废旧光伏组件的综合回收方法技术

本发明专利技术涉及资源综合利用领域，公开了一种废旧光伏组件的综合回收方法。所述方法包括以下步骤：(1)拆解废旧光伏组件边框，进行热处理，接着拆解背板组件，得到含有玻璃、EVA胶层和太阳能电池片的组件；(2)在220

【技术实现步骤摘要】
废旧光伏组件的综合回收方法


[0001]本专利技术涉及资源综合利用领域，具体涉及一种废旧光伏组件的综合回收方法。

技术介绍

[0002]在“双碳目标”的大背景下，新能源在全球能源结构中的比重将不断提高，未来40年是新能源加速发展的时期。新能源具有资源潜力大、环境污染低、可持续利用的特点，将成为人与自然和谐发展的重要能源。据数据测算，全球光伏发电成本在过去十年间累计大幅下降。光伏发电度电成本从2010年0.378下降至2019年的0.068USD/kWh，是从2010年
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2019年成本下降最快的可再生能源。BNEF预测，新建光伏发电项目在2025
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2030年间有望全面低于存量火电站的运行成本，行业将进入对传统能源存量进行替代的爆发阶段。到2050年全球光伏的累计装机容量将有望超过8500GW，光伏将成为全球能源发展的主力。
[0003]目前常用的硅基光伏组件主要由钢化玻璃、共聚物EVA胶膜、硅材料太阳能电池片、聚氟乙烯TPT/TPE背板、金属电极、铝框，接线盒构成，根据相关技术标准，光伏组件生命周期约为15
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25年。从2010年第一批金太阳工程的组件落地算起，今年进入运行的第11年。业内人士预测光伏组件回收高峰期时会提前10年，即从2025年开始，光伏组件回收就可能会进入密集期，2030年左右将迎来处理高峰。据估算，截至到2030年，废弃的光伏组件将达到200万吨，如考虑其他原因导致的光伏组件废弃，这一数量将进一步增大，预计到2050年，我国废弃的光伏组件将达到2000万吨，大量的废旧光伏组件如何绿色回收是现今的首要问题。据中科院电工研究所预测，从2020年开始，国内光伏组件的废旧量将显著增加，逐年呈爆发式增长。在各个种类的光伏组件中，玻璃的重量占比为70％、铝金属的重量占比10％、粘合封胶材料(EVA等)的重量占比10％、硅元素的重量占比为5％、稀有金属的重量占比1％左右，其中九成的物质可以循环利用。澳大利亚麦考瑞大学计算，80万吨的光伏废料所含材料的经济价值在12.5亿美元左右。
[0004]我国的光伏产业正处于快速上升期，研究者主要集中在对于光伏组件功率的提升和技术的革新这一方面，对于未来光伏组件的回收处理、污染防治等售后工作涉及较少。截至目前，我国并未有明确的关于废旧光伏组件回收的政策出台，也没有相关成熟的回收技术和回收设备。
[0005]目前，废旧光伏组件的回收流程一般为拆卸边框和背板组件、将电池片和玻璃进行分离，消除EVA层、刻蚀硅片、金属提取。在这套回收流程中可以回收玻璃、铝边框、晶体硅硅晶片，以及电池中的银栅线、铝焊带等其他回收价值高的金属。在废旧光伏组件的回收流程中，将太阳能电池片和玻璃进行分割是主要难点，并且对EVA层进行有效分解有助于提高晶体硅光伏组件的回收率。目前正在试行中的废旧光伏组件处理技术主要包括物理法、热解法和化学法这3种。现今我国废旧光伏组件回收中存在目标产品附加值较低，部分回收工艺相对落后并且回收率较低，极少考虑回收方式的无害化处理等问题，并且很多回收方法采用将玻璃和硅片粉碎后回收，降低了回收产品的附加价值。尽管目前已有现有技术采用热切刀或钢丝对EVA层进行切割，但是切割技术无法进行智能调控切割参数，无法完全保证
得到的玻璃和硅片百分百完整，因此急需开发一种无污染，可以将废旧光伏组件中玻璃和硅片进行完整回收，且有价回收率高的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种废旧光伏组件的综合回收方法，该方法无有机溶剂污染，废旧光伏组件中的硅片与玻璃可完整回收，有价金属回收率高。并且本专利技术所述的方法工艺简便，能耗低，具备很大的工业应用前景。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种废旧光伏组件的综合回收方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)拆解废旧光伏组件边框，然后进行热处理，接着拆解背板组件，得到含有玻璃、EVA胶层和太阳能电池片的组件；
[0009](2)在220
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240℃的条件下，采用金刚石线切割EVA胶层使玻璃和太阳能电池片进行分割；
[0010](3)将步骤(2)得到的分割后的玻璃和太阳能电池片进行热处理；
[0011](4)将热处理后的太阳能电池片浸没在碱性溶液中进行第一次刻蚀，然后将第一次刻蚀后的太阳能电池片取出，接着将溶液进行过滤；
[0012](5)将第一次刻蚀后的太阳能电池片浸没在酸性溶液中进行第二次刻蚀，然后将第二次刻蚀后的太阳能电池片取出；
[0013](6)将第二次刻蚀后的太阳能电池片浸没在磷酸溶液中进行第三次刻蚀；
[0014]在步骤(2)中，金刚石线切割中金刚石线的直径为0.03
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0.1mm，切割速度为0.02
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0.06m/min。
