WO2005065852A1 - 太陽電池モジュールの構成部材の分別方法 - Google Patents

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Takuya Doi
Izumi Tsuda
Kouichi Sakuta
Yoshiro Sudo
Yutaka Kurahashi
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Toakagakukogyo Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for softening or fluidizing an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), and more specifically, a solar battery cell sealed with an ethylene-acetic acid butyl copolymer layer.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the present invention relates to a method for separating provided solar cell modules.
  • a solar cell module is a laminated composite material made of surface glass, solar cells, a back surface material, and the like. At present, the most popular solar cell system uses a crystalline solar cell module, and generally has a structure in which a back surface material, solar cells sealed in EVA, and glass are laminated. (See Figure 1).
  • EVA encapsulates and encapsulates solar cells.
  • EVA is firmly bonded to encapsulated solar cells and adjacent surface glass, so they can be damaged without damaging the surface glass or solar cells.
  • As a method for separating and recovering these components only a method of softening or fluidizing EVA using an organic solvent such as trichloroethylene or 0-dichlorobenzene is known.
  • Non-Patent Document 1 Tsuda, Iwata, Sakuta, Kurokawa, "Preliminary study of organic solvent method in PV module recycling", 1998 IEEJ Power's Energy Division Annual Conference, pp.675-676
  • Non-Patent Document 2 Iwata, Tsuda, Murata, Sakuta, Kurokawa, "Experimental Study on PV Module Recycling (2)", Solar Z Wind Energy Lectures (1998), pp.141-144
  • Non-Patent Document 3 Hirota, Tsuda, Murata, Sakuta, Kurokawa, “Examination of o-dichlorobenzene method in PV module recycling”, 1999 IEEJ National Conference Proceedings, pp.7-379-7-380
  • the present invention is capable of softening, fluidizing or dissolving EVA and removing the EVA by using an organic solvent with high safety, and separately recovering the constituent members of the solar cell module.
  • the purpose is to provide a method.
  • the present invention includes the following inventions.
  • the EVA layer of a solar battery module having solar cells sealed with an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) layer is brought into contact with the (d) -limonene-containing solvent.
  • the invention's effect [0014] According to the present invention, there is provided a method for separating and recovering solar cell module components and components using a naturally-occurring terbene-containing solvent with high safety to the human body and low environmental burden.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a solar cell module.
  • PV module As a solar cell module (hereinafter also referred to as "PV module") used in the method of the present invention, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) layer is used as a filler or a sealing of a solar cell. If it has as a stop material, it will not be specifically limited.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • FIG. 1 As an example of the PV module, there is a super straight type as shown in FIG. 1 including structural members such as a surface glass, a crystalline solar cell sealed with EVA, and a back surface material.
  • the terpene-containing solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent containing (d) -limonene, and may be a mixed solvent with other solvents (for example, isoparaffin, ethanol, etc.). It is preferable, but a solvent containing 75 vol% or more of (d) -limonene is preferred in the solvent. A solution containing 90 vol% or more of (d) -limonene is preferred (d) -limonene containing 98 vol% or more. Is more preferable.
  • the method of the present invention is performed by bringing the PV module as described above into contact with a terpene-containing solvent.
  • Examples of the method of bringing the PV module into contact with the terpene-containing solvent include a method of immersing the PV module in the terpene-containing solvent.
  • EVA can be easily removed by softening or fluidizing, and the structural member such as surface glass that has been firmly adhered to EVA is damaged or its performance is deteriorated. It can be easily recovered without any need to let it go. Moreover, each component of the PV module separated and collected by the method of the present invention can be reused as it is for manufacturing a new PV module.
  • Solvent A (d) -Limonene (purity 98%) solution extracted from natural citrus oil
  • Solvent B Solution A75vol% + Isoparaffin 25vol%
  • Solvent C (dl) -Limonene (70% purity (99% d), Dipentene Z1 from Yashara Chemical Co.)
  • Solvent D (1) -Limonene (92% purity, manufactured by ACROS)
  • a single cell module (longitudinal) 120 mm x (horizontal) 120 mm x (thickness) 5 mm as shown in FIG. 1 was used as the PV module.
  • the dimensions of each component of the PV module are as follows.
  • the general experimental procedure is as follows. Place a PV module and (d) -limonene-containing solvent in a container such as a stainless steel vat. The solvent temperature was room temperature and the PV module was left immersed. In some cases, ultrasonic waves were applied during immersion. After soaking for a predetermined time, the PV module was taken out and dried. Immediately after the immersion and after drying, the state of the PV module (EVA exfoliation, degree of outflow, ease of glass separation, etc.) was observed.
  • the test was performed by changing the test conditions such as the type of solvent, ultrasonic wave application time, presence / absence of the back material, clamping means, and immersion time. The results are shown in Table 1.
  • the surface glass can be separated and recovered very well when a solvent containing (d) -limonene of 75 vol% or more is used. Furthermore, it is possible to significantly reduce the time required for separation by applying ultrasonic waves.
  • TCE has a significant impact on the environment and human body
  • (d) -limonene used in the present invention is a natural product contained in orange peel and the like. Since there is no influence on the environment and the human body, each component of the solar cell module can be separated and collected safely.

