KR20220014200A - Method for separating back sheet from solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐태양광 모듈을 구성하는 일부 소재들을 재활용하기 위해 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of separating a back sheet from a waste solar module in order to recycle some materials constituting the waste solar module.
도 1은 일반적인 태양광 모듈의 단면을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 태양광 모듈(100)은 태양전지 셀(110), EVA(ethylene vinyl acetate) 재질로 형성되며 태양전지 셀(110)의 상부 및 하부를 밀봉하는 봉지층(이하, 제1봉지층(120) 및 제2봉지층(130)), 그리고 제1봉지층(120) 및 제2봉지층(130)을 덮도록 형성되며 태양전지 셀(110)을 보호하는 보호시트(이하, 프론트시트(140) 및 백시트(150))로 구성되며, 상기 구성들이 알루미늄 소재의 프레임(160)에 의해 지지되는 형태이다.1 is a view showing a cross-section of a general solar module. Referring to FIG. 1 , the
태양광 모듈(100)에서 보호시트는 태양광을 투과시키면서 태양전지 셀(110)을 외부 충격이나 환경으로부터 보호할 수 있어야 하므로, 프론트시트(140)는 강화유리 재질로 형성되고, 백시트(150)는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.In the
태양광 모듈(100)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 전력을 생산하는 과정에서 유해한 물질을 배출하지 않아 친환경 에너지로 활용되고 있으며, 최근에는 교체 주기에 다다른 폐태양광 모듈들을 처리하기 위한 방안이 논의되고 있다.The
폐태양광 모듈을 처리함에 있어, 태양전지 셀(110)의 대부분을 구성하는 실리콘과 전극에 포함된 은, 프론트시트(140)를 구성하는 강화유리, 프레임(160)을 구성하는 알루미늄 등은 매우 고가의 재료이거나 광범위하게 활용될 수 있어 상기 구성들은 재활용 대상으로 분류되며, EVA 재질의 제1 및 제2봉지층(120, 130)과 백시트(150)는 폐기된다.In processing the waste solar module, silicon constituting most of the
따라서, 폐태양광 모듈 처리 시 재활용 대상으로 분류된 구성들을 제1 및 제2봉지층(120, 130)과 백시트(150)로부터 효율적으로 분리시키는 것이 중요하다.Therefore, it is important to efficiently separate the components classified as recycling objects from the first and
예를 들어, EVA 재질의 봉지층은 열분해를 통해 태양전지 셀(110)의 표면으로부터 제거될 수 있다. 자세하게, 봉지층을 구성하는 EVA 성분은 폐태양광 모듈을 약 500℃에서 30분 내지 5시간 동안 가열함으로써 제거될 수 있다. 또는 폐태양광 모듈을 가열하기 전에 산 또는 알칼리 용액이나 유기용액으로 처리하는 과정을 더 거칠 수도 있다.For example, the encapsulation layer made of EVA material may be removed from the surface of the
한편, 합성수지 재질의 백시트(150)의 경우에도 열분해를 통해 분리 및 제거될 수 있다. 그러나 백시트(150)는 가열 과정 중 악성 가스가 발생하고, 백색 분진이 잔재하여 작업에 다소 어려움이 있다.On the other hand, even in the case of the
이에, 고온에 의하지 않고 백시트(150)를 분리할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 톱니 형태의 날로 백시트(150)가 형성된 면을 갈아서 백시트(150)를 제거하거나, 폐태양광 모듈에 100℃ 수준의 열을 가해 백시트(150)와 접촉하는 접착제의 접착력을 약화시킨 뒤 백시트(150)를 떼어낼 수도 있다.Accordingly, a technology capable of separating the
그러나 톱니 형태의 날을 이용한 방식은 백시트(150)를 가는 과정 중에 많은 양의 분진이 발생하게 되고, 백시트(150)를 폐태양광 모듈로부터 완벽하게 분리시킬 수 없는 한계가 있다. 또한, 백시트(150)와 접촉하는 접착제의 접착력을 약화시키는 방식은 프론트시트(140)를 형성하는 강화유리가 많이 손상된 경우 백시트(150)를 떼어낼 때 지지층의 역할을 할 수 있는 구성이 없게 되는 문제가 있다.However, the method using a sawtooth-shaped blade generates a large amount of dust during the grinding process of the
일본 특허공보 제2012-19134호에는 폐태양광 모듈을 재활용하기 위해 방향족계 유기용매 혼합물에 폐태양광 모듈을 침지한 뒤 초음파를 조사하여 폐태양광 모듈의 구성들을 각각 분리하는 방법을 개시하고 있다.Japanese Patent Publication No. 2012-19134 discloses a method of immersing a waste photovoltaic module in an aromatic organic solvent mixture to recycle the waste photovoltaic module and then irradiating ultrasonic waves to separate the components of the waste photovoltaic module. .