[0015]优选地，在步骤(1)中，所述热处理的条件包括：热处理的温度为120
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170℃，热处理的时间为20
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30min。
[0016]优选地，在步骤(3)中，所述热处理的条件包括：热处理的温度为450
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500℃，热处理的时间为1.5
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3h。
[0017]优选地，在步骤(3)中，所述热处理时的升温速率为3
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8℃/min。
[0018]优选地，在步骤(4)中，所述碱性溶液选自NaOH溶液和/或KOH溶液。
[0019]优选地，所述碱性溶液中氢氧根离子的摩尔浓度为1
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4mol/L。
[0020]优选地，在步骤(4)中，所述第一次刻蚀的时间为4
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10min。
[0021]优选地，在步骤(5)中，所述酸性溶液为硝酸溶液。
[0022]优选地，所述硝酸溶液的质量浓度为50
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70％。
[0023]优选地，在步骤(5)中，所述第二次刻蚀的时间为8
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15min。
[0024]优选地，在步骤(6)中，所述磷酸溶液的质量浓度为50
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70％。
[0025]优选地，在步骤(6)中，所述第三次刻蚀的时间为10
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15min。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]1、本专利技术所述的方法采用物理方法金刚石线切割与化学刻蚀的方法进行结合，可以将废旧光伏组件中各个组件进行完整分离，并且回收得到的玻璃和硅片非常完整，没有发生破碎或存在裂纹等情况，后续回收产物利用价值更高，本专利技术所述的技术方案最终玻璃的完整回收率可达到100％，硅片的完整回收率可以达到99％以上；
[0028]2、本专利技术所述的方法同时还可以将废旧光伏组件中的有价金属进行回收，并且废旧光伏组件中的金属铝和金属银的回收率可达到96％以上，具备非常高的有价金属回收率；
[0029]3、本专利技术所述的方法中没有使用任何有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧光伏组件的综合回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)拆解废旧光伏组件边框，然后进行热处理，接着拆解背板组件，得到含有玻璃、EVA胶层和太阳能电池片的组件；(2)在220
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240℃的条件下，采用金刚石线切割EVA胶层使玻璃和太阳能电池片进行分割；(3)将步骤(2)得到的分割后的玻璃和太阳能电池片进行热处理；(4)将热处理后的太阳能电池片浸没在碱性溶液中进行第一次刻蚀，然后将第一次刻蚀后的太阳能电池片取出，接着将溶液进行过滤；(5)将第一次刻蚀后的太阳能电池片浸没在酸性溶液中进行第二次刻蚀，然后将第二次刻蚀后的太阳能电池片取出；(6)将第二次刻蚀后的太阳能电池片浸没在磷酸溶液中进行第三次刻蚀；在步骤(2)中，金刚石线切割中金刚石线的直径为0.03
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0.1mm，切割速度为0.02
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0.06m/min。2.根据权利要求1所述的废旧光伏组件的综合回收方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述热处理的条件包括：热处理的温度为120
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170℃，热处理的时间为20
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30min。3.根据权利要求1所述的废旧光伏组件的综合回收方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述热处理的条件包括：热处理的温度为450
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500℃，热处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘展，王洪亮，
申请(专利权)人：国能龙源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：