various reasons such as damage during installation, damage during transportation, It is disused or recycled without full years.
현재 태양광 패널의 재활용 단계는 6단계로 나눌 수 있으며, 폐기된 태양광 패널의 회수 공정, 열처리 공정, 각 부품별 분류 공정, 화학적 처리 공정, 결정성장 공정, 새로운 태양광 패널제조 공정으로 분류된다. 폐기된 태양광 패널을 재활용 할 때 재활용 가능성과 활용 범위가 가장 큰 부분은 알루미늄 프레임과 유리이지만, 환경에 가장 큰 영향을 미치는 태양광 패널의 셀(Cell)을 재활용하는 것이 가장 중요하다.Currently, recycling of solar panels can be divided into 6 stages, and they are classified into recycling process of waste photovoltaic panels, heat treatment process, classification process of each part, chemical treatment process, crystal growth process, and new solar panel manufacturing process . Recycling of discarded photovoltaic panels is largely due to the aluminum frame and glass, but it is most important to recycle the cells of the photovoltaic panels that have the greatest impact on the environment.
특히, 태양광 기술의 선진국인 독일을 중심으로 태양광 패널의 재활용 연구가 활발히 진행되고 있으며, PV CYCLE이라는 단체에서 태양광 패널 재활용을 적극적으로 추진하고 있다. 또한, WEEE 지침에 따라 태양광 패널은 전자 폐기물로 분류되어 엄격한 규제를 받고 있고, 2018년에는 폐기된 태양광 패널의 85%를 회수해야 하고, 그 중 80%는 재활용 프로세스를 거쳐 재사용되어야 한다.In particular, research on the recycling of solar panels has been actively conducted mainly in Germany, which is a developed country of solar technology, and PV CYCLE is actively promoting the recycling of solar panels. In addition, according to the WEEE Directive, solar panels are classified as electronic waste and are subject to stringent regulations. In 2018, 85% of the obsolete photovoltaic panels must be recovered, of which 80% must be recycled and reused.
최근에는 유럽국가 뿐만 아니라 미국, 중국에서도 유럽의 선진 태양광 패널 기술을 활용하여 에너지 생산뿐만 아니라 친환경적인 사후 처리 방법을 찾기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, research has been actively conducted not only in European countries but also in the US and China to find eco-friendly post-treatment methods as well as energy production by utilizing advanced European solar panel technology.
이에 따라, 국내에서도 생산 및 판매에만 주력할 것이 아니라 친환경적인 정책 흐름에 맞춰 재활용 연구 개발 및 실증 설비 계획을 준비해야 하고, 친환경적인 에너지 생산을 위해서 시작한 태양광발전인 만큼 재활용 및 폐기 등의 사후처리 분야에서도 국가적 차원의 지원 정책과 각 기업의 투자 및 연구가 시급히 이루어져야 한다.As a result, we will not only focus on production and sales in Korea, but also prepare recycling research and development and demonstration equipment plans in accordance with environment-friendly policy trends. In addition, we will start post-processing such as recycling and disposal In the field of education, there is a need for urgent support policy and national investment and research.
따라서, 제조후 20~30년이 경과되어 수명이 다한 폐태양전지 모듈로부터 태양전지 셀을 회수하거나 분리된 셀을 재제조하여 재생 태양전지 모듈로 재생산할 수 있는 태양전지 모듈 리싸이클링 기술, 부수적인 회수, 분리, 재제조 기술의 개발이 시급히 요구되고 있는 상황이다.
Accordingly, the solar cell module recycling technology capable of recovering the solar cell from a spent solar cell module whose lifetime has elapsed 20 to 30 years after its manufacture or reproducing the separated cell and reproducing it as a renewable solar cell module, , Separation, and remanufacturing technologies are urgently needed.
본 발명은 지그를 상부 플레이트와 하부 플레이트로 분리하고, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 폐태양전지를 삽입한 후 열처리할 수 있게 구성함으로써, 폐태양전지의 셀이 파손되지 않고 회수될 수 있는 폐태양전지 셀 회수용 지그를 제공하는데 있다.The present invention can separate a jig from an upper plate and a lower plate and insert a waste solar cell between the upper plate and the lower plate so as to be heat-treated. Thus, the waste solar cell can be recovered And a solar cell recycling jig.
또한, 본 발명은 상부 플레이트에 격자무늬로 형성된 배기유로와 배기홀을 형성함으로써, 폐태양전지의 열분리시 분해가스가 측면으로 용이하게 배출될 수 있도록 하는 폐태양전지 셀 회수용 지그를 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides a waste solar cell recycling jig that allows the decomposition gas to be easily discharged to the side when the waste solar cell is thermally separated by forming an exhaust passage and an exhaust hole formed in a grid pattern on the upper plate have.
또한, 본 발명은 태양전지 모듈의 핵심소재인 태양전지 셀을 회수 및 재사용할 수 있는 최적의 조건을 찾아 가장 효율적으로 태양전지 셀을 회수 및 재생하여 태양전지의 소재로 재사용할 수 있는 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법을 제공하는데 있다.The present invention also relates to a method for recovering and reusing a solar cell, which is a core material of the solar cell module, by finding an optimal condition for recovering and reusing the solar cell, And a method for collecting waste photovoltaic cells using a cell recovery jig.