본 발명의 일 목적은 열처리 없이 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for separating a backsheet from a waste solar module without heat treatment.
본 발명의 다른 일 목적은 강화유리의 파손 여부에 관계없이 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for separating a backsheet from a waste solar module regardless of whether the tempered glass is damaged.
본 발명은 태양전지 셀, 상기 태양전지 셀의 상부 및 하부를 덮는 봉지재 및 상기 봉지재를 덮는 프론트시트 및 백시트를 포함하는 폐태양광 모듈로부터 상기 백시트를 분리하는 방법에 있어서, (a) NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매를 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 혼합용매를 가열하는 단계; (c) 상기 가열된 혼합용매에 폐태양광 모듈을 침지하는 단계; 및 (d) 상기 폐태양광 모듈로부터 분리된 백시트를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for separating the back sheet from a waste solar module comprising a solar cell, an encapsulant covering the upper and lower portions of the solar cell, and a front sheet and a back sheet covering the encapsulant, (a ) preparing a mixed solvent containing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone); (b) heating the prepared mixed solvent; (c) immersing the waste solar module in the heated mixed solvent; and (d) recovering the separated back sheet from the waste solar module.
본 발명에 있어서, 상기 백시트는, 투명필름층; 상기 봉지층과 상기 투명필름층의 일면 사이에 배치되는 제1코팅층; 및 상기 투명필름층의 타면에 배치되는 제1코팅층을 포함하며, 상기 (c) 단계에서 상기 제1코팅층 및 제2코팅층이 분리되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the back sheet, a transparent film layer; a first coating layer disposed between the encapsulation layer and one surface of the transparent film layer; and a first coating layer disposed on the other surface of the transparent film layer, wherein the first coating layer and the second coating layer are separated in step (c).
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 제2코팅층이 분리된 후 상기 제1코팅층이 분리되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (c) is characterized in that the first coating layer is separated after the second coating layer is separated.
본 발명에 있어서, 상기 제1코팅층 및 제2코팅층은, TiO2 페이스트로 코팅된 층인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first coating layer and the second coating layer, TiO 2 It is characterized in that the layer coated with the paste.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매에 톨루엔이 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the mixed solvent of step (a) is characterized in that it is prepared by mixing toluene in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매에 에틸아세테이트(EA)가 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the mixed solvent of step (a) is characterized in that it is prepared by mixing ethyl acetate (EA) in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent.
본 발명에 있어서, 상기 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매와 톨루엔 또는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매와 에틸아세테이트(EA)가 7 대3의 비율로 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the mixed solvent, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent and toluene or NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent and ethyl acetate (EA) are mixed in a ratio of 7 to 3 characterized in that it is manufactured.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 혼합용매를 60 내지 80℃로 가열하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (b) is characterized in that the mixed solvent is heated to 60 to 80 ℃.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는, 1시간 30분 내지 3시간 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (c) is characterized in that it proceeds for 1 hour 30 minutes to 3 hours.
본 발명은 폐태양광 모듈의 다른 구성들을 변형 및 손상시키지 않고 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리할 수 있다.The present invention can separate the backsheet from the waste photovoltaic module without modifying and damaging other components of the waste photovoltaic module.
또한, 본 발명은 프론트시트를 형성하는 강화유리의 파손 여부와 관계없이 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리할 수 있다.In addition, the present invention can separate the back sheet from the waste solar module regardless of whether the tempered glass forming the front sheet is damaged.
도 1은 일반적인 태양광 모듈의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 태양광 모듈을 구성하는 백시트의 세부 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법의 프로세스를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a cross-section of a general solar module.
FIG. 2 is a view showing a detailed structure of a back sheet constituting the solar module of FIG. 1 .