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Abstract

　安全性が高く且つ環境負荷の少ない方法でEVAを除去し、それにより太陽電池モジュールの構成部品を分別回収できる方法を提供する。 　エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)層で封止された太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールのEVA層を(d)-リモネン含有溶剤と接触させることにより該EVA層を軟化又は流動化させることを含む太陽電池モジュールの構成部材の分別方法。

Description

明 細 書
太陽電池モジュールの構成部材の分別方法
技術分野
[0001] 本発明は、エチレン-酢酸ビニル共重合体 (EVA)を軟ィヒ又は流動化させる方法に 関し、より詳しくは、エチレン-酢酸ビュル共重合体層で封止された太陽電池セルを 備えた太陽電池モジュールを分別する方法に関する。
背景技術
[0002] 太陽電池モジュールは表面ガラス、太陽電池セル、裏面材等からなる積層複合材 料である。現在、最も普及している太陽電池システムは結晶系太陽電池モジュール を利用するものであり、一般に、裏面材、 EVAに封止された太陽電池セル及びガラス 等を積層させた構造を有して ヽる（図 1参照)。
[0003] その耐用年数は一般的に 20年から 30年と言われている力 その原因として EVA (ェ チレン酢酸ビュル共重合体)の黄ばみによる透過率の減少や熱応力によるセル間の 導線破断などが考えられ、太陽電池セルそのものの性能劣化が原因ではない。した 力 て、劣化 EVA以外の太陽電池セルや表面ガラス等の構成部材はまだ使用可能 であり、性能が低下した太陽電池モジュール力 それらの再利用可能な構成部材を 分別回収することは、資源の有効利用という観点力も重要である。
[0004] また、再利用しな!、場合であっても、分別廃棄を行うことで廃棄処理のコスト低減の みならず、環境負荷の少な 、廃棄を行うことが可能となる。
[0005] 太陽電池セルをラミネート封入して ヽる EVAは、封入して ヽる太陽電池セルや隣接 する表面ガラスと強固に接着しているため、表面ガラスや太陽電池セルを損傷させる ことなくそれらの構成部材を分別回収する方法としては、トリクロロエチレンや 0-ジクロ 口ベンゼン等の有機溶媒を用いて EVAを軟ィ匕又は流動化させることによる方法が知 られているのみである。
[0006] しかしながら、トリクロロエチレン又は 0-ジクロロベンゼンを用いる方法では、発癌性 等の毒性を有することや環境への負荷が大きいこと等の問題があり、より安全性が高 く且つ環境負荷の少な 、方法で EVAを除去し、それにより太陽電池モジュールの構 成部品を回収できる方法が望まれている。
非特許文献 1 :津田、鰻田、作田、黒川、「PVモジュールリサイクルにおける有機溶媒 法の予備的検討」、平成 10年度電気学会 電力'エネルギー部門大会講演論文集、 pp.675- 676
非特許文献 2 :鰻田、津田、村田、作田、黒川、「PVモジュールリサイクルの実験的検 討 (2)」、太陽 Z風力エネルギー講演論文集 (1998)、 pp.141-144
非特許文献 3 :鰻田、津田、村田、作田、黒川、「PVモジュールリサイクルにおける o— ジクロロベンゼン法の検討」、平成 11年度電気学会全国大会講演論文集、 pp.7-379 - 7-380
