一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法与流程

本发明涉及环保及光伏组件回收领域，具体涉及一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法。

背景技术：

1、晶硅光伏组件作为现代可再生能源技术的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的应用。这些组件通常采用三明治结构设计，其中太阳能电池片主要由硅(si)和银(ag)组成，通过乙烯醋酸乙烯酯(eva)作为封装材料，覆盖在前玻璃和聚合物背板上。这种设计不仅确保了组件在户外环境中的耐用性，还提高了其光电转换效率。然而，随着时间的推移，尤其是经过大约25年的使用后，这些组件的发电效率会显著降低，不再能满足高效发电的需求。此时，光伏电站通常会替换这些老旧的组件，从而产生了大量的固体废弃物。

2、对于这些废弃的光伏组件，如果直接进入垃圾填埋场，不仅会造成可重复利用资源的巨大浪费，还会对环境造成潜在的危害。例如，硅、银等有价值的材料未能得到回收，而eva封装材料等有机物质则可能会在填埋过程中释放有害物质，导致土壤和地下水的污染。因此，采取适当的处理方法来管理和回收这些组件变得尤为重要，不仅可以避免处理此类废物相关的健康和环境问题，还可以促进资源的有效利用。

3、目前，对于废弃的晶硅光伏组件的处置方式，包括物理分离、化学处理、机械破碎和热解处理等，其中，物理分离：首先，通过物理分离的方法将光伏组件中的不同材料分开，如玻璃、金属边框、背板等。化学处理：对于含有硅和银的电池片，可以通过化学处理的方法提取这些有价值的材料。机械破碎：将电池片破碎成更小的碎片，便于后续的处理。热解处理：通过高温处理，可以分解eva封装材料，回收其中的有机成分。但是上述的处理方法均在一定程度上存在处理成本高、能耗高、处理流程复杂、产生二次污染等缺点。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，以实现破碎晶硅光伏组件的有效分离。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，将拆卸边框后的光伏组件固定并缠绕在滚筒上，利用滚筒自转和转针组件除去光伏组件表面破碎的钢化玻璃后，对剩余的eva胶膜、晶硅电池片、背板的混合物进行光照处理。

3、本方案的原理及优点是：实际应用时，现有技术中，传统的物理破碎去除玻璃后仍然会有一层玻璃渣粘在eva胶膜上，利用光照法直接照射光伏组件，玻璃或多或少会滤掉一部分波长的光，削弱光源的能量，减弱光照分离的效果。而本技术方案中，针对废弃光伏组件的处理，采用转针分离玻璃结合照射的方式，不会进一步损坏玻璃，而且玻璃与eva胶膜分离彻底。转针在转动分离玻璃的过程中，除了有力的作用使玻璃从胶膜上脱落外，还能在高速旋转的过程中与胶膜摩擦产生一定的热量，可以使得胶膜局部接触点软化，更利于玻璃的分离。照射所用光源能够直接破坏eva胶膜的抗紫外性能，通过较强的紫外能量使eva胶膜变性，eva胶膜发生形变、性变的过程中导致晶硅电池片破碎。此外，照射所用光源释放能量部分能穿透eva胶膜到达晶硅电池片层，晶硅电池片吸收的能量使硅片温度升高达到下层eva，使得晶硅与下层eva胶膜分离。

4、本技术方案的有益效果在于：

5、(1)本技术方案使用光照法，不需要物理破碎、筛选等步骤，也不需要化学药剂，节约处置破碎光伏组件的成本。

6、(2)本技术方案处置破碎组件效率高。

7、(3)本技术方案能够避免组件在光照时局部接收能量不均匀导致爆破等情况的风险，更大程度保证了光源的安全性。

8、(4)本技术方案先去除玻璃再进行照射可以避免部分光源被玻璃拦截，保证光源释放的能量全部被组件eva和晶硅电池片层吸收，进而保证分离处置效果，从而使得本方案所需的光照能量比光照完整组件所需的能量更低。

9、优选的，作为一种改进，转针组件包括针体和电机，电机固定在远离针头的一端。

10、本技术方案中，点击用于驱动针体自转，针体在转动过程中即可实现玻璃的去除，操作方便。

11、优选的，作为一种改进，针体为直径1～3mm、长度45～55cm的实心针体结构。

12、本技术方案中，通过将针体设置成实心结构，结合较强的刚性材质，能够保证针体的耐久性；而针体的直径及长度的优化，则考虑插入的难度、剥离过程中的摩擦强度以及滚筒的长度综合考虑确定，是经过实践验证的较优尺寸范围。

13、优选的，作为一种改进，针体的转速≥3500rpm。

14、本技术方案中，转速决定玻璃是否能干净的分离，针体只有在上述的转速范围内，才能够实现玻璃的高效去除，同时还能在高速旋转的过程中与胶膜摩擦产生一定的热量，可以使得胶膜局部接触点软化，更利于玻璃的分离。

15、优选的，作为一种改进，滚筒的周长≥2m。

16、本技术方案中，通过对滚筒轴长度的优化，能够满足光伏组件的缠绕需求，适配于大部分光伏组件的尺寸，保证处理具有广谱适用性。

17、优选的，作为一种改进，利用转针组件去除破碎玻璃时，将针体从光伏组件两端水平于滚筒表面方向放入钢化玻璃因滚筒的弧度而无法贴合产生的缝隙中，并接触到eva胶膜层，开启电机使针体旋转，随着滚筒的转动分离破碎的玻璃。

18、优选的，作为一种改进，光照处理是利用惰性气体脉冲放电光源对光伏组件进行照射。

19、优选的，作为一种改进，惰性气体脉冲放电光源为脉冲氙灯，照射时间≤20s。

20、优选的，作为一种改进，脉冲氙灯采用灯管玻璃金属化的制备工艺制备而成。

21、本技术方案中，利用光源照射，能够直接破坏eva胶膜的抗紫外性能，通过较强的紫外能量使eva胶膜变性，eva胶膜发生形变、性变的过程中导致晶硅电池片破碎。照射所用光源释放能量部分能穿透eva胶膜到达晶硅电池片层，晶硅电池片吸收的能量使硅片温度升高传热至下层eva，使得晶硅与下层eva胶膜分离。脉冲氙灯采用灯管玻璃金属化的制备工艺，实现了石英玻璃与金属的高强度气密封接，可以更好的保证灯管的使用寿命。

1.一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：将拆卸边框后的光伏组件固定并缠绕在滚筒上，利用滚筒自转和转针组件除去光伏组件表面破碎的钢化玻璃后，对剩余的eva胶膜、晶硅电池片、背板的混合物进行光照处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述转针组件包括针体和电机，电机固定在远离针头的一端。

3.根据权利要求2所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述针体为直径1～3mm、长度45-55cm的实心针体结构。

4.根据权利要求3所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述针体的转速≥3500rpm。

5.根据权利要求4所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述滚筒的周长≥2m。

6.根据权利要求5所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：利用转针组件去除破碎玻璃时，将针体从光伏组件两端水平于滚筒表面方向放入钢化玻璃因滚筒的弧度而无法贴合产生的缝隙中，并接触到eva胶膜层，开启电机使针体旋转，随着滚筒的转动分离破碎的玻璃。

7.根据权利要求1所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述光照处理是利用惰性气体脉冲放电光源对光伏组件进行照射。

8.根据权利要求7所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述惰性气体脉冲放电光源为脉冲氙灯，照射时间≤20s。

9.根据权利要求8所述的一种用于处置破碎晶硅光伏组件的方法，其特征在于：所述脉冲氙灯采用灯管玻璃金属化的制备工艺制备而成。