[发明专利]用于分离复合部件的不同材料层的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于分离复合部件的不同类型材料层的方法，复合部件具有至少一个对可见光透明的材料层和至少一个另外的材料层，其中来自外部源的光穿过至少一个透明材料层落入至少一个另外的材料层并且至少部分地被吸收。在至少一个气体放电灯的帮助下，光吸收材料层加热小于一秒的时间，以分离复合部件的材料层。可用于该方法的装置包括至少一个分离室，以及位于其中的至少一个适于照射的气体放电灯(220)。

技术领域

本发明涉及一种用于分离复合部件的异质材料层的方法，该复合部件包括至少一个对可见光透明并具有大于40％的透明度的材料层，以及至少一个另外的材料层，其中来自外部源的光穿过该至少一个透明材料层，落入该至少一个另外的材料层中，在那里它至少部分地被吸收。

本发明还涉及一种用于分离复合部件的不同材料层的装置，该装置在复合部件具有50％或更多重量比的玻璃时证明是特别有利的。在低重量分数的玻璃的情况下的使用是同样可能的。

背景技术

太阳能电池模块属于“电子废料”类别，必须按照欧盟指令进行回收。取决于它们的构造方式，模块包含有价值的成分，例如硅晶片和银，或稀有物质，例如铟、镓或碲。

通常将太阳能模块研磨成小的成分，之后颗粒中存在的物质通过机械和化学方法彼此分离。在更近期的方法的情况下，整个模块在炉中加热，使得包含的塑料经历燃烧。剩余的成分，例如玻璃和硅晶片，在炉程序之后彼此机械分离，然后进行化学处理和清洁，允许它们在生产过程中再次使用。

薄膜太阳能电池模块基本上由各自具有约为2.0至3.0毫米的厚度的两块玻璃板，在它们之间、由EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)制成并具有例如约为0.2至0.4毫米的厚度的层压箔，以及嵌入在箔和两个玻璃板之一之间并具有约为0.003毫米的厚度的电流产生层构成。因此，就体积而言，薄膜太阳能电池模块主要由玻璃构成，这意味着上述研磨和随后的材料的化学分离作为回收方法是不经济的。另外，上述炉操作的高能量需求以及在某些情况下几个小时的相关长处理时间为寻找可替代的回收工艺提供了很大的动机。

专利申请“Recycling method for thin-film solar cell modules”(EP 2 133923A2)描述了一种方法，该方法通过在薄膜太阳能电池模块的表面上扫描激光束来加热模块的光吸收层并因此加热电流产生层，以及因此导致两个玻璃板的分离。电流产生层可以随后在化学浴中脱离，并且EVA箔可以机械地移除。仅玻璃板的彼此分离允许化学品有效地作用在包含在玻璃板之间的层上。

除了高投资成本之外，薄膜太阳能模块的激光方法的最大缺点是在太阳能模块的一侧的整个区域上(大约一个到一个半平方米)扫描光束所需的几分钟的大量时间。假设现在具有大约300兆瓦峰值功率的太阳能发电场的通常尺寸，其中安装了大约200万个薄膜太阳能模块。因此，激光器会多年忙于分解太阳能发电场中模块的两块玻璃板。

发明内容

根据本发明的方法，已经开发了一种方法，该方法借助于由至少一个气体放电灯产生的光，在曝光场中对复合部件的另外光吸收材料层进行小于一秒钟的照射和加热，其中曝光场包围复合部件的表面的至少一部分。借助于气体放电灯或许多气体放电灯，可以同时照射整个曝光场并加热光吸收材料层。

因此，在曝光场中，复合部件的材料层利用暴露于光导致的合适的热操作或化学操作而分离，或者由于材料的温度梯度或不同热膨胀系数导致的热机械应力而分离，或者由于这些工艺的组合(以下通常称为分离工艺)而分离。在这种情况下，足以沿着待分离的材料的界面将通常仅几微米厚的层从起始温度(例如室温)加热通常几百开氏度，到所需的工艺温度。因此，特别是在极薄层加热的情况下，可以使用高的加热和/或冷却速率，因此可以使用少于一秒的照射时间，这可以借助于气体放电灯提供所需的能量密度。