[发明专利]一种对废旧钙钛矿太阳能电池循环利用的方法

说明书

本发明涉及一种对废旧钙钛矿太阳能电池循环利用的方法，包括以下步骤：（1）将钙钛矿太阳能电池浸入能够溶解钙钛矿材料且对其它组分不溶的溶剂中以进行清洗；（2）将步骤（1）所得的清洗液进行固液分离，得到含铅浸出液；（3）将所得的含铅浸出液与氨水反应，得到第一浊液；（4）将所得浊液固液分离，得到第一固体；（5）将所得第一固体与醋酸反应，得到第二浊液；（6）将所得第二浊液固液分离，得到Pb(CH₃COO)₂固体。

技术领域

本发明涉及光伏电池回收技术领域，具体涉及到一种对废旧钙钛矿太阳能电池的循环再利用的方法。

背景技术

有机-无机钙钛矿材料ABX₃(例如，A＝Cs,CH₃NH₃，NH＝CHNH₃,B＝Pb,Sn；X＝Cl,Br和I)被广泛应用于光电探测器，发光二极管(LED)，太阳能电池领域，其中，应用最广泛的是钙钛矿太阳能电池。目前，钙钛矿太阳能电池最高认证效率已经达到22.1％。该效率上可以和传统的硅基太阳能电池相媲美，其中碳对电极钙钛矿太阳能电池稳定性优异，其最有可能实现商业化应用。因此，阻碍钙钛矿太阳能电池商业化的一个重要因素是它含有重金属铅。有机-无机杂化钙钛矿材料中含有的重金属铅对环境和人体具有危害。由于铅元素不是人体必需的，它对人体以及儿童的智力都有诸多负面影响，因此，一旦其泄露到环境中，它势必会污染到土壤，水体，从而危及人体健康。目前，无铅钙钛矿太阳能电池无论是在稳定性上面还是在效率上面都远不及铅基钙钛矿太阳能电池。因此，解决钙钛矿太阳能电池中铅污染问题的另一个基本途径就是回收再利用。

发明内容

为实现对环境和人体具有危害的铅的资源化回收利用，本发明针对钙钛矿太阳能电池其中的铅的回收的问题，提供了对废旧钙钛矿太阳能电池循环利用、回收制备出钙钛矿太阳能电池所需的原材料Pb(CH₃COO)₂的方法。

本发明一形态的对废旧钙钛矿太阳能电池循环利用的方法包括以下步骤：

(1)将钙钛矿太阳能电池浸入能够溶解钙钛矿材料且对其它组分不溶的溶剂中以进行清洗；

(2)将步骤(1)所得的清洗液进行固液分离，得到含铅浸出液；

(3)将所得的含铅浸出液与氨水反应，得到第一浊液；

(4)将所得浊液固液分离，得到第一固体；

(5)将所得第一固体与醋酸反应，得到第二浊液；

(6)将所得第二浊液固液分离，得到Pb(CH₃COO)₂固体。

根据上述发明，利用溶解沉淀法对Pb(CH₃COO)₂进行回收，具体而言，将废旧的钙钛矿太阳能电池浸入在能够溶解钙钛矿材料且对其它组分不溶的溶剂中，因此，可以将可溶性钙钛矿物质与其他不溶物固液分离而分离出来，而且将氨水与含铅浸出液反应，使其中的铅离子以Pb(OH)₂沉淀的形式分离出来，并且再利用CH₃COOH与Pb(OH)₂合成制备钙钛矿电池所需要的原材料Pb(CH₃COO)₂。由此，可以通过简单的方法实现Pb(CH₃COO)₂的回收再利用，减少重金属Pb对环境的污染。并且，与采用氢碘酸溶解Pb(OH)₂得到最终产物PbI₂相比，采用醋酸溶解Pb(OH)₂得到最终产物Pb(CH₃COO)₂，通常，采用Pb(CH₃COO)₂为前驱体来制备钙钛矿薄膜，所得薄膜中钙钛矿晶粒尺寸更大、表面更平整，有利于获得更高的光电转换效率。