또한, 본 발명은 강화유리/봉지제(EVA)/셀(실리콘)/봉지제(EVA)/백시트의 샌드위치 구조로 형성된 폐태양전지를 열분리하여 셀이 깨지지 않고 그대로 분리해 낼 수 있는 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법을 제공하는데 있다. The present invention also relates to a method for separating a waste photovoltaic cell formed of a sandwich structure of a reinforced glass / encapsulant (EVA) / cell (silicon) / encapsulant (EVA) / backsheet by thermally separating the cell, And to provide a method for collecting waste photovoltaic cells using a solar cell recovery jig.
또한, 본 발명은 폐태양전지 셀 회수용 지그 내부에 삽입된 폐태양전지를 최적의 조건으로 열처리 함으로써, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 손상없이 반복하여 사용할 수 있는 폐태양전지 셀 회수방법을 제공하는데 있다.The present invention also provides a waste solar cell capable of being repeatedly used without damaging the waste photovoltaic cell recycling jig according to the present invention by heat-treating the waste solar cell inserted in the waste solar cell recycling jig under optimal conditions, And to provide a recovery method.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The various problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그는 태양전지의 백시트가 접하는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트를 고정 결합하는 결합부재를 포함하고, 상기 상부 플레이트는, 태양전지의 열분리 시 분해되는 가스가 측면으로 배출될 수 있도록 가로방향 및 세로방향으로 형성된 배기유로; 상기 배기유로와 연통되게 형성되고, 상기 상부 플레이트 하부면 외측 테두리 부분에 구비된 배기홀; 및 상기 상부 플레이트의 하부면 사측 모서리 부분에 구비되고, 상부 플레이트의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 상부홈을 포함하고, 상기 하부 플레이트는, 태양전지의 강화유리가 안착되고, 하부 플레이트의 내측 상부면에 형성된 안착면; 상기 안착면의 외주면 상에 구비되고 일정 높이로 돌출되게 형성된 걸림턱; 및 상기 걸림턱 상의 사측 모서리 부분에 형성되고, 상기 상부홈과 대응되도록 일정 깊이 파진 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 하부홈을 포함한다.A waste solar cell recycling jig according to the present invention includes: an upper plate to which a back sheet of a solar cell contacts; A lower plate positioned below the upper plate; And an engaging member fixedly connecting the upper plate and the lower plate, wherein the upper plate comprises: an exhaust passage formed in a lateral direction and a longitudinal direction so that gas decomposed when the solar cell is thermally separated is discharged to the side; An exhaust hole formed to communicate with the exhaust passage and provided at an outer rim portion of the lower surface of the upper plate; And an upper groove formed at a corner of the lower surface of the upper plate and formed in the shape of a hole passing through the upper surface and the lower surface of the upper plate to which the fixing member is coupled, A seating surface on which the glass is seated and formed on an inner upper surface of the lower plate; A locking protrusion provided on an outer circumferential surface of the seating surface and protruding at a predetermined height; And a lower groove formed at a corner of the latching jaw and formed in a hole having a predetermined depth so as to correspond to the upper groove, to which the fixing member is coupled.
상기 배기유로는 가로방향 및 세로방향으로 형성되어 격자무늬를 형성할 수 있다.The exhaust passage may be formed in a transverse direction and a longitudinal direction to form a lattice pattern.
상기 배기유로 및 배기홀은 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되고, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되며, 상기 배기유로들 및 배기홀들 사이의 간격은 0.001~5mm 범위로 이격되게 형성될 수 있다.The exhaust passage and the exhaust hole are formed to have a depth in the range of 0.001 to 5 mm, and the transverse and longitudinal lengths are set in the range of 0.001 to 5 mm. The spacing between the exhaust passages and the exhaust holes is 0.001 to 5 mm .
상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트는 열분리되는 태양전지의 규격보다 5~10cm 더 크게 형성될 수 있다.
The upper plate and the lower plate may be formed to be 5 to 10 cm larger than the standard of the solar cell to be thermally separated.
