本發(fā)明屬于新能源固廢資源化回收，具體涉及一種高完整度回收晶硅光伏組件的方法，尤其涉及一種完整回收硅片與玻璃的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著地球人口的增加，能源需求比以往任何時(shí)候都要大，為了緩解全球能源緊缺的問題，世界各國大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)中國的光伏裝機(jī)量從2013年的12.9gw穩(wěn)步增長，在2017年達(dá)到了52.3gw，占全球裝機(jī)量的50％以上。光伏電池板的壽命是25-30年。由于較長的使用壽命，廢舊光伏電池板一直被忽略。然而，據(jù)相關(guān)報(bào)道光伏電池板從最早的80-90年代開始安裝，近年來已經(jīng)有達(dá)到其壽命的光伏電池板。另外，由于光伏技術(shù)的更替，光電轉(zhuǎn)化率的降低，光伏設(shè)備的損壞，光伏組件的老化等原因，進(jìn)一步加快了廢舊光伏電池板的增長，并引起了人們的廣泛關(guān)注。2016年后光伏廢棄量將明顯增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)在2016年全球光伏廢棄量達(dá)到噸4.35-25萬噸。并預(yù)計(jì)全球在2030年將達(dá)到170-800萬噸，在2050年全球光伏廢棄量將達(dá)到0.6-0.78億噸。其中，2020年中國國內(nèi)廢舊光伏電池板大約有500噸。預(yù)計(jì)2050年中國將達(dá)到2000萬噸相當(dāng)于埃菲爾鐵塔重量的2000倍。根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析未來全球?qū)?huì)有大量的廢舊光伏電池板需要處理。

2、利用有機(jī)溶劑回收廢舊晶硅光伏組件存在些問題。首先是有機(jī)溶劑本身可能具有毒性，對(duì)操作人員和環(huán)境造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，在處理過程中需要嚴(yán)格的安全措施和設(shè)施以確保工作環(huán)境的安全性。其次，晶硅光伏組件通常由多種材料組成，包括硅片、玻璃、金屬和塑料等，這些材料的復(fù)雜組合增加了回收過程的技術(shù)難度，需要精確的分離和處理方法來保證高效率和高質(zhì)量的回收。

3、然而，利用有機(jī)溶劑回收廢舊晶硅光伏組件也有顯著的優(yōu)點(diǎn)。首先，有機(jī)溶劑能有效地溶解或分離不同的材料成分，使得回收過程更加高效。特別是對(duì)于硅片和其他有價(jià)值的材料，有機(jī)溶劑可以幫助有效地提取和純化，以便進(jìn)行再利用或者進(jìn)一步的加工。其次，這種方法有助于減少資源的浪費(fèi)，提高廢棄物處理的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境友好性。通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和工藝優(yōu)化，可以最大限度地降低環(huán)境污染和能源消耗，從而促進(jìn)清潔能源技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

4、同時(shí)可以在其中加入熱解技術(shù)。熱解技術(shù)也有其顯著優(yōu)點(diǎn)。首先，通過高溫分解，可以有效地將晶硅光伏組件中的有機(jī)物和其他污染物去除，從而提高后續(xù)回收過程的效率和可行性。其次，熱解能夠?qū)⒐杵?、玻璃和金屬等材料分解成原始形態(tài)或者易于處理的化合物，便于后續(xù)的物質(zhì)回收和再利用。此外，熱解過程也有助于減少廢棄物的體積和毒性，有利于資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)。

5、但在熱解過程中因氣體釋放的影響，多數(shù)硅片以破碎的形式回收，因此可以先利用有機(jī)溶劑進(jìn)行浸泡，使其形成氣體釋放通道，隨后利用熱解可實(shí)現(xiàn)硅片的高完整度回收，并且在熱解過程中，有機(jī)溶劑會(huì)與eva共同分解為乙酸、乙烯等產(chǎn)物，該產(chǎn)物也可作為熱解爐的熱源供其使用，減少能源損耗。

6、cn117123604a公開了一種化學(xué)法協(xié)同分段熱解處理光伏組件的方法，其中剝離背板后的光伏組件在第一有機(jī)溶劑中進(jìn)行一次浸泡，然后在第二有機(jī)溶劑中進(jìn)行二次浸泡，得到溶脹后光伏組件；其中，所述第二有機(jī)溶劑的極性大于第一有機(jī)溶劑的極性；s3，將溶脹后光伏組件進(jìn)行熱解，實(shí)現(xiàn)玻璃與晶硅電池片的分離。該方法需要兩次有機(jī)溶劑浸泡，容易造成有毒污染且成本高、溶劑消耗大。