3 is a view showing a process of a method for separating a backsheet from a waste solar module according to the present invention.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 실시예들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자들에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The examples described below are only examples for describing the present invention in detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by the examples.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술에 관련된 모든 용어들은 본 명세서에서 다르게 정의하지 않는 한 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자들이 통상적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 가지며, 만일 그 의미가 상충되는 경우에는 정의를 포함한 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.In addition, all terms related to technology used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art unless otherwise defined herein, and if the meanings conflict, definitions The description of the present specification including
한편, 본 명세서에서는 도면에 도시된 발명을 명확하게 설명하기 위해 이와 관련이 낮은 설명들은 생략하였으며, 유사한 구성에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다. 그리고 어떤 구성이 다른 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 어떤 구성에 대하여“부”라고 기술하는 경우에 이는 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. Meanwhile, in this specification, in order to clearly explain the invention shown in the drawings, descriptions related thereto are omitted, and similar reference numerals are used for similar components. And, when a component "includes" other components, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. Also, in the specification, when a “part” is described with respect to a certain component, it should be understood to mean one unit or block performing a specific function.
또한, 본 명세서에서 설명하는 단계들에 있어 식별부호(예: 제1, 제2 등)는 설명의 편의를 위해 사용되는 것으로 각 단계들의 순서를 설명하는 것으로 한정되어서는 안되며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고, 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며, 반대의 순서로 실시될 수도 있다.In addition, in the steps described in this specification, identification numbers (eg, first, second, etc.) are used for convenience of description and should not be limited to describing the order of each step, and each step is Unless a specific order is clearly indicated, the implementation may be performed differently from the specified order. That is, the steps may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 발명은 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법을 제안한다. 본 발명에 따르면, 열처리 없이 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리할 수 있으며, 백시트를 분리하는 과정에서 폐태양광 모듈의 다른 구성들은 변형 및 손상되지 않을 수 있다.The present invention proposes a method for separating a backsheet from a waste solar module. According to the present invention, it is possible to separate the backsheet from the waste solar module without heat treatment, and in the process of separating the backsheet, other components of the waste solar module may not be deformed or damaged.
태양광 모듈의 구조는 도 1에 나타나 있으며, 태양광 모듈의 구조에 관한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.The structure of the photovoltaic module is shown in FIG. 1 , and the description of the structure of the photovoltaic module is replaced with the above description.
도 2는 도 1의 태양광 모듈을 구성하는 백시트의 세부 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a detailed structure of a back sheet constituting the solar module of FIG. 1 .
백시트(150)는 투명필름층(151) 및 투명필름층(151) 상에 코팅된 제1코팅층(152) 및 제2코팅층(153)을 포함할 수 있다. 백시트(150)는 태양전지 셀(110)을 외부 충격, 습기, 먼지 등으로부터 보호하는 역할을 하므로, 투명필름층(151)은 내구성, 내가수분해성 등이 우수한 합성수지재, 예를 들면, PET(polyethylene terephthalate) 재질을 주로 하여 형성될 수 있으며, PET의 성능을 보완하기 위해 PVF(polyvinyl fluoride) 등의 불소 수지를 더 포함하여 형성될 수 있다.The
한편, 투명필름층(151)의 양면은 제1코팅층(152) 및 제2코팅층(153)에 의해 코팅된 상태일 수 있다. 제1코팅층(152) 및 제2코팅층(153)은 TiO2 페이스트로 코팅된 층일 수 있다. 본 발명에 따른 태양광 모듈(100) 구조에서, 제1코팅층(152)은 제2봉지층(130)과 투명필름층(151)의 일면 사이에 배치되는 층일 수 있으며, 제2코팅층(153)은 투명필름층(151)의 타면에 배치되는 층으로, 태양광 모듈(100)의 후면에 해당할 수 있다.On the other hand, both surfaces of the
도 3은 본 발명에 따른 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법의 프로세스를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of a method for separating a backsheet from a waste solar module according to the present invention.
본 발명은 전술한 구조의 폐태양광 모듈에서 백시트(150)를 분리하는 방법에 관한 것으로, (a) NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매를 제조하는 단계(S100), (b) 상기 단계에서 제조된 혼합용매를 가열하는 단계(S200), (c) 상기 단계에서 가열된 혼합용매에 폐태양광 모듈을 침지하는 단계(S300) 및 (d) 상기 폐태양광 모듈로부터 분리된 백시트를 회수하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for separating the
본 발명에 따르면, 백시트(150)는 상기 가열된 혼합용매에 폐태양광 모듈을 침지시켰을 때, 투명필름층(151)의 표면에 코팅된 제1 및 제2코팅층(152, 153)이 분리되면서 폐태양광 모듈로부터 분리될 수 있으며, 따라서 폐태양광 모듈의 다른 구성들의 물리·화학적 손상 없이 백시트(150)만 분리하는 것이 가능해지게 된다.According to the present invention, in the
구체적으로, 폐태양광 모듈은 상기 가열된 혼합용매 내 침지된 상태에서 폐태양광 모듈의 후면에 해당하는 제2코팅층(153)이 먼저 분리될 수 있으며, 이 후 투명필름층(151)과 제2봉지층(130) 사이에 배치된 제1코팅층(152)이 분리될 수 있다.Specifically, in the waste photovoltaic module, the
이하에서는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법의 각 단계에 대해 설명한다.Hereinafter, each step of the method of separating the backsheet from the waste solar module will be described.