또한, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수방법은 태양전지를 준비하는 단계; 상기 태양전지의 백시트 부분이 상기 상부 플레이트의 하부면에 접하도록 위치시키고, 상기 태양전지의 강화유리 부분이 상기 하부 플레이트의 안착면에 접하도록 상기 태양전지를 상기 폐태양전지 셀 회수용 지그 내측에 삽입하는 단계; 및 상기 태양전지가 삽입된 폐태양전지 셀 회수용 지그를 소성로에 삽입한 후 가열함으로써 상기 태양전지를 열분리하는 단계를 포함하되, 상기 폐태양전지 셀 회수용 지그는, 태양전지의 백시트가 접하는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트를 고정 결합하는 결합부재를 포함하고, 상기 상부 플레이트는, 태양전지의 열분리 시 분해되는 가스가 측면으로 배출될 수 있도록 가로방향 및 세로방향으로 형성된 배기유로; 상기 배기유로와 연통되게 형성되고, 상기 상부 플레이트 하부면 외측 테두리 부분에 구비된 배기홀; 및 상기 상부 플레이트의 하부면 사측 모서리 부분에 구비되고, 상부 플레이트의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 상부홈을 포함하고, 상기 하부 플레이트는, 태양전지의 강화유리가 안착되고, 하부 플레이트의 내측 상부면에 형성된 안착면; 상기 안착면의 외주면 상에 구비되고 일정 높이로 돌출되게 형성된 걸림턱; 및 상기 걸림턱 상의 사측 모서리 부분에 형성되고, 상기 상부홈과 대응되도록 일정 깊이 파진 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 하부홈을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of recovering a spent photovoltaic cell comprising: preparing a solar cell; The solar cell is positioned inside the photovoltaic cell recycling jig such that the back sheet portion of the photovoltaic cell is in contact with the lower surface of the upper plate and the tempered glass portion of the photovoltaic cell is in contact with the seating surface of the lower plate. ; And thermally separating the photovoltaic cell by inserting the photovoltaic cell recycling jig into which the photovoltaic cell is inserted into a firing furnace and heating the photovoltaic cell recycling jig, An abutting top plate; A lower plate positioned below the upper plate; And an engaging member fixedly connecting the upper plate and the lower plate, wherein the upper plate comprises: an exhaust passage formed in a lateral direction and a longitudinal direction so that gas decomposed when the solar cell is thermally separated is discharged to the side; An exhaust hole formed to communicate with the exhaust passage and provided at an outer rim portion of the lower surface of the upper plate; And an upper groove formed at a corner of the lower surface of the upper plate and formed in the shape of a hole passing through the upper surface and the lower surface of the upper plate to which the fixing member is coupled, A seating surface on which the glass is seated and formed on an inner upper surface of the lower plate; A locking protrusion provided on an outer circumferential surface of the seating surface and protruding at a predetermined height; And a lower groove formed at a corner of the latching jaw and formed in a hole having a predetermined depth so as to correspond to the upper groove, to which the fixing member is coupled.
상기 소성로는 5~25℃/min의 승온속도로 가열하여 350~600℃의 온도가 되도록 한 후 30분 내지 24시간 동안 상기 태양전지를 열처리할 수 있다.The baking furnace may be heated at a temperature raising rate of 5 to 25 ° C / min to a temperature of 350 to 600 ° C, followed by heat treatment of the solar cell for 30 minutes to 24 hours.
상기 배기유로는 가로방향 및 세로방향으로 형성되어 격자무늬를 구성하고, 상기 배기유로 및 배기홀은 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되며, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되고, 상기 배기유로들 및 배기홀들 사이의 간격은 0.001~5mm 범위로 이격되게 형성될 수 있다.Wherein the exhaust passage is formed in a transverse direction and a longitudinal direction to form a lattice pattern, the exhaust passage and the exhaust hole are formed to have a depth in the range of 0.001 to 5 mm, the transverse and longitudinal lengths are in the range of 0.001 to 5 mm, The spacing between the flow paths and the exhaust holes may be spaced in the range of 0.001 to 5 mm.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그는 지그를 상부 플레이트와 하부 플레이트로 분리하고, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 폐태양전지를 삽입한 후 열처리할 수 있게 구성함으로써, 폐태양전지의 셀이 파손되지 않고 회수될 수 있다.The waste solar cell recycling jig according to the present invention is configured such that the jig is separated into the upper plate and the lower plate and the waste solar cell is inserted between the upper plate and the lower plate and then heat- Can be recovered without being damaged.
또한, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그는 상부 플레이트에 격자무늬로 형성된 배기유로와 배기홀을 형성함으로써, 폐태양전지의 열분리시 분해가스가 측면으로 용이하게 배출될 수 있도록 한다.In addition, the waste solar cell recycling jig according to the present invention forms an exhaust channel and an exhaust hole formed in a grid pattern on the upper plate, so that the decomposed gas can be easily discharged to the side when the waste solar cell is thermally separated.
또한, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법은 태양전지 모듈의 핵심소재인 태양전지 셀을 회수 및 재사용할 수 있는 최적의 조건을 찾아 가장 효율적으로 태양전지 셀을 회수 및 재생하여 태양전지의 소재로 재사용할 수 있다.In addition, the waste solar cell recovery method using the waste solar cell recycling jig according to the present invention finds the optimal conditions for recovering and reusing the solar cell, which is the core material of the solar cell module, Can be recovered and regenerated to be reused as a material for a solar cell.
또한, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법은 강화유리/봉지제(EVA)/셀(실리콘)/봉지제(EVA)/백시트의 샌드위치 구조로 형성된 폐태양전지를 열분리하여 셀이 깨지지 않고 그대로 분리해 낼 수 있다.In addition, the waste solar cell recovery method using the waste solar cell recycling jig according to the present invention can be applied to a waste solar cell recycling method using a waste solar cell recycling jig using a jig formed of sandwich structure of reinforced glass / encapsulant (EVA) / cell (silicone) / encapsulant (EVA) The solar cell can be thermally separated and the cell can be separated without breaking.