7、cn114798690a公開了一種廢舊晶硅光伏板板間分離回收的方法，包括將分割的光伏組件侵入有機(jī)溶劑進(jìn)行分離，其中有機(jī)溶劑包括沸點(diǎn)大于150℃的主溶劑。該方法雖然只需一次有機(jī)溶劑浸泡，但其一方面不能完成回收晶硅，另一方面需要大量強(qiáng)溶解能力的有機(jī)溶劑作為主溶劑，溶解時(shí)間較長、溫度較高，容易造成有毒污染且成本高、溶劑消耗大。

8、因此，有必要開發(fā)一種新的回收晶硅光伏組件的方法，在高完整度回收晶硅的基礎(chǔ)上，減小有機(jī)溶劑浸泡所帶來的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種無污染高完整度回收晶硅光伏組件的方法，以便在高完整度回收晶硅的基礎(chǔ)上，減小有機(jī)溶劑浸泡所帶來的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種無污染高完整度回收晶硅光伏組件的方法，所述方法包括如下步驟：

4、(1)將廢舊光伏組件進(jìn)行拆分，以拆除其邊框并剝離其背板，得到包括太陽能電池片與玻璃板的剩余光伏組件；

5、(2)將所述剩余組件放置于超聲池中，并加入有機(jī)溶液，隨后進(jìn)行浸泡超聲處理，得到溶脹后的光伏組件；其中，所述有機(jī)溶液包括體積占比不低于50％的水和溶于水中的有機(jī)溶劑；

6、(3)將溶脹后的光伏組件進(jìn)行熱解，實(shí)現(xiàn)玻璃板與太陽能電池片的分離。

7、在本發(fā)明的步驟(1)，對(duì)廢舊光伏組件進(jìn)行拆分，以拆掉其鋁邊框和背板，同時(shí)還可以拆掉其接線盒，得到太陽能電池片與玻璃板仍貼合在一起的剩余光伏組件。

8、在一些實(shí)施方式中，步驟(1)中，在將廢舊光伏板進(jìn)行拆分前，還需要先進(jìn)行清洗除塵，例如利用循環(huán)水水槍清洗，對(duì)表面灰塵、油污等進(jìn)行；具體為本領(lǐng)域熟知，在此不再贅述。

9、在一些實(shí)施方式中，可以利用鋁邊框拆解機(jī)拆分鋁邊框，拆除背板時(shí)，首先在120℃-140℃比如130℃加熱軟化后再撕除背板，得到剩余的玻璃板與電池片；具體為本領(lǐng)域熟知，在此不再贅述。

10、在本發(fā)明的步驟(2)，利用有機(jī)溶液(即水與有機(jī)溶劑混溶在一起形成的溶液)對(duì)剩余的光伏組件進(jìn)行浸泡，并且在超聲輔助下有利于對(duì)太陽能電池片與玻璃板之間的eva進(jìn)行溶脹；同時(shí)使用較低濃度的有機(jī)溶液(即配置溶液時(shí)其中有機(jī)溶劑體積占比不超過50％，比如40％、30％、20％或10％)并配合超聲輔助，從而有利于為后續(xù)熱解提供更多分布更為均勻的氣體釋放通道，進(jìn)而有利于高完整度回收晶硅光伏組件。

11、在本發(fā)明的步驟(2)中，所述有機(jī)溶液中水的體積占比可以為60％、70％、80％或90％；在較佳的實(shí)施方式中，水的體積占比可以為70-80％，有機(jī)溶劑的體積占比可以為20％-30％。

12、在本發(fā)明的步驟(2)中，利用有機(jī)溶劑溶于水形成有機(jī)溶液，因此所用有機(jī)溶劑為溶于水或微溶于水的有機(jī)溶劑。在較佳的實(shí)施方式中，所述有機(jī)溶劑為乙醇、乙酸乙酯或乙二醇乙醚醋酸酯中的一種或多種；優(yōu)選為乙醇和乙酸乙酯。