(a) NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매를 제조하는 단계(S100)(a) preparing a mixed solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (S100)
본 발명에 따르면, 폐태양광 모듈로부터 백시트(150)를 분리하기 위해 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매가 사용될 수 있다. TiO2 페이스트로 코팅된 제1 및 제2코팅층(152, 153)은 NMP를 포함하는 혼합용매에 의해 팽창되어 폐태양광 모듈로부터 분리될 수 있다.According to the present invention, a mixed solvent containing N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) may be used to separate the
본 발명에서 NMP를 포함하는 혼합용매는 NMP 용매와 톨루엔(TOL) 또는 에틸아세테이트(EA)가 혼합되어 제조된 것일 수 있다. 톨루엔 및 에틸아세테이트는 침투성이 우수하며, (c) 단계에서 폐태양광 모듈로부터 백시트가 분리될 때 태양광 모듈의 컬링(curling)을 방지할 수 있다.In the present invention, the mixed solvent containing NMP may be prepared by mixing the NMP solvent and toluene (TOL) or ethyl acetate (EA). Toluene and ethyl acetate have excellent permeability, and can prevent curling of the solar module when the backsheet is separated from the waste solar module in step (c).
또한, 상기 혼합용매는 NMP 용매와 톨루엔 또는 NMP 용매와 에틸아세테이트(EA)가 7 대3의 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.In addition, the mixed solvent is NMP solvent and toluene or NMP solvent and ethyl acetate (EA) It can be prepared by mixing in a ratio of 7 to 3.
(b) NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매를(b) a mixed solvent containing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) 가열하는 단계(S200)heating step (S200)
본 발명에 따르면, (a) 단계에서 제조된 혼합용매는 밀폐하여 중탕 가열될 수 있다. 본 단계에서, 혼합용매는 60 내지 80℃의 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 백시트(150)는 상기 온도 범위의 혼합용매에 침지된 상태에서 자연적으로 분리될 수 있으며, 상기 온도 범위 이하에서는 분리되지 않거나 분리를 위해 물리적인 힘이 요구될 수 있다.According to the present invention, the mixed solvent prepared in step (a) may be sealed and heated in a bath. In this step, the mixed solvent is preferably heated to a temperature of 60 to 80 ℃. The
(c) 가열된 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매에 폐태양광 모듈을 침지하는 단계(S300)(c) immersing the waste solar module in a mixed solvent containing heated NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) (S300)
본 발명에 따르면, 폐태양광 모듈로부터 백시트(150)를 분리하기 위해 (b) 단계에서 60 내지 80℃로 가열된 혼합용매를 침지함에 담은 후, 침지함 내 폐태양광 모듈을 소정 시간동안 침지시킬 수 있다. 침지 단계는 밀폐된 공간에서 수행될 수도 있고, 또는 노출된 공간에서 수행되는 것도 무방하다. 본 단계는 전술한 혼합용매의 농도 및 온도 조건 하에서, 폐태양광 모듈을 1시간 30분 내지 3시간 동안 진행될 수 있으며, 이를 통해 폐태양광 모듈로부터 백시트(150)가 완전히 분리될 수 있다.According to the present invention, in order to separate the backsheet 150 from the waste photovoltaic module, the mixed solvent heated to 60 to 80° C. in step (b) is placed in an immersion box, and then the waste photovoltaic module in the immersion box is placed in the immersion box for a predetermined time. can be immersed. The immersion step may be performed in a closed space, or may be performed in an exposed space. In this step, under the above-described concentration and temperature conditions of the mixed solvent, the waste photovoltaic module may be performed for 1 hour 30 minutes to 3 hours, and through this, the
(d) 폐태양광 모듈로부터 분리된 백시트를 회수하는 단계(S400)(d) recovering the back sheet separated from the waste solar module (S400)
폐태양광 모듈로부터 백시트(150)가 분리된 것이 확인되면, 침지함으로부터 백시트(150)를 회수할 수 있다. 이 때, 회수되는 백시트(150)는 제1 및 제2코팅층(152, 153)이 제거된 상태일 수 있으며, 백시트(150)가 분리된 폐태양광 모듈도 회수될 수 있다.When it is confirmed that the
본 발명에서는 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리함에 있어 NMP 용매의 온도 및 농도, 그리고 상기에서 제조된 NMP를 포함하는 혼합용매가 미치는 영향을 확인하기 위해 실험을 실시하였다.In the present invention, an experiment was conducted to confirm the effect of the temperature and concentration of the NMP solvent and the mixed solvent containing the NMP prepared above in separating the backsheet from the waste solar module.