또한, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법은 폐태양전지 셀 회수용 지그 내부에 삽입된 폐태양전지를 최적의 조건으로 열처리 함으로써, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 손상없이 반복하여 사용할 수 있다.The method for recovering waste solar cells using a waste solar cell recycling jig according to the present invention is characterized in that a waste solar cell inserted in a waste solar cell recycling jig is heat-treated under optimal conditions, It can be used repeatedly without damaging the battery cell recovery jig.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
It will be appreciated that embodiments of the technical idea of the present invention can provide various effects not specifically mentioned.
도 1은 일반적인 태양전지의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그에서 상부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그에서 하부 플레이트를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하지 않은 경우의 셀이 파손되는 원리를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하지 않은 경우, 도 6과 같은 현상에 의해 셀이 파손된 것을 보여주는 사진이다.
도 8은 태양전지의 백시트와 봉지제가 열분해되지 않고 탄화된 상태로 존재하는 것을 보여주는 사진이다.
도 9는 태양전지 셀의 열중량 분석 결과 그래프이다.
도 10은 소성로의 승온속도를 5℃/min 이하로 진행한 경우의 셀 상태를 보여주는 사진이다.
도 11은 소성로의 승온속도를 25℃/min 이상으로 진행한 경우의 셀 상태를 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하지 않고 열분해한 후의 태양전지 셀의 상태를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하여 열분해한 후의 태양전지 셀의 상태를 나타낸 사진이다.1 is a view showing a schematic structure of a general solar cell.
2 is a perspective view of a waste solar cell recycling jig according to the present invention.
3 is a plan view showing an upper plate in a waste solar cell recycling jig according to the present invention.
4 is a plan view showing a lower plate in a waste solar cell recycling jig according to the present invention.
5 is a front view of a waste photovoltaic cell recycling jig according to the present invention.
6 is a schematic view for explaining the principle of the cell being broken when the waste solar cell recycling jig according to the present invention is not used.
FIG. 7 is a photograph showing that the cell is broken by the phenomenon shown in FIG. 6 when the waste solar cell recycling jig according to the present invention is not used.
Fig. 8 is a photograph showing that the back sheet and the encapsulant of the solar cell exist in a carbonized state without thermal decomposition.
9 is a graph showing a result of thermogravimetric analysis of the solar cell.
10 is a photograph showing the state of the cell when the heating rate of the calcining furnace is lowered to 5 DEG C / min or less.
11 is a photograph showing the state of the cell when the heating rate of the calcining furnace is increased to 25 DEG C / min or more.
12 is a photograph showing the state of a solar cell after pyrolysis without using a waste solar cell recycling jig according to the present invention.
13 is a photograph showing the state of a solar cell after pyrolysis using a waste solar cell recycling jig according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.Terms such as top, bottom, top, bottom, or top, bottom, etc. are used to distinguish relative positions in components. For example, in the case of naming the upper part of the drawing as upper part and the lower part as lower part in the drawings for convenience, the upper part may be named lower part and the lower part may be named upper part without departing from the scope of right of the present invention .
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of a waste solar cell recycling jig according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 태양전지의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그에서 상부 플레이트를 보여주는 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그에서 하부 플레이트를 보여주는 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그의 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하지 않은 경우의 셀이 파손되는 원리를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
2 is a perspective view of a waste photovoltaic cell recycling jig according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a photovoltaic cell recycling jig according to the present invention, FIG. 4 is a plan view showing a lower plate in a waste solar cell recycling jig according to the present invention, FIG. 5 is a front view of a waste solar cell recycling jig according to the present invention, and FIG. Fig. 5 is a schematic view for explaining the principle of a cell being broken when a waste solar cell recycling jig according to the present invention is not used.
먼저, 도 1을 참조하면, 태양전지(100)는 일반적으로 강화유리(130)/봉지제(EVA)(132)/셀(실리콘)(134)/봉지제(EVA)(132)/백시트(136)의 샌드위치 구조로 형성된다.First, referring to FIG. 1, a
상기 태양전지(100)는 모듈의 강도, 내구성, 광 투과도를 위해 강화유리(130)가 사용되고, 후면보호 및 열적 안정성을 위해 백시트(136)는 불소 함유 플라스틱 필름이 사용된다. 또한, 각 층간 봉지제(132)로는 폴리비닐부틸알(Polyvinyl Butyral; PVB)과 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate; EVA)이 사용되고 있으나, 경제성 및 성능이 우수한 EVA가 주로 이용된다. 상기 태양전지(100)의 구성은 공지의 기술인 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
The
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)는 강화유리(130)/봉지제(EVA)(132)/셀(실리콘)(134)/봉지제(EVA)(132)/백시트(136)의 샌드위치 구조로 형성된 셀(134)을 열분리를 이용하여 깨지지 않고 그대로 분리해 낼 수 있는 최적의 조건을 찾아냄으로써, 가장 효율적으로 태양전지(100)의 셀(134)을 회수 및 재생하여 태양전지(100)의 소재로 재활용할 수 있는 장치이다. 2 to 6, the waste photovoltaic
또한, 본 발명은 폐태양전지 셀 회수용 지그(200) 내측에 태양전지(100)를 삽입하여 셀(134)을 회수하여 재사용할 수 있는 구성인데, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 사용하지 않고 태양전지(100)에서 셀(134)을 열분리하는 경우, 강화유리(130) 상부에 위치하는 봉지제(EVA)(132)가 분해가스(120) 형태로 열분해된 후, 상기 분해가스(120)가 상부에 위치하는 셀(134)을 관통하여 분출함으로써, 상기 셀(134)이 파손될 수 있다.In addition, according to the present invention, a
도 7은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 사용하지 않은 경우, 도 6과 같은 현상에 의해 셀(134)이 파손된 것을 보여주는 사진인데, 본 발명은 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 이용하여 상기 태양전지(100)를 상부에서 가압함과 동시에 배기유로(211) 및 배기홀(212)을 통하여 분해가스(120)가 용이하게 배출될 수 있도록 구성함으로써, 셀(134)이 파손되지 않은 상태로 회수 및 재생하여 태양전지(100)의 소재로 재활용할 수 있다.