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明は、 EVAを軟化、流動化又は可溶ィ匕でき、かつ安全性の高!ヽ有機溶媒を用 いることにより EVAを除去して、太陽電池モジュールの構成部材を分別回収する方法 を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、 EVAをテルペン含 有溶剤と接触させることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させ るに至った。
[0009] 即ち、本発明は以下の発明を包含する。
[0010] (1)エチレン-酢酸ビニル共重合体 (EVA)層で封止された太陽電池セルを備えた太 陽電池モジュールの EVA層を (d)-リモネン含有溶剤と接触させることにより該 EVA層 を軟ィヒ又は流動化させることを含む太陽電池モジュールの構成部材の分別方法。
[0011] (2)太陽電池モジュールの表面ガラスを回収するための前記（1)記載の分別方法。
[0012] (3)前記 (d)-リモネン含有溶剤中の (d)-リモネン含有量が 75vol%以上である前記（1) 記載の分別方法。
[0013] (4) (d)-リモネンを 75vol%以上含有する EVAの軟ィ匕又は流動化溶剤。
発明の効果 [0014] 本発明により、人体への安全性が高ぐ且つ環境負荷の少ない天然由来のテルべ ン含有溶剤を用いて太陽電池モジュール力 その構成部材を分別回収する方法が 提供される。
[0015] 本明細書は本願の優先権の基礎である特願 2004— 001408号の明細書に記載さ れる内容を包含する。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]太陽電池モジュールの一例の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下に、本発明を詳細に説明する。
[0018] 本発明の方法で用いられる太陽電池モジュール（以下、「PVモジュール」ともいう。） としては、その構成としてエチレン-酢酸ビニル共重合体 (EVA)層を充填材又は太陽 電池セルの封止材として有するものであれば特に限定されな 、。 PVモジュールの一 例としては、図 1に示すような、表面ガラス、 EVAで封止された結晶系太陽電池セル 及び裏面材等の構成部材を含むスーパーストレート方式のものが挙げられる。
[0019] 本発明で使用されるテルペン含有溶剤としては、（d)-リモネンを含む溶剤であれば 特に限定されず、他の溶剤（例えば、イソパラフィン、エタノール等）との混合溶剤で あってもよいが、溶剤中に 75vol%以上の (d)-リモネンを含有するものが好ましぐ 90vol%以上の (d)-リモネンを含有するものが好ましぐ（d)-リモネン 98vol%以上のも のがより好ましい。
[0020] 本発明の方法は、上述のような PVモジュールとテルペン含有溶剤とを接触させるこ とにより行なわれる。 PVモジュールとテルペン含有溶剤とを接触させる方法としては、 例えば、テルペン含有溶剤に PVモジュールを浸漬する方法が挙げられる。
[0021] PVモジュールとテルペン含有溶剤とを接触させるときに、処理時間の短縮、又はテ ルペン含有溶剤の EVAへの浸透を促進等のために他の手段を併用してもよ!ヽ。その ような他の手段としては、例えば、浸漬前に PVモジュールの裏面材等を予め剥がし ておいたり、浸漬中に超音波を印加したり、或いはテルペン含有溶剤を加熱すること 等が挙げられる。
[0022] 上述のようにして PVモジュールとテルペン含有溶剤とを接触させることにより EVAに テルペン含有溶剤が浸透し、時間の経過とともに EVAは軟ィ匕又は流動化する。この 軟ィ匕又は流動化した EVAは容易に除去することができ、その結果、太陽電池セル及 び表面ガラス等の PVモジュールの各構成部材を容易に分離分別でき、特に、表面 ガラスを損傷させることなく回収することが可能である。
