[发明专利]铜铟镓硒废芯片的回收方法及回收系统

说明书

本发明是关于一种铜铟镓硒废芯片的回收方法及系统。该回收方法包括：对铜铟镓硒物料进行氧化焙烧，以使所述铜铟镓硒物料中的薄膜功能层与衬底基板分离，并得到含有氧化硒气体的烟气；对所述含有氧化硒气体的烟气进行处理，以得到单质硒；对所述薄膜功能层进行处理，以分别得到单质铜、单质铟和单质镓。该技术方案可实现铜铟镓硒薄膜功能层与衬底基板的分离，以便于降低铜铟镓硒的提纯难度并提高其回收率。

技术领域

本发明涉及铜铟镓硒物料的回收技术领域，尤其涉及一种铜铟镓硒废芯片的回收方法及回收系统。

背景技术

随着当前能源危机的日益严峻以及传统能源对环境污染的影响日益加重，开发一种清洁可再生的新型能源显得十分重要。由于太阳能清洁无污染，取之不尽、用之不竭，因此对太阳能的开发利用已经成为了世界各国可持续发展能源的战略决策。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池以其转化效率高、生命周期成本低、无性能衰减、发电量大等特性而受到了广泛的关注。具体而言，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的吸收层是由铜、铟、镓、硒四种元素按照最佳比例组成的黄铜矿结构，其可吸收光谱的波长范围广，除了非晶硅太阳能电池可吸收的可见光谱范围外，还可以涵盖波长在700～2000nm之间的近红外光谱，因此日均发电时间长，相比于同功率级别的晶硅太阳能电池而言，其每天的总发电量可超出20％左右。

其制备技术大致可以分为：多元共蒸技术、溅射后硒化技术、电沉积技术、以及涂布技术等。考虑到现有工艺技术对于原材料的利用率较低，在其生产过程中会产生大量的铜铟镓硒废物料，这些废物料主要包括铜铟镓硒腔室料和铜铟镓硒废芯片，其中除含有重金属铜之外，还含有铟、镓、硒等稀有金属，因此对铜铟镓硒废物料进行有效的分离回收便可实现有价金属的循环再利用。

但是，目前铜铟镓硒废物料的回收方法不仅工艺复杂、步骤流程长，而且回收率较低，尤其是柔性铜铟镓硒废物料还存在薄膜功能层与不锈钢衬底层之间难以分离的情况，如果采用湿法处理则易使不锈钢衬底溶于溶液，从而造成杂质元素增多，致使回收提纯更加困难，而且不锈钢衬底的重量占废芯片总重的95％以上，其对于运输成本的影响较大，因此在工业应用方面也受到了一定的限制。

发明内容

为了克服铜铟镓硒物料中衬底基板与薄膜功能层难以分离而造成的金属提纯难度大及回收率低的问题，本发明实施例提供一种铜铟镓硒废芯片的回收方法及回收系统。该技术方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种铜铟镓硒废芯片的回收方法，包括步骤S1-S3：

步骤S1:预处理，对铜铟镓硒废芯片的一侧进行抛光处理，使薄膜功能层中位于衬底基板表面的钼电极层露出；

步骤S2:第一段氧化焙烧处理，在350-500℃温度下，对铜铟镓硒废芯片进行焙烧，得到含有氧化硒气体的烟气以及焙烧渣；

步骤S3:第二段氧化焙烧处理，在800-1000℃温度下，对所述焙烧渣进行再次焙烧，使所述铜铟镓废芯片中的薄膜功能层与衬底基板分离。

在一个实施例中，所述预处理是，使薄膜功能层中位于衬底基板表面的所述钼电极层露出3-5cm。

在一个实施例中，所述第二段氧化焙烧处理，使所述铜铟镓硒废芯片中的薄膜功能层与衬底基板分离，包括：

在所述第二段氧化焙烧处理的过程中，向所述薄膜功能层中位于所述衬底基板表面的钼电极层喷吹高压空气，以使所述钼电极层发生氧化熔融而加速所述薄膜功能层自所述衬底基板表面的剥离。

在一个实施例中，所述使所述铜铟镓硒废芯片中的薄膜功能层与衬底基板分离，还包括：

在向所述钼电极层喷吹高压空气的过程中，通过铲刀将所述薄膜功能层自所述衬底基板的表面剥离。

在一个实施例中，本发明的回收方法，还包括步骤S4：