FIG. 7 is a photograph showing that the
본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)는 스테인레스(SUS), 알루미늄, 티타늄, 인코넬 또는 세라믹 재질 등 열에 강한 재질은 모두 사용 가능하고, 상부 플레이트(210), 하부 플레이트(230) 및 결합부재(240)로 구성된다.The waste photovoltaic
상기 상부 플레이트(210)는 상기 태양전지(100)의 백시트가 접하는 부분으로, 태양전지(100)의 상부면과 대응되는 사각의 판상으로 구성되며, 배기유로(211), 배기홀(212) 및 상부홈(214)을 포함한다.The
상기 배기유로(211)는 상기 태양전지(100)의 백시트(136)가 위치하는 상부에 형성되고, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)에 태양전지(100)가 삽입되어 열분리되는 경우, 분해가스(120)가 측면으로 용이하게 배출될 수 있도록 가이드하는 통로 역할을 할 수 있다. 상기 배기유로(211)는 일정한 간격으로 이격되게 형성된 다수개의 유로가 가로방향 및 세로방향으로 형성되고, 상기 유로는 전체적으로 격자무늬를 형성할 수 있다. The
본 발명에서 상기 배기유로(211)는 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되고, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되며, 상기 배기유로(211)들 사이의 간격도 0.001~5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 배기유로(211)가 5mm를 초과하는 경우 태양전지(100)를 고정하는 간격이 커져서 열분리 시 상기 태양전지(100)의 셀(134)이 파괴되는 문제점이 있고, 0.001mm 미만인 경우는 태양전지(100)의 열분리 시 분해가스(120)의 원활한 배출이 이루어지지 않아 부피팽창으로 인한 셀(134)의 파괴가 발생할 수 있다.In the present invention, the
상기 배기홀(212)은 상기 상부 플레이트(210)의 하부면 사측 테두리 부분에 구비되고, 상기 배기유로(211)와 연통되게 형성되어 상기 태양전지(100)가 열분리될 때 생성되는 분해가스(120)가 외부로 배출될 수 있게 한다. 즉, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200) 내측에 삽입되어 열분리되는 태양전지(100)는 열분리 중 분해가스(120)가 발생하게 되는데, 상기 배기유로(211)를 따라 측면으로 이동된 분해가스(120)는 상기 배기홀(212)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. The
상기 배기홀(212)은 배기유로(211)와 동일하게 형성될 수 있는데, 상기 배기홀(212)은 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되고, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되며, 상기 배기홀(212)들 사이의 간격도 0.001~5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 배기홀(212)이 5mm를 초과하는 경우 태양전지(100)를 고정하는 간격이 커져서 열분리 시 상기 태양전지(100)의 셀(134)이 파괴되는 문제점이 있고, 0.001mm 미만인 경우는 태양전지(100)의 열분리 시 분해가스(120)의 원활한 배출이 이루어지지 않아 부피팽창으로 인한 셀(134)의 파괴가 발생할 수 있다.The
상기 상부홈(214)은 상기 상부 플레이트(210)의 사측 모서리 부분에 구비되고, 상기 상부 플레이트(210)의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태로 형성될 수 있다. 상기 상부홈(214) 내주면에는 암나사 형태로 나사산(미도시)이 형성될 수 있는데, 볼트와 같은 결합부재(240)를 이용하여 상기 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)을 체결하여 고정할 수 있다.The
본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)에서 상기 상부 플레이트(210)는 손잡이(216)를 더 포함할 수 있다. 상기 손잡이(216)는 상기 상부 플레이트(210)의 상부면에 구비되고, 작업자가 상기 상부 플레이트(210)를 용이하게 취급할 수 있도록 하기 위하여 구비될 수 있다.