[0023] 本発明の方法により EVAは軟ィ匕又は流動化して容易に除去することができ、 EVAと 強固に密着していた表面ガラス等の構成部材を、損傷を与えたり、その性能を低下さ せたりすることなく容易に回収することができる。また、本発明の方法により分別回収 された PVモジュールの各構成部材は、そのまま新たな PVモジュールの製造に再利 用することができる。
実施例
[0024] 本発明の方法を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの 実施例に限定されるものではな 、。
[0025] 本実施例では以下のテルペン含有溶剤として以下のものを用いた。
[0026] 溶剤 A：天然の柑橘オイル力も抽出した (d)-リモネン (純度 98%)溶液
溶剤 B：溶液 A75vol% +イソパラフィン 25vol%
溶剤 C： (dl)-リモネン (純度 70% (d体が 99%)、ヤスハラケミカル社製ジペンテン Z1) 溶剤 D： (1)-リモネン (純度 92%、 ACROS社製）
本実施例では PVモジュールとして図 1に示すような (縦) 120mm X (横) 120mm X (厚さ )5mmの単セルモジュールを用いた。該 PVモジュールの各構成部材の寸法は以下の とおりである。
[0027] 表面ガラス ：3.2mm厚
EVA : 0.6mm厚
太陽電池セル： (縦) 100mm X (横) 100mm X (厚さ) 0.4mm (松下精工製）
裏面材 ： 0.2mm厚 (デュポン社製テドラー +PET複層材）
一般的な実験手順は次のとおりである。ステンレス製バット等の容器に PVモジユー ルとそれが完全に浸る程度の (d)-リモネン含有溶剤を入れる。溶剤の温度は室温とし て PVモジュールを浸漬させたままにした。また、場合によって浸漬中に超音波を印加 しながら行なった。所定の時間浸漬した後、 PVモジュールを取りだして乾燥させた。 浸漬終了直後及び乾燥後に、 PVモジュールの状態 (EVAの剥落'流出の程度、ガラ ス分離容易性等）について観察した。
溶剤の種類、超音波印加時間、裏面材の有無、挟持手段及び浸漬時間等の試験 条件を変化させて試験した。その結果を表 1に示す。
[表 1]
Figure imgf000007_0001
[0029] 上記の結果より、 75vol%以上の (d)-リモネンを含有する溶剤を用いた場合には表 面ガラスを極めて良好に分離 ·回収できることが分かる。さらに、超音波を印加しなが ら行うことにより分離に力かる時間を大幅に短縮できることが分力る。
産業上の利用可能性
[0030] 従来用いられて!/、た TCEは環境及び人体に対して重大な影響を及ぼすが、本発 明で用いられる (d)-リモネンはオレンジの皮等に含有される天然物であり、環境及び 人体への影響は無 、ので、安全に太陽電池モジュールの各構成部材を分別及び回 収することができる。
[0031] 本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願をそのまま参考として本明 細書中にとり入れるものとする。

Claims

請求の範囲
[1] エチレン-酢酸ビニル共重合体 (EVA)層で封止された太陽電池セルを備えた太陽電 池モジュールの EVA層を (d)-リモネン含有溶剤と接触させることにより該 EVA層を軟 化又は流動化させることを含む太陽電池モジュールの構成部材の分別方法。
[2] 太陽電池モジュールの表面ガラスを回収するための請求項 1記載の分別方法。
[3] 前記 (d)-リモネン含有溶剤中の (d)-リモネン含有量が 75vol%以上である請求項 1記 載の分別方法。
[4] (d)-リモネンを 75vol%以上含有する EVAの軟ィ匕又は流動化溶剤。
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