一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法

1.本发明属于废弃光伏组件回收技术领域，特别涉及一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法。

背景技术：

2.光伏发电技术近年来得到了迅猛发展，光伏组件的寿命约为25年左右，预计2025年左右我国将迎来光伏组件报废潮。废弃光伏组件中有玻璃、硅片、银、铝等有价组分，对其进行回收有一定的经济价值；且以回收的硅片制造新电池片的能耗相比以原矿制造新电池片的能耗极大降低，对生产加工环节的节能降耗具有重大意义；同时合理的回收利用可以避免废弃光伏组件对环境的一系列危害，综上分析废弃光伏组件的回收十分必要。
3.光伏组件由盖板玻璃、电池片、有机胶膜、背板材料、铝边框、接线盒组成，有机胶膜存在于盖板玻璃、电池片及电池片、背板材料之间。对于目前受关注较多的完整废弃组件的回收，通常只需保证盖板玻璃的完好的情况下，采用化学法、热处理、热刀法、物理高压研磨等办法即可实现玻璃盖板、电池片的分离，并进一步开展硅片的纯化工艺。而对于在运输、安装、使用、拆卸、回收等过程中盖板玻璃发生破碎的组件，将有机胶膜脱除后玻璃颗粒、电池片将混合在一起，分离较为困难，影响后续纯化回收流程。
4.由以上分析可知，对于已破碎的废弃光伏组件，有机胶膜脱除后玻璃颗粒、电池片的分离至关重要，对于优化后续回收流程具有显著影响。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，以实现破碎废弃光伏组件中硅片的分离及纯化回收。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；
9.步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入惰性气体，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；
10.步骤s3，从步骤s2热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物中分离出电池片颗粒；
11.步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。
12.所述步骤s2中，热解温度为500℃-550℃，热解时间30-120min，升温速率5-10℃/min，惰性气体优选为流动氮气。
13.所述步骤s3中，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离。
14.所述步骤s3中，通过1mm-2mm的筛网对热解得到的玻璃、电池片混合物进行筛分，得到粗、细粒级产物。
15.所述气流分选优选为脉动气流分选。
16.所述摇床分选优选为水力摇床分选。
17.所述步骤s4中，将步骤s3分离得到的电池片浸入碱性、酸性溶液通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层。
18.所述步骤s4中，酸性溶液包括硝酸、盐酸、磷酸、溶液，碱性溶液为氢氧化钠溶液。
19.所述步骤s4中，电池片的化学处理过程中，不限定银电极、铝电极的去除顺序，即电池片先去除银电极再去除铝电极，或者先去除铝电极再去除银电极。
20.有益效果：本发明重点针对目前关注较少但数量较多的已破碎光伏组件，利用无氧热解将废弃组件中有机胶膜、背板材料高效脱除，实现玻璃盖板、电池片的完全解离。将热解得到的玻璃、电池片混合物筛分为粗、细产物，根据各粒级产物特性，分别采用气流分选、摇床分选，以物理法实现玻璃、电池片的绿、高效分离。将富集后的电池片经化学处理得到纯化后的硅片，可用于电池片再造。该发明弥补了现有废弃光伏回收技术中对于已破碎组件关注不足的问题，中间分选环节采用筛分、气流分选、摇床分选等物理法实现解离后玻璃、电池片的分离，绿环保，为后续纯化流程奠定基础。
附图说明
21.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
23.如图1所示，本发明的一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，包括以下步骤：
24.步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；
25.步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入流动氮气，热解温度为500℃-550℃，热解时间30-120min，升温速率5-10℃/min，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；
26.步骤s3，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物通过1mm-2mm的筛网进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用脉动气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用水力摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离；
27.步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片浸入碱性、酸性溶液通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片；
28.其中，酸性溶液包括硝酸、盐酸、磷酸、溶液，碱性溶液为氢氧化钠溶液，硝酸或者盐酸用于去除银电极、或者磷酸用于去除氮化硅减反射层，氢氧化钠溶液用于去除铝电极。电池片的化学处理过程中，不限定银电极、铝电极的去除顺序，电池片先去除银电极再去除铝电极，或者先去除铝电极再去除银电极。
29.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
30.实施例1
31.一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，包括以下步骤：
32.步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；
33.步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入流动氮气，热解温度为500℃，热解时间60min，升温速率10℃/min，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；
34.步骤s3，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物通过1mm-2mm的筛网进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用脉动气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用水力摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离；
35.步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片先后浸入盐酸、氢氧化钠溶液、磷酸，通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。
36.实施例2
37.一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，包括以下步骤：
38.步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；
39.步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入流动氮气，热解温度为550℃，热解时间30min，升温速率8℃/min，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；
40.步骤s3，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物通过1mm-2mm的筛网进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用脉动气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用水力摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离；
41.步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片先后浸入氢氧化钠溶液、硝酸、，通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。
42.实施例3
43.一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，包括以下步骤：
44.步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；
45.步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入流动氮气，热解温度为520℃，热解时间120min，升温速率5℃/min，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；
46.步骤s3，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物通过1mm-2mm的筛网进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用脉动气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用水力摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离；
47.步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片先后浸入盐酸、氢氧化钠溶液、溶液，通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。
48.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；步骤s2，将步骤s1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入惰性气体，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；步骤s3，从步骤s2热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物中分离出电池片颗粒；步骤s4，将步骤s3分离得到的电池片通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。2.根据权利要求1所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s2中，热解温度为500℃-550℃，热解时间30-120min，升温速率5-10℃/min，惰性气体为流动氮气。3.根据权利要求1所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s3中，将热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物进行筛分，得到两种不同粒级筛分产物，针对较粗粒级产物，利用气流分选实现玻璃、电池片的有效分离，针对较细粒级产物，利用摇床分选实现玻璃、电池片颗粒的有效分离。4.根据权利要求3所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s3中，通过1mm-2mm的筛网对热解得到的玻璃、电池片混合物进行筛分，得到粗、细粒级产物。5.根据权利要求3所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述气流分选为脉动气流分选。6.根据权利要求3所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述摇床分选为水力摇床分选。7.根据权利要求1所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s4中，将步骤s3分离得到的电池片浸入碱性、酸性溶液通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层。8.根据权利要求7所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s4中，酸性溶液包括硝酸、盐酸、磷酸、溶液，碱性溶液为氢氧化钠溶液。9.根据权利要求7或8所述的废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，其特征在于：所述步骤s4中，电池片的化学处理过程中，电池片先去除银电极再去除铝电极，或者先去除铝电极再去除银电极。

技术总结

本发明公开了一种废弃光伏组件中硅片的分离回收方法，包括以下步骤：步骤S1，将已破碎的废弃光伏组件进行拆解，拆除铝边框及接线盒，得到包含玻璃盖板、电池片、有机胶膜、背板材料在内的层压件；步骤S2，将步骤S1得到的层压件置于热解炉中，炉内通入惰性气体，通过热解脱除层压件中的有机胶膜、背板材料，得到玻璃、电池片颗粒状混合物；步骤S3，从步骤S2热解得到的玻璃、电池片颗粒状混合物中分离出电池片颗粒；步骤S4，将步骤S3分离得到的电池片通过化学处理去除铝电极、银电极、氮化硅减反射层，得到纯化后的硅片。本发明实现了已破碎废弃光伏组件中玻璃、电池片的分离及硅片的纯化回收。回收。回收。