In the waste solar
상기 하부 플레이트(230)는 상기 태양전지(100)의 강화유리(130)가 접하는 부분으로, 태양전지(100)의 강화유리(130)와 대응되도록 사각의 판상으로 구성될 수 있다. 상기 하부 플레이트(230)는 안착면(232), 걸림턱(234) 및 하부홈(236)을 포함한다.The
상기 안착면(232)은 상기 하부 플레이트(230)의 내측 상부면에 형성되고, 태양전지(100)가 용이하게 안착되어 열분리될 수 있도록 일정한 깊이로 파진 형태로 구성될 수 있다. 상기 안착면(232)은 태양전지(100)의 강화유리(130) 부분이 직접 접촉되어 안착되고, 상기 안착면(232) 상에서 열분리될 때 발생되는 태양전지(100)의 분해가스(120)는 상기 상부 플레이트(210)의 배기유로(211) 및 배기홀(212)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.The
상기 걸림턱(234)은 상기 안착면(232)의 외주면 상에 구비되고, 상기 열분리되는 태양전지(100)가 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부로 일정 높이 돌출되게 구성된다. 상기 걸림턱(234)은 배기홀(212)과 맞닿는 하부 플레이트(230)의 테두리 부분에 구비되고, 일측면에는 삽입구(250)가 형성되어 열분리되는 태양전지(100)가 용이하게 출입될 수 있도록 한다.The latching
상기 하부홈(236)은 상기 하부 플레이트(230)에 구비된 걸림턱(234) 상의 사측 모서리 부분에 형성되고, 상기 상부홈(214)과 대응되도록 일정 깊이 파진 구멍 형태로 형성될 수 있다. 상기 하부홈(236)의 내주면에는 암나사 형태로 나사산(미도시)이 형성될 수 있는데, 볼트와 같은 결합부재(240)를 이용하여 상기 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)을 체결하여 고정할 수 있다.
The
상기 결합부재(240)는 상기 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)를 고정 결합하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 결합부재(240)는 볼트나 나사 등이 이용될 수 있는데, 상기 상부홈(214) 및 하부홈(236)을 통하여 결합부재(240)로 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)를 고정 결합함으로써, 태양전지(100)의 열분리시 봉지제(EVA)(132)와 백시트(136)가 탄화되면서 발생되는 휘발성 유기화합물(VOCs) 분해가스(120)가 배기유로(211) 및 배기홀(212)을 통하여 외부로 원활하게 배출되도록 상기 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)를 고정할 수 있다.
The
본 발명에서 상기 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(230)는 열분리되는 태양전지(100)의 용이한 고정을 위해 시판되는 태양전지(100)의 규격보다 5~10cm 더 크게 제작될 수 있다. The
또한, 상기 상부 플레이트(210)와 하부 플레이트(230)는 2:1의 무게비로 형성될 수 있고, 상기 상부 플레이트(210)와 열분리되는 태양전지(100)의 셀은 0.5~3:1의 무게비가 되도록 구성될 수 있다. The
상기 상부 플레이트(210)가 상기 셀의 무게보다 0.5배 미만인 경우에는 열분리시 부피 팽창으로 인해 상부 플레이트(210)가 전복되어 셀(134)이 파괴되는 문제점이 발생할 수 있고, 3배를 초과하는 경우에는 상기 상부 플레이트(210)의 하중에 의해 상기 태양전지(100)의 강화유리(130)가 파괴되는 문제점이 발생할 수 있다.
When the
이하, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 이용한 폐태양전지 셀 회수방법에 대하여 더욱 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for collecting a spent photovoltaic cell using a photovoltaic cell recycling jig according to the present invention will be described in more detail.
먼저, 작업자는 열분리하기 위한 태양전지(100)를 상술한 바와 같이 구성된 폐태양전지 셀 회수용 지그(200) 내측에 삽입할 수 있다. First, the operator can insert the
이때, 작업자는 상기 태양전지(100)의 백시트(136) 부분이 상기 상부 플레이트(210)의 하부면에 접하도록 위치시키고, 상기 태양전지(100)의 강화유리(130) 부분이 상기 하부 플레이트(230)의 안착면(232)에 접하도록 상기 태양전지(100)를 상기 폐태양전지 셀 회수용 지그(200) 내측에 삽입할 수 있다.At this time, the operator places the
다음으로, 작업자는 상기 태양전지(100)가 삽입된 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 열처리 기구(즉, 소성로)에 삽입한 후 가열함으로써, 상기 태양전지(100)를 열분리할 수 있다. 이때, 상기 소성로는 5~25℃/min의 승온속도로 가열하여 350~600℃의 온도가 되도록 하고, 유지시간을 30분 내지 24시간 동안 열처리함으로써, 열분리한 후 상기 태양전지(100)의 셀(134)을 자연냉각하는 경우에도 상기 셀(134)이 파손되지 않도록 할 수 있다.Next, the operator inserts the waste solar
본 발명에서 상기 소성온도를 350℃ 이하로 진행할 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 태양전지(100)의 백시트(136)와 봉지제(EVA)(132)가 완전히 열분해되지 않고 탄화된 상태로 존재하기 때문에 파손되지 않은 셀(134)을 안전하게 회수할 수 없다. 또한, 소성온도를 600℃ 이상으로 진행할 경우, 장시간의 냉각시간이 필요하여 생산성 저하의 문제가 발생되며, 냉각시 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)의 수축 팽창에 따른 오차 범위가 커져서 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 반복하여 사용하는 것이 불가능해진다.In the present invention, when the firing temperature is lowered to 350 DEG C or less, the
도 9에 도시된 태양전지(100) 셀(134)의 열중량 분석 결과 그래프를 참조하면, 온도의 변화에 관계없이 셀(134)의 중량은 일정하나, 300℃ 이상의 온도에서는 백시트(136) 및 봉지제(EVA)(132)의 열분해가 이루어져 중량이 감소하는 것을 알 수 있고, 또한, 600℃ 이상의 온도에서는 백시트(136) 및 봉지제(EVA)(132)가 완전 분해되어 가스(CO2)로 증발하는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 소성온도는 350~600℃로 유지함으로써, 백시트(136) 및 봉지제(EVA)(132)를 완전 열분해하여 셀(134)로부터 분리되게 할 수 있다. Referring to the graph of the thermogravimetric analysis result of the
또한, 도 10을 참조하면, 본 발명에서 승온 속도를 5℃/min(즉, 450℃/90min) 이하로 진행할 경우 100%의 셀(134) 분리율을 보일 수 있지만, 장시간의 분리시간이 필요하므로 생산성 저하의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 도 11을 참조하면, 25℃/min(즉, 450℃/18min) 이상으로 진행할 경우 급격한 온도 상승으로 셀(134)의 중앙 부위를 중심으로 생성되는 구 형태의 크랙으로 인하여 회수율이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 소성로는 5~25℃/min의 승온속도로 가열하는 것이 바람직하다.
