[发明专利]基于高压脉冲水中放电的废弃太阳能电池板的回收方法

说明书

本发明公开了一种基于高压脉冲水中放电的废弃太阳能电池板的回收方法，方法中，预处理废弃太阳能电池板，拆除金属边框、电缆和逆变器的太阳能电池片机械切割为预定尺寸和预定重量的块状太阳能电池片，块状太阳能电池片放入高压脉冲水中放电腔体中，注入浸没放电电极和块状太阳能电池片的水，调整放电电极的电极间距并设置放电参数，响应于脉冲电压，放电电极之间在水中产生脉冲放电以破碎块状太阳能电池片，滤网过滤后得到太阳能电池片破碎固体混合物，太阳能电池片破碎固体混合物在预定温度下烘干和筛分，大于预定粒径的太阳能电池片破碎固体混合物重新放入脉冲放电腔体进行再次高压脉冲水中破碎。

技术领域

本发明属于太阳能电池板资源化回收技术领域，特别是一种基于高压脉冲水中放电的废弃太阳能电池板的回收方法。

背景技术

近年来，得益于光伏产业政策体系的建立，发展环境不断优化，特别是分布式光伏、“光伏+”应用和光伏扶贫的大力推广，太阳能发电技术高速发展。随着装机容量的不断增加，废弃的太阳能电池板数目也相应增长，预测到2050年，我国废弃光伏组件将达2000万吨，回收总量较大。另外废弃的太阳能电池板也是资源宝库，资源化回收利用具有可观的经济效益。如何对太阳能电池板进行合理地资源化回收是迫切需要解决的一个关键问题。

目前废弃太阳能电池板的回收规模较小，回收时常采用主要为机械、化学、热处理方式，单纯的机械处理方式破碎程度较低，无法有效分离有价值的组分，热处理方式能耗较大，在处理时容易产生废气，化学处理耗费大量化学试剂，处理完毕后遗留的废液对环境造成了极大的威胁。水中高压脉冲放电技术是具有广阔应用前景的新兴技术，应用已深入到工程和工业领域并且取得了很大的经济效益。目前已有学者将液电效应应用于废旧印刷电路板的拆解，取得了很好的破碎效果，与机械破碎相比具有明显的能耗优势。

综上所述，针对太阳能电池板的资源化回收难题，寻找一种高效、清洁、资源化利用率高的回收方法具有重要的意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提出一种基于高压脉冲水中放电的废弃太阳能电池板的回收方法，以实现废弃太阳能电池板中金属边框、玻璃、硅、金属以及高聚物的资源化回收。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种基于高压脉冲水中放电的废弃太阳能电池板的回收方法包括以下步骤：

第一步骤中，预处理废弃太阳能电池板，拆除金属边框、电缆和逆变器的太阳能电池片机械切割为预定尺寸和预定重量的块状太阳能电池片；

第二步骤中，块状太阳能电池片放入高压脉冲水中放电腔体中，注入浸没放电电极和块状太阳能电池片的水，调整放电电极的电极间距并设置放电参数，响应于脉冲电压，放电电极之间在水中产生脉冲放电以破碎所述块状太阳能电池片，滤网过滤后得到太阳能电池片破碎固体混合物，

第三步骤中，所述太阳能电池片破碎固体混合物在预定温度下烘干和筛分，大于预定粒径的太阳能电池片破碎固体混合物重新放入脉冲放电腔体进行再次高压脉冲水中破碎，筛分太阳能电池片破碎固体混合物以回收高聚物，随后依次通过分离方法回收其中的玻璃、金属和硅粉。

所述的方法中，第一步骤中，预定尺寸在30mm×30mm-90mm×90mm之间，本尺寸范围可保证在相对较低的能耗下获得更好地破碎效果，预定重量为5kg-8kg。

所述的方法中，第二步骤中，电极间距为5cm-40cm，在本电极间距范围，水中脉冲放电通道更易于形成与发展。。

所述的方法中，放电参数包括脉冲电压的预定幅值、预定脉宽、频率与放电次数，预定幅值为0-500kV，频率1-200Hz，脉宽数百ns-ms，放电次数为1-5000次，该参数范围可满足多尺寸、多种类太阳能电池板的回收要求。