从太阳能电池组件回收有价物质的方法技术

本发明专利技术的技术问题在于为了回收利用具有树脂制的背板等的太阳能电池组件中所含的有价物质，提供一种从太阳能电池组件中去除树脂成分从而高效且简便地回收有价物质的方法。本发明专利技术涉及一种从太阳能电池组件回收有价物质的方法，其特征在于，包括：堆叠工序，其将具有树脂制的背板和密封用树脂层的太阳能电池组件(X)以所述背板面位于下侧地堆叠在耐热性的多孔成型体(A)之上；以及加热工序，其在氧化性气氛下的加热炉内对包含所述太阳能电池组件(X)和所述多孔成型体(A)的堆叠物进行加热，将树脂成分熔融后使之燃烧。树脂成分熔融后使之燃烧。树脂成分熔融后使之燃烧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从太阳能电池组件回收有价物质的方法


[0001]本专利技术涉及从太阳能电池组件中去除背板和密封用树脂层等的树脂成分，分离成玻璃、电池单元、银和铝框等，从而回收有价物质的方法。

技术介绍

[0002]为了实现低碳社会，正在推进通过利用以太阳能发电为首的可再生能源来加速减少CO2。尽管太阳能发电的引入取得显著进展，但是已经指出了在太阳能电池组件的废弃时的回收利用的技术问题。
[0003]常规的太阳能电池组件的结构为，表面为钢化玻璃、内侧为密封用树脂层、背面为背板这三层。在密封用树脂层中，布线有将太阳能电池电池单元彼此连接的电线(中继馈线)。要求密封用树脂具有透明性、柔软性、粘接性、拉伸强度和耐候性等，通常使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下简称为“EVA”)，通过加热和加压使其发挥粘接钢化玻璃、电池单元和背板的作用。若在氧化性气氛下利用电炉等对该太阳能电池组件进行加热，则在80～120℃下EVA熔融，在350℃左右发生EVA的脱乙酸反应，在450℃左右作为主链的聚乙烯部分急剧发生热分解反应。公开了进行这样的热分解来回收利用太阳能电池组件的技术(参见专利文献1、2)。
[0004]但是，由于在450℃左右发生的热分解反应惊人，所以使约1m
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2m大小的太阳能电池组件热分解，会成为火灾的原因，不适合大规模化。为了解决该技术问题，提出了具备如下工序的方案：将太阳能电池面板加热至100～200℃的预加热工序；以及通过使用过热蒸气将所述太阳能电池面板加热到比所述预加热工序更高的温度，从而去除树脂材料，使所述太阳能电池单元和所述布线构件从所述玻璃板落下而分离的主加热工序(参见专利文献3)。
[0005]另外，公开了一种太阳能电池元件构成材料的回收方法，其包括如下工序：输送至炉内的氧气浓度保持在1.0体积％以上且3.0体积％以下的连续式热处理炉中，在设定为300～400℃的预加热分解部中放出并去除作为EVA分解气体的一种的乙酸气体，接着在设定为400～550℃的热处理部中使除乙酸之外的EVA分解气体脱附，而从所述太阳能电池元件中去除EVA密封材料，将电池单元部和玻璃基板分离(参见专利文献4)。
[0006]进一步，提供了如下方法：通过使太阳能电池组件以光接收面朝上置于负载有氧化物半导体的具有透气性的支承体上，使氧化物半导体与所述太阳能电池组件的背板接触，在氧气存在下以所述氧化物半导体达到本征导电区域的温度对所述被处理物进行加热，从而分解并去除所述被处理物中的聚合物，从拆解的物料中回收有价物质的方法(参见专利文献5)，以及在太阳能电池面板连带所述太阳能电池面板的外框的状态下，使氧化物半导体与所述太阳能电池面板的背板接触，在氧气存在下以所述氧化物半导体达到本征导电区域的温度对所述被处理物进行加热，从而分解并去除所述被处理物中的聚合物，从拆解的物料中回收有价物质的方法(参见专利文献6)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开平11-165150号公报
[0010]专利文献2:日本特开2007-59793号公报
[0011]专利文献3:日本特开2014-24037号公报
[0012]专利文献4:日本特开2014-108375号公报
[0013]专利文献5:日本特开2016-93804号公报
[0014]专利文献6:日本特开2016-190177号公报
[0015]非专利文献
[0016]非专利文献1:高分子论文集、Vol.64.No.9(2007)