Referring to FIG. 10, when the temperature raising rate is 5 ° C./min (ie, 450 ° C./90 min) or less in the present invention, 100%
도 12는 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하지 않고 열분해한 후의 태양전지 셀의 상태를 나타낸 사진이고, 도 13은 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그를 사용하여 열분해한 후의 태양전지 셀의 상태를 나타낸 사진이다.FIG. 12 is a photograph showing the state of a solar cell after thermal decomposition without using a waste solar cell recycling jig according to the present invention. FIG. 13 is a photograph showing the state of the solar cell after pyrolysis using a waste solar cell recycling jig according to the present invention Is a photograph showing the state of the solar cell after the solar cell.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 사용하지 않고 태양전지(100)를 열분리한 경우에는 상기 태양전지(100)의 셀(134)이 파손된 것을 알 수 있고, 본 발명에 따른 폐태양전지 셀 회수용 지그(200)를 사용하여 태양전지(100)를 열분리한 경우에는 상기 태양전지(100)의 셀(134)이 파손되지 않으므로, 태양전지(100) 셀(134)을 용이하게 회수 및 재생하여 사용할 수 있음을 알 수 있다.
12 and 13, when the
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that one embodiment described above is illustrative in all aspects and not restrictive.
100; 태양전지 120; 분해가스
130; 강화유리 132; 봉지제(EVA)
134; 셀 136; 백시트
200; 폐태양전지 셀 회수용 지그 210; 상부 플레이트
211; 배기유로 212; 배기홀
214; 상부홈 216; 손잡이
230; 하부 플레이트 232; 안착면
234; 걸림턱 236; 하부홈
240; 결합부재 250; 삽입구 100;
130; Tempered
134;
200; A waste solar
211; An
214; An
230; A
234; A latching
240; A
Claims (7)
상기 상부 플레이트의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 및
상기 상부 플레이트와 하부 플레이트를 고정 결합하는 결합부재를 포함하고,
상기 상부 플레이트는,
태양전지의 열분리 시 분해되는 가스가 측면으로 배출될 수 있도록 가로방향 및 세로방향으로 형성된 배기유로;
상기 배기유로와 연통되게 형성되고, 상기 상부 플레이트 하부면 외측 테두리 부분에 구비된 배기홀; 및
상기 상부 플레이트의 하부면 사측 모서리 부분에 구비되고, 상부 플레이트의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 상부홈을 포함하고,
상기 하부 플레이트는,
태양전지의 강화유리가 안착되고, 하부 플레이트의 내측 상부면에 형성된 안착면;
상기 안착면의 외주면 상에 구비되고 일정 높이로 돌출되게 형성된 걸림턱; 및
상기 걸림턱 상의 사측 모서리 부분에 형성되고, 상기 상부홈과 대응되도록 일정 깊이 파진 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 하부홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수용 지그.
An upper plate on which a back sheet of the solar cell is in contact;
A lower plate positioned below the upper plate; And
And an engaging member fixedly connecting the upper plate and the lower plate,
Wherein the upper plate comprises:
An exhaust flow path formed in the horizontal direction and the vertical direction so that gas decomposed when the solar cell is thermally separated is discharged to the side;
An exhaust hole formed to communicate with the exhaust passage and provided at an outer rim portion of the lower surface of the upper plate; And
And an upper groove formed at a corner of the lower surface of the upper plate and formed in the shape of a hole passing through the upper surface and the lower surface of the upper plate,
Wherein the lower plate comprises:
A seating surface on which the tempered glass of the solar cell is seated and which is formed on the inner upper surface of the lower plate;
A locking protrusion provided on an outer circumferential surface of the seating surface and protruding at a predetermined height; And
And a lower groove formed in a corner portion on the latching jaw and formed in a hole having a predetermined depth so as to correspond to the upper groove, to which a fixing member is coupled.
상기 배기유로는 가로방향 및 세로방향으로 형성되어 격자무늬를 형성하는 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수용 지그.
The method according to claim 1,
Wherein the exhaust passage is formed in a transverse direction and a longitudinal direction to form a grid pattern.
상기 배기유로 및 배기홀은 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되고, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되며, 상기 배기유로들 및 배기홀들 사이의 간격은 0.001~5mm 범위로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수용 지그.