실험예 1: NMP 용매의 온도가 백시트 분리에 미치는 영향 평가Experimental Example 1: Evaluation of the effect of the temperature of the NMP solvent on the backsheet separation
500ml의 밀폐용기에 순도 99.0%의 NMP 용매 300ml를 투입하였다. NMP 용매 투입량은 고정하고, 40℃, 60℃ 및 80℃로 중탕 가열한 후, 각각의 온도로 가열된 밀폐용기 내 폐태양광 모듈을 침지하였다.300 ml of a 99.0% pure NMP solvent was put into a 500 ml sealed container. The amount of NMP solvent input was fixed, and after heating in a bath at 40°C, 60°C and 80°C, the waste solar module was immersed in a sealed container heated to each temperature.
40℃로 중탕 가열한 NMP 용매에 침지한 폐태양광 모듈은 5시간이 경과된 시점부터 백시트(150)의 물리적 변화가 발생하기 시작했다. 상기 시간 경과 후 제2코팅층(153)은 시트 형태로 분리 가능한 상태가 되었으나 폐태양광 모듈로부터 분리하기 위해서는 물리적인 힘이 필요한 수준이었다. 72시간이 경과한 후에도 이러한 상태에 변화는 확인되지 않았다.The waste solar module immersed in the NMP solvent heated to 40 ° C., the physical change of the
60℃로 중탕 가열한 NMP 용매에 침지한 폐태양광 모듈은 1시간이 경과된 시점부터 백시트(150)의 물리적 변화가 발생하였다. 1시간이 경과된 시점에 제2코팅층(153)은 시트 형태로 분리 가능한 상태가 되었으나 40℃로 중탕 가열한 NMP 용매의 경우와 마찬가지로 물리적인 힘이 필요한 수준이었다. 약 3시간이 경과한 시점에는 제1코팅층(152)이 시트 형태로 분리 가능한 상태가 되었으나 물리적인 힘이 필요한 수준이었다. 72시간이 경과한 후에도 이러한 상태에 변화는 확인되지 않았다.In the waste photovoltaic module immersed in NMP solvent heated to 60° C., the physical change of the
한편, 80℃로 중탕 가열한 NMP 용매에 침지한 폐태양광 모듈은 1시간이 경과된 시점에서 제2코팅층(153)이 자연적으로 분리되었다. 2시간이 경과된 시점부터는 제1코팅층(152)이 분리되기 시작하였으나 물리적인 힘이 필요한 수준이었고, 4시간 경과 후 제1코팅층(152)이 자연적으로 분리되면서 백시트(150)가 분리되었다.On the other hand, in the waste solar module immersed in the NMP solvent heated to 80° C., the
상기 온도에서 분리된 백시트(150)는 일부는 시트 형태를 유지하면서 분리되었으며, 일부는 찢겨진 형태로 분리되었다. 이 과정에서 코팅층을 이루는 TiO2가 NMP 용매에 용해되어 용매가 혼탁해지는 현상이 발생하였다.Part of the
또한, 높은 온도에 의해 폐태양광 모듈의 컬링 현상이 발생하여 공정상 취급이 어려운 문제가 있었다. 즉, 폐태양광 모듈에서 백시트를 분리함에 있어 혼합용매의 온도 변화는 매우 민감하게 작용함을 확인할 수 있다.In addition, there was a problem in that the processing of the waste solar module was difficult due to the curling phenomenon of the waste solar module due to the high temperature. That is, it can be confirmed that the temperature change of the mixed solvent acts very sensitively in separating the backsheet from the waste solar module.
