[发明专利]报废光伏组件拆解方法

说明书

本发明涉及环保回收技术领域，特别是涉及一种报废光伏组件拆解方法，包括以下步骤：1)拆解铝边框；2)拆解接线盒；3)去氟膜；4)去背板；5)分离EVA胶层和背板，分离硅片层、焊带和玻璃；6)物料单独分离。本发明结构简单，采用该方法既环保又经济的拆解报废光伏组件，铝边框、玻璃破损率＜4％；有色金属回收率达到95％以上，贵金属回收率为90％以上，硅料回收率达到90％以上，薄膜太阳能电池用铝边框破损率＜3％，稀贵金属回收率达到97％以上。

技术领域

本发明涉及环保回收技术领域，特别是涉及一种报废光伏组件拆解方法。

背景技术

我国是光伏组件的生产及应用大国，仅2017年我国生产光伏组件超过60GW，按照7.6万吨/GW折算，仅2017年的光伏组件，待其报废后，其总质量将超456万吨。

光伏组件的大部分材料是可循环再造的材料，对光伏组件回收实现循环再利用，可节约资源，减少对原生资源开采并降低资源提炼的耗能，从而减轻生态环境影响及破坏。

光伏组件的构成为玻璃70％(重量占比，下同)，铝框18％，硅料4％，贵金属0.15％，接线盒为0.85％，背板为1％，EVA为6％。

当回收废旧的光伏组件时，需要对组件进行拆分，将铝边框、玻璃和接线盒部分去除，得到硅晶片。有效地完整硅晶片回收方法有“无机酸溶解法”和“热处理法”。其中，后者又分为“固定容器热处理法”和“流化床反应器热处理法”。

1)无机酸溶解法

用硝酸和过氧化氮混合酸，在一定的温度条件下，经过一段时间将EVA溶解掉，与玻璃分类。此法可保持晶硅片的完整，但需要进一步对硅晶片进行处理。

2)固定容器热处理法

将光伏组件放入焚烧炉中，设置反应温度600℃进行焚烧。焚烧完成后，将电池、玻璃和边框等手工分离。回收的各类材料进入相应的回收程序，塑料类的材料完全焚烧。

3)流化床反应器热处理法

使用流化床反应器对废弃光伏组件进行热处理。将细沙放入流化床反应器中，在一定温度、流速的空气作用下，细沙处于滚烫流动状态，具有液体的物理性质。将组件放入流化床中，EVA和背板材料会在反应器中气化，废气则从反应器中进入二次燃烧室，作为反应器的热源。对于厚度达到400微米以上的电池片，可以回收完好的硅片。由于制造技术不断发展，电池片逐代变薄，热处理法已无法获得完好的硅片，因此也只能够适用于回收硅料。

除上述3种方法外，还有“有机酸溶解法”和“物理分离法”；

4)有机酸溶解法

用有机溶剂溶胀EVA，以达到分离电池片、EVA、玻璃和背板的目的。该法所需时间较长，大约7天为一次反应周期。另外，EVA膨胀后使电池片破碎且存在有机废液处理问题，因此该法仍处于实验室研究阶段。

5)物理分离法

先将组件铝边框与接线盒拆除，随后粉碎无框组件，分离涂锡焊带与玻璃颗粒，剩下的部分再进行研磨，用静电分离方法得到金属、硅粉末、背板颗粒和EVA颗粒。该法最终得到是不同材料的混合物，未能实现单一组分的充分分离，仍处于实验室研究阶段。

结合国内外已有报废光伏组件的技术方法和经验来看：

无机酸和有机酸溶解：只针对EVA的去除和分离，未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用。且需要用到大量的化学试剂，剩下的废液也属于危险废弃物。该方法既不经济，也不环保。

热处理法：处置过程会产生大量的有机废气，该方法既不经济，也不环保。

物理分离法：不够完善，未能分离各单一的组分。