3. The method of claim 2,
The exhaust passage and the exhaust hole are formed at a depth in the range of 0.001 to 5 mm, and the transverse and longitudinal lengths are in the range of 0.001 to 5 mm. The spacing between the exhaust passage and the exhaust holes is 0.001 to 5 mm Wherein the photovoltaic cell recycling jig is a photovoltaic cell.
상기 상부 플레이트 및 하부 플레이트는 열분리되는 태양전지의 규격보다 5~10cm 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수용 지그.
The method according to claim 1,
Wherein the upper plate and the lower plate are formed to be 5 to 10 cm larger than the size of the solar cell to be thermally separated.
상기 태양전지의 백시트 부분이 상부 플레이트의 하부면에 접하도록 위치시키고, 상기 태양전지의 강화유리 부분이 상기 하부 플레이트의 안착면에 접하도록 상기 태양전지를 폐태양전지 셀 회수용 지그 내측에 삽입하는 단계; 및
상기 태양전지가 삽입된 폐태양전지 셀 회수용 지그를 소성로에 삽입한 후 가열함으로써 상기 태양전지를 열분리하는 단계를 포함하되,
상기 폐태양전지 셀 회수용 지그는,
태양전지의 백시트가 접하는 상부 플레이트;
상기 상부 플레이트의 하부에 위치하는 하부 플레이트; 및
상기 상부 플레이트와 하부 플레이트를 고정 결합하는 결합부재를 포함하고,
상기 상부 플레이트는,
태양전지의 열분리 시 분해되는 가스가 측면으로 배출될 수 있도록 가로방향 및 세로방향으로 형성된 배기유로;
상기 배기유로와 연통되게 형성되고, 상기 상부 플레이트 하부면 외측 테두리 부분에 구비된 배기홀; 및
상기 상부 플레이트의 하부면 사측 모서리 부분에 구비되고, 상부 플레이트의 상부면과 하부면을 관통하는 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 상부홈을 포함하고,
상기 하부 플레이트는,
태양전지의 강화유리가 안착되고, 하부 플레이트의 내측 상부면에 형성된 안착면;
상기 안착면의 외주면 상에 구비되고 일정 높이로 돌출되게 형성된 걸림턱; 및
상기 걸림턱 상의 사측 모서리 부분에 형성되고, 상기 상부홈과 대응되도록 일정 깊이 파진 구멍 형태로 형성되어 고정부재가 결합되는 하부홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수방법.
Preparing a solar cell;
The solar cell is placed in the inside of the waste solar cell recycling jig so that the back sheet portion of the solar cell is in contact with the lower surface of the upper plate and the tempered glass portion of the solar cell is in contact with the seating surface of the lower plate. ; And
And thermally separating the photovoltaic cell by inserting the photovoltaic cell recycling jig into which the photovoltaic cell is inserted and heating the photovoltaic cell recycling jig,
The waste photovoltaic cell recycling jig comprises:
An upper plate on which a back sheet of the solar cell is in contact;
A lower plate positioned below the upper plate; And
And an engaging member fixedly connecting the upper plate and the lower plate,
Wherein the upper plate comprises:
An exhaust flow path formed in the horizontal direction and the vertical direction so that gas decomposed when the solar cell is thermally separated is discharged to the side;
An exhaust hole formed to communicate with the exhaust passage and provided at an outer rim portion of the lower surface of the upper plate; And
And an upper groove formed at a corner of the lower surface of the upper plate and formed in the shape of a hole passing through the upper surface and the lower surface of the upper plate,
Wherein the lower plate comprises:
A seating surface on which the tempered glass of the solar cell is seated and which is formed on the inner upper surface of the lower plate;
A locking protrusion provided on an outer circumferential surface of the seating surface and protruding at a predetermined height; And
And a lower groove formed in a corner portion on the latching jaw and formed in a hole having a predetermined depth so as to correspond to the upper groove, to which the fixing member is coupled.
상기 소성로는 5~25℃/min의 승온속도로 가열하여 350~600℃의 온도가 되도록 한 후 30분 내지 24시간 동안 상기 태양전지를 열처리하는 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the baking furnace is heated at a heating rate of 5 to 25 캜 / min to a temperature of 350 to 600 캜, and then the solar cell is heat-treated for 30 minutes to 24 hours.
상기 배기유로는 가로방향 및 세로방향으로 형성되어 격자무늬를 구성하고, 상기 배기유로 및 배기홀은 0.001~5mm 범위의 깊이로 형성되며, 가로 및 세로 길이도 0.001~5mm 범위로 구성되고, 상기 배기유로들 및 배기홀들 사이의 간격은 0.001~5mm 범위로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 폐태양전지 셀 회수방법.6. The method of claim 5,
Wherein the exhaust passage is formed in a transverse direction and a longitudinal direction to form a lattice pattern, the exhaust passage and the exhaust hole are formed to have a depth in the range of 0.001 to 5 mm, the transverse and longitudinal lengths are in the range of 0.001 to 5 mm, Wherein the spacing between the flow paths and the exhaust holes is spaced from 0.001 to 5 mm.
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2014
- 2014-11-28 KR KR20140168474A patent/KR101490088B1/en not_active IP Right Cessation
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