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리nature
separation
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리nature
separation
(1겹 분리: 제2코팅층 분리, 완전 분리: 제1 및 제2코팅층 분리)(1 layer separation: separation of the second coating layer, complete separation: separation of the first and second coating layers)
실험예 2: NMP 용매의 농도가 백시트 분리에 미치는 영향 평가Experimental Example 2: Evaluation of the effect of NMP solvent concentration on backsheet separation
실험예 1에 따라 NMP 용매를 80℃로 중탕 가열하였을 때 백시트를 분리하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.According to Experimental Example 1, it was confirmed that the NMP solvent was effective in separating the backsheet when the solvent was heated to 80 °C in a bath.
본 실험은 NMP 용매의 혼탁 현상과 폐태양광 모듈의 컬링 현상을 해결하기 위해 실시되었다.This experiment was conducted to solve the turbidity of the NMP solvent and the curling phenomenon of the waste solar module.
NMP 용매의 분리 특성을 유지하고자 농도 조절을 위해 증류수를 사용하였다. 500ml의 밀폐용기에 NMP 수용액 300ml를 투입하였다. NMP 수용액의 중탕 온도는 백시트 분리 효과가 확인된 80℃로 고정하였고, NMP 수용액 내 증류수 량은 0%, 20%, 40%로 조절하였다. 각각의 밀폐용기 내 폐태양광 모듈을 침지시킨 후 소정 시간이 경과함에 따른 백시트(150) 분리 효과를 비교하였다.In order to maintain the separation characteristics of the NMP solvent, distilled water was used to control the concentration. 300ml of NMP aqueous solution was put in a sealed container of 500ml. The bath temperature of the NMP aqueous solution was fixed at 80° C., where the backsheet separation effect was confirmed, and the amount of distilled water in the NMP aqueous solution was adjusted to 0%, 20%, and 40%. After immersing the waste solar module in each airtight container, the effect of separating the
증류수가 0% 포함된 NMP 수용액이 담긴 밀폐용기 내 폐태양광 모듈은 4시간이 경과한 시점에서 백시트가 자연적으로 분리되었으나, 증류수가 20% 포함된 NMP 수용액 및 증류수가 40% 포함된 NMP 수용액이 담긴 밀폐용기 내 폐태양광 모듈은 4시간이 경과한 시점에서 물리적인 힘에 의하는 경우에만 제2코팅층(153)의 분리가 가능한 수준이었다.In the case of the waste solar module in the sealed container containing the NMP aqueous solution containing 0% distilled water, the backsheet was naturally separated after 4 hours, but the NMP aqueous solution containing 20% distilled water and the NMP aqueous solution containing 40% distilled water The waste solar module in the sealed container was at a level where separation of the
특히, 제2코팅층(153)의 경우 전체 면적이 NMP 수용액에 직접 노출되어 NMP의 영향을 받은 것으로 확인되나 제1코팅층(152)의 경우 투명필름층(151)과 제2봉지층(130) 사이에 존재하여, 각각의 계면을 NMP가 침투해야만 분리 효과가 나타날 수 있다.In particular, in the case of the
NMP 용매가 증류수와 혼합된 경우, 물 분자는 상대적으로 크기가 크기 때문에 제1코팅층(152)을 분리하기 위해 전술한 계면으로 침투하는데 방해가 되는 것으로 확인되며, 따라서 NMP 용매를 증류수와 혼합하는 경우 백시트(150)의 분리 효과는 상기 온도 조건에서도 급격하게 저하됨을 확인할 수 있다.When the NMP solvent is mixed with distilled water, it is confirmed that the water molecules have a relatively large size and thus impede penetration into the interface described above to separate the
농도NMP
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리nature
separation
여부separation
Whether
없음change
none
없음change
none
없음change
none
분리1 layer
separation
분리1 layer
separation
여부separation
Whether
없음change
none
없음change
none
없음change
none
분리1 layer
separation
분리1 layer
separation
(1겹 분리: 제2코팅층 분리, 완전 분리: 제1 및 제2코팅층 분리)(1 layer separation: separation of the second coating layer, complete separation: separation of the first and second coating layers)
실험예 3: NMP 혼합용매가 백시트 분리에 미치는 영향 평가Experimental Example 3: Evaluation of the Effect of NMP Mixed Solvent on Backsheet Separation
실험예 1에 따라 NMP 용매를 80℃로 중탕 가열하였을 때 백시트를 분리하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.According to Experimental Example 1, it was confirmed that the NMP solvent was effective in separating the backsheet when the solvent was heated to 80 °C in a bath.
