廢棄晶體硅及鈣鈦礦光伏組件回收研究常州工學(xué)院/江蘇省退役光伏組件再生利用工程中心王書博/周品/孫慧娜SolarCellsCrystalline(Bulk)SiliconHITAmorphous(a-Si)MicrocrystallineSingleCrystallineCompoundPolyCrystallineDye-sensitizedOrganicThinfilmPerovskite-aHybridMultiCrystalline (Si,SiGe,SiC,eto.)a-Si/μc-Si(GaAs,eto.)(CulnSe2CulnGaSe2Cds,CdTe,etc.)WettypeDrytype很少了3122010201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025202620272028根據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2040年，組件組成部分材質(zhì)重量占比1%玻璃鋼化玻璃鋁邊框鋁EVA乙烯一醋酸乙烯共聚物晶體硅太陽硅背板聚氟乙烯接線盒銅及有機(jī)聚合物柵線及銅焊帶鋁0.530銅0.110銀0.053錫鉛0.053導(dǎo)體材料玻璃等無機(jī)非金屬材料聚合物等高分子材料AgAg晶體硅組件回收的2個(gè)步驟：一.部件拆解和層壓件層離(物理法，化學(xué)法，熱解)鋁邊框，接線盒焊帶，背板(EVA),玻璃，電池片二.組分分離(濕法)錘式破碎機(jī)雙轉(zhuǎn)子刀式破碎機(jī)錘式破碎機(jī)abCdef高溫爐650度熱處理使得EVA完全降解不同尺度篩子篩選較大的部分>0.08mm為玻璃小部分<0.08mm為硅和金屬(需要進(jìn)一步冶煉)改進(jìn)研磨方法可獲得更高的純度(比如英利開發(fā)的冷研技術(shù))沉降↓AgHNO3HF刻蝕焊帶業(yè)還原，電沉積等技術(shù)源于冶金層壓件解離-化學(xué)法TemperedglassSwellEVA:cross-linkingpartSwellDissolutionEVA:non-cross-linkingpartDissolutionEVA:cross-inkingpartPVCellOrganicsolventEVA未交聯(lián)部分溶解，交聯(lián)部分溶脹，實(shí)現(xiàn)EVA和電池片的分離。深共熔溶劑(綠色溶劑)主要問題是廢液處理獲得混雜物料或在有氧(貧氧)環(huán)境下熱解，合適的工藝條件下，大大降低VOCs?；鸱峤怙L(fēng)閥熱解組件空氣補(bǔ)償開發(fā)側(cè)面進(jìn)空氣(翻板閥調(diào)控)的空氣熱解設(shè)備，有效調(diào)控氧含量有氧熱解(500-600攝氏度，并調(diào)控氧氣的量),大大降低了非甲烷總烴產(chǎn)生。三、我們的工作焊帶退錫開發(fā)基于低共熔溶劑(CI)的退錫液，實(shí)現(xiàn)錫鉛合金的綠色浸出，浸出液可反復(fù)使用，只需要補(bǔ)充氧化劑(H2O2)回收獲得氯化錫和氫氧化鉛三、我們的工作銀浸出加沉淀劑氯化銀開發(fā)基于低共熔溶劑銀浸出液，結(jié)合氧化劑實(shí)現(xiàn)銀的浸出，浸出液可反復(fù)5次，循環(huán)5次成本和硝酸相當(dāng)。三、我們的工作堿性熔煉-去除氮化硅(而不是去除銀)堿性熔煉獲得硅片水浸出堿性熔煉獲得硅片NaOH:NaNO3:NaCO3組分可高效的去除氮化硅(形成硅酸鈉),進(jìn)而使得銀脫落。三、我們的工作-鈣鈦礦太陽電池回收銀粉C60甲苯溶液銀粉C60甲苯溶液三、我們的工作-鈣鈦礦太陽電池回收鈣鈦礦晶體的獲得反溶劑結(jié)晶溶劑溶解過濾，烘干鈣鈦礦膜層利用溶劑溶解粗制原料或鈣鈦礦組件，加入反溶劑析鈣鈦礦晶體產(chǎn)生的鈣鈦礦晶體對(duì)于量產(chǎn)穩(wěn)定性更佳97%以上產(chǎn)率三、鈣鈦礦太陽電池回收1.有機(jī)溶劑浸泡回收鉛(篩選合適的溫度)δ-FAPbI3δ-FAPbI3δ-FAPbI3—130℃260℃390℃4120℃5160℃單晶產(chǎn)率——Control——Control350002500050000上202520(degree)202520(degree)利用單晶制備的鈣鈦礦薄膜品質(zhì)提升，穩(wěn)定性更好效率更高，~25%205Voltage(V)三、我們的工作-鈣鈦礦太陽電池回收寬帶隙單晶Cso.o5FAo?9MAo.o5(Pblo.745Bro.255)3經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：從室溫到140℃均能生成黑色寬帶隙單晶六、鈣鈦礦太陽電池回收不同種類的單晶合成2-Me+苯甲醚黑色DMF+苯甲醚2-Me+苯甲醚黑色DMF+苯甲醚黑色100℃析出單晶160℃烘箱烘干DMF+乙酸乙酯乙酸乙酯作為反溶劑時(shí)只能成黃相，用環(huán)己烷洗滌后進(jìn)行冷凝干燥六、鈣鈦礦太陽電池回收不同種類的單晶合成黑色橙色80℃析出單晶100℃烘