技术实现思路

[0017]专利技术要解决的问题
[0018]在专利文献3和4提供的方法中，以不引起急剧的燃烧反应的方式使氧气浓度降低，以两个阶段使EVA等树脂成分热分解。但是，炉内的氧气浓度、温度控制复杂，在运转上非常具有技术，因此不能说是简便的方法。
[0019]另外，这些专利申请的早期的太阳能电池的背板的材质几乎都是具有耐候性的聚氟乙烯(以下简称为“PVF”)，而现在，更为便宜的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称为“PET”)成为主流，也多使用以PET单层、PVF或聚偏二氟乙烯(以下简称为“PVDF”)等氟系树脂层压而成的PVF/PET、PVDF/PET、PVF/PET/PVF、PVDF/PET/PVDF这种两层或三层的背板，使用PET的背板占据大多数。
[0020]如PVF、PVDF的氟系树脂在与EVA相同的温度下热分解，因此现有的热分解方法也没有问题，但是PET在250℃下熔融，在400℃左右开始热分解，由于具有苯环和酯基，所以涉及多种热分解反应。有时也会生成副产物的苯环彼此复杂键合的碳化物，形成漆黑的“煤烟子”，附着有“煤烟子”的玻璃难以再利用。另外，还有报道即使在850℃下燃烧的情况下，该“煤烟子”的残渣量仍残留9％(参见非专利文献1)。
[0021]因此，在降低氧气浓度的所述两个技术中，即使EVA能够热分解，PET也不会完全热分解，若对使用具有PET的背板的太阳能电池组件进行加热处理，则充满“煤烟子”，并且背板中所含的氧化钛、碳酸钙等无机粉末也残留，因此需要更先进的分离技术来回收利用有价物质。
[0022]另外，在专利文献5和6提供的技术中，需要使氧化物半导体与背板接触，因此氧化物半导体会混入热分解后的电池单元中，需要从电池单元分离氧化物半导体的工序。进一步，背板中所含的氧化钛、碳酸钙等填料附着在氧化物半导体上，因此对于反复多次再利用负载有氧化物半导体的具有透气性的支承体方面而言，是一种不足的技术。
[0023]综上所述，本专利技术的技术问题在于为了回收利用具有树脂制的背板等的太阳能电池组件中所含的有价物质而提供一种从太阳能电池组件中去除树脂成分从而高效且简便地回收有价物质的方法。
[0024]用于解决问题的方案
[0025]本专利技术人等为了解决所述技术问题进行了深入研究。其结果发现，为了抑制太阳能电池组件中所含的EVA的急剧的燃烧，通过使树脂成分缓慢且稳定地燃烧来去除，可以高
效且简便地回收有价物质，而不是降低加热炉内的氧气浓度，以至完成了本专利技术。
[0026]即，本专利技术涉及一种从具有树脂制的背板和密封用树脂层的太阳能电池组件(X)回收有价物质的方法，其特征在于，包括：堆叠工序，其将太阳能电池组件(X)以所述背板面位于下侧地堆叠在耐热性的多孔成型体(A)之上；以及加热工序，其在氧化性气氛下的加热炉内对包含所述太阳能电池组件(X)和所述多孔成型体(A)的堆叠物进行加热，将树脂成分熔融后使之燃烧。
[0027]专利技术的效果
[0028]在本专利技术中，在起火之前熔融的EVA和PET等树脂成分渗入耐热性的多孔成型体中从而表面积扩大，如蜡烛的火焰一般温和地燃烧，因此不会发生急剧的燃烧反应，可以使其稳定地燃烧。而在现有的技术中，若使太阳能电池组件热分解，则钢化玻璃破裂，但通过使其温和的火焰燃烧，钢化玻璃可以原样回收而不产生裂纹。
[0029]另外，通过在炉内配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从太阳能电池组件回收有价物质的方法，其特征在于，包括：堆叠工序，其将具有树脂制的背板和密封用树脂层的太阳能电池组件(X)以所述背板面位于下侧地堆叠在耐热性的多孔成型体(A)之上；以及加热工序，其在氧化性气氛下的加热炉内对包含所述太阳能电池组件(X)和所述多孔成型体(A)的堆叠物进行加热，将树脂成分熔融后使之燃烧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述加热炉内配置负载有过渡金属氧化物的耐热性材料(B)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述耐热性材料(...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹井优，三锅雄一郎，
申请(专利权)人：株式会社德山，
类型：发明
国别省市：