본 실험은 NMP 용매의 혼탁 현상과 폐태양광 모듈의 컬링 현상을 해결하기 위해 실시되었다.This experiment was conducted to solve the turbidity of the NMP solvent and the curling phenomenon of the waste solar module.
앞서 실시된 실험예 2를 통해 NMP 용매에 증류수를 혼합하는 경우 오히려 백시트 분리 효과를 저감시키는 결과가 발생됨을 확인하였다.Through Experimental Example 2 conducted above, it was confirmed that, when distilled water was mixed with the NMP solvent, a result of reducing the backsheet separation effect was generated.
이에 본 실험에서는 NMP 용매를 침투성이 우수한 에틸아세테이트(EA), 톨루엔(TOL) 및 KOH와 각각 혼합하여 제조한 혼합용액이 백시트 분리에 미치는 영향을 평가하였다.Therefore, in this experiment, the effect of the mixed solution prepared by mixing the NMP solvent with ethyl acetate (EA), toluene (TOL) and KOH having excellent permeability, respectively, on the backsheet separation was evaluated.
500ml의 밀폐용기에 NMP 수용액 300ml를 투입하였다. NMP 수용액의 중탕 온도는 백시트 분리 효과가 확인된 80℃로 고정하였고, 혼합용매는 NMP 70%와 에틸아세테이트(EA), 톨루엔(TOL) 및 KOH를 각각 30%씩 혼합하여 밀폐용기 내 투입하였다. 각각의 밀폐용기 내 폐태양광 모듈을 침지시킨 후 소정 시간이 경과함에 따른 백시트(150) 분리 효과를 비교하였다. 300ml of NMP aqueous solution was put in a sealed container of 500ml. The bath temperature of the NMP aqueous solution was fixed at 80 ° C, where the backsheet separation effect was confirmed, and the mixed solvent was mixed with 70% NMP, ethyl acetate (EA), toluene (TOL) and KOH by 30% each, and put in an airtight container. . After immersing the waste solar module in each airtight container, the effect of separating the
NMP와 KOH의 혼합용매를 이용한 결과는 NMP 용매를 단독으로 적용하였을 때의 결과와 유사하게 나타났다. 침지 후 1시간이 경과된 시점에 제2코팅층(153)이 자연 분리되고, 침지 후 2시간이 경과된 시점부터 제1코팅층(152)가 시트 형태로 분리되기 시작하여 4시간 경과 시 자연 분리되었다. 다만, KOH의 경우 폐태양광 모듈 내 프론트시트(140) 및 태양전지 셀(110) 사이로 침투하여 태양전지 셀(110)을 일부 용해시켰다.The results using a mixed solvent of NMP and KOH were similar to the results when NMP solvent was applied alone. The
한편, NMP 및 EA 혼합용매, NMP 및 TOL 혼합용매를 이용한 경우 혼합용매 내 침지된 상태의 폐태양광 모듈은 2시간 경과한 시점부터 백시트(150)가 자연 분리되기 시작했다. NMP를 단독 용매로 사용하였을 때 4시간 경과된 이후부터 백시트(150)의 자연 분리가 발생한 결과와 비교하면, 백시트(150)의 분리 효과는 그대로 유지되면서 상기 혼합용매에서 NMP의 침투성이 향상된 것으로 확인된다. 또한, 혼합용매의 경우, 반응속도가 빨라짐에 따라 폐태양광 모듈이 80℃ 온도에 노출되는 시간이 감소하게 되어 컬링이 발생하지 않았다.On the other hand, in the case of using a mixed solvent of NMP and EA, and a mixed solvent of NMP and TOL, the
한편, NMP 및 TOL의 혼합용매의 경우, 제1 및 제2코팅층(152, 153)이 시트 형태로 완벽하게 분리되어 용매의 혼탁 현상이 나타나지 않고, 재사용 가능한 상태로 확인되었다.On the other hand, in the case of the mixed solvent of NMP and TOL, the first and second coating layers 152 and 153 were completely separated in the form of a sheet, so that turbidity of the solvent did not appear, and it was confirmed that it was reusable.