13、在較佳的實(shí)施方式中，步驟(2)中，所述有機(jī)溶液中水的體積占比為70-80％比如75％，乙醇的體積占比為10-20％比如15％，乙酸乙酯的體積占比為5-10％比如8％。

14、較佳地，步驟(2)中，浸泡超聲處理時(shí)間為2-4小時(shí)比如3小時(shí)，超聲功率為200-600w，比如300w、400w或500w。

15、較佳地，步驟(2)中，處理溫度為40-60℃，比如45、50或55℃。

16、在本發(fā)明的步驟(3)中，將溶脹后的光伏組件進(jìn)行熱解，實(shí)現(xiàn)玻璃板與太陽能電池片的分離。具體地。可以將浸泡后的光伏組件放置于馬弗爐中，設(shè)定程序升溫，待加熱完畢后設(shè)定穩(wěn)定程序降溫，待溫度降至室溫后，取出玻璃板與電池片，此時(shí)玻璃板與電池片完全分離。

17、在較佳的實(shí)施方式中，步驟(3)中熱解溫度為450-580℃，優(yōu)選480-550℃，比如500或520℃；本領(lǐng)域可以理解，過高的溫度容易導(dǎo)致光伏組件熱變形、過低的溫度則不利于熱解。

18、較佳地，步驟(3)中，熱解時(shí)間為15min-150min；優(yōu)選30min-60min；本領(lǐng)域可以理解，在熱解溫度較高時(shí)如果過長的熱解時(shí)間容易導(dǎo)致光伏組件熱變形、在熱解時(shí)間較低時(shí)過短的時(shí)間則不利于熱解。

19、較佳地，步驟(3)中將溶脹后光伏組件放置于熱解爐熱解時(shí)，設(shè)置升溫速率10-20℃/min比如12℃/min、15℃/min或18℃/min，以便有序熱解。

20、較佳地，步驟(3)中，熱解后降溫時(shí)，降溫速率為10-20℃/min比如12℃/min、15℃/min或18℃/min。

21、較佳地，在保護(hù)性氣氛中進(jìn)行熱解。

22、在較佳的實(shí)施方式中，步驟(3)中，將eva以及有機(jī)溶劑熱解所產(chǎn)生的氣體作為燃料以供熱解加熱使用。

23、在較佳的實(shí)施方式中，所述方法還包括步驟(4)：采用超聲清洗分離的玻璃板與太陽能電池片中，并將清潔后玻璃板與太陽能電池片進(jìn)行干燥處理后密閉存放。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明的技術(shù)方案先利用低濃度有機(jī)溶液對(duì)剩余組件浸泡超聲后，再進(jìn)行熱解，將廢舊光伏組件中各個(gè)組件進(jìn)行完整分離，并回收得到完整的玻璃與硅片，在完整硅片中沒有發(fā)生大規(guī)模的破碎或存在裂紋等情況，其中玻璃與硅片的回收率均在99％以上，完整度均在95％以上，甚至通過優(yōu)化控制有機(jī)溶劑的濃度、浸泡時(shí)間、熱解溫度等，完整度可以達(dá)到100％。在回收過程中對(duì)于玻璃與硅片的損耗非常低，無需耗材，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，在后續(xù)的硅回收中具有較高的利用價(jià)值。

26、在本發(fā)明中，通過采用低濃度有機(jī)溶液配合超聲處理，有利于形成更多分布更為均勻的氣體釋放通道，在后續(xù)熱解過程中有利于高完整度回收晶硅光伏組件，同時(shí)有機(jī)溶劑用量相對(duì)較低且使用的是溶于水的有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境污染小、成本低。

27、與普通熱解法相比，本發(fā)明通過低濃度有機(jī)溶液浸泡后在電池片與玻璃板層間形成了良好分布的氣體釋放通道，可進(jìn)行快速升溫降溫，減小了氣體釋放對(duì)硅片的影響，同時(shí)也大大提升了熱解法處理的效率。與單純有機(jī)溶劑法處理相比，首先利用低濃度的有機(jī)溶劑，并且也減少了有機(jī)溶劑的浸泡時(shí)間，并且處理后的硅片與玻璃的完整度極高。

28、另外，有機(jī)溶劑浸泡后組件上殘留的有機(jī)溶劑會(huì)在熱解的過程中分解，可以與eva氣體共同作為熱解中熱源使用，對(duì)組件以及環(huán)境不會(huì)造成污染。