용매mix
menstruum
단독NMP
Exclusive
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
현상curling
phenomenon
포함KOH
including
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
현상curling
phenomenon
포함EA
including
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
혼탁menstruum
muddiness
포함TOL
including
여부separation
Whether
분리1 layer
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
분리very
separation
(1겹 분리: 제2코팅층 분리, 완전 분리: 제1 및 제2코팅층 분리)(1 layer separation: separation of the second coating layer, complete separation: separation of the first and second coating layers)
본 발명은 NMP를 포함하는 혼합용매에서 백시트가 자연적으로 분리되므로, 폐태양광 모듈의 다른 구성들을 변형 및 손상시키지 않고 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리할 수 있다. 또한, 본 발명은 프론트시트를 형성하는 강화유리의 파손 여부와 관계없이 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리할 수 있다.In the present invention, since the backsheet is naturally separated from the mixed solvent containing NMP, it is possible to separate the backsheet from the waste photovoltaic module without modifying or damaging other components of the waste photovoltaic module. In addition, the present invention can separate the back sheet from the waste solar module regardless of whether the tempered glass forming the front sheet is damaged.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예 및 실험예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양하게 변경 및 수정되어 실시될 수 있다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and experimental examples, and various changes and modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention.
Claims (9)
(a) NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 혼합용매를 제조하는 단계;
(b) 상기 제조된 혼합용매를 가열하는 단계;
(c) 상기 가열된 혼합용매에 폐태양광 모듈을 침지하는 단계; 및
(d) 상기 폐태양광 모듈로부터 분리된 백시트를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.In the method of separating the back sheet from a waste solar module comprising a solar cell, an encapsulant covering the upper and lower portions of the solar cell, and a front sheet and a back sheet covering the encapsulant,
(a) preparing a mixed solvent containing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone);
(b) heating the prepared mixed solvent;
(c) immersing the waste solar module in the heated mixed solvent; and
(d) recovering the separated backsheet from the waste photovoltaic module, characterized in that it comprises the step of separating the backsheet from the waste photovoltaic module.
상기 백시트는, 투명필름층;
상기 봉지층과 상기 투명필름층의 일면 사이에 배치되는 제1코팅층; 및
상기 투명필름층의 타면에 배치되는 제1코팅층을 포함하며,
상기 (c) 단계에서 상기 제1코팅층 및 제2코팅층이 분리되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.According to claim 1,
The back sheet, a transparent film layer;
a first coating layer disposed between the encapsulation layer and one surface of the transparent film layer; and
A first coating layer disposed on the other surface of the transparent film layer,
Method for separating the backsheet from the waste solar module, characterized in that the first coating layer and the second coating layer are separated in step (c).
상기 (c) 단계는, 상기 제2코팅층이 분리된 후 상기 제1코팅층이 분리되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.3. The method of claim 2,
In the step (c), the method of separating the backsheet from the waste solar module, characterized in that the first coating layer is separated after the second coating layer is separated.
상기 제1코팅층 및 제2코팅층은, TiO2 페이스트로 코팅된 층인 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.3. The method of claim 2,
The first coating layer and the second coating layer, TiO 2 A method of separating a backsheet from a waste solar module, characterized in that it is a layer coated with a paste.
상기 (a) 단계의 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매에 톨루엔이 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.According to claim 1,
The mixed solvent of step (a) is a method of separating a backsheet from a waste solar module, characterized in that it is prepared by mixing toluene in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent.
상기 (a) 단계의 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매에 에틸아세테이트(EA)가 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법. According to claim 1,
The mixed solvent of step (a) is a method of separating a backsheet from a waste solar module, characterized in that it is prepared by mixing ethyl acetate (EA) in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent.
상기 혼합용매는, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매와 톨루엔 또는 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 용매와 에틸아세테이트(EA)가 7 대3의 비율로 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.7. The method according to claim 5 or 6,
The mixed solvent is prepared by mixing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent and toluene or NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) solvent and ethyl acetate (EA) in a ratio of 7 to 3 A method of separating the backsheet from the waste solar module.
상기 (b) 단계는, 상기 혼합용매를 60℃ 내지 80℃로 가열하는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법. According to claim 1,
In the step (b), the method for separating the backsheet from the waste solar module, characterized in that heating the mixed solvent to 60 ℃ to 80 ℃.
상기 (c) 단계는, 1시간 30분 내지 3시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는, 폐태양광 모듈로부터 백시트를 분리하는 방법.According to claim 1,
The step (c), characterized in that it proceeds for 1 hour 30 minutes to 3 hours, a method of separating the backsheet from the waste solar module.
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