薄膜太阳能电池的回收方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜太阳能电池的回收方法，通过低温物理性分离方式，将薄膜太阳能电池从多层结构分离为两大部分，可避免已知利用高温造成金属元素扩散的问题，还可减低后续处理的元素复杂度。此外，再利用单一萃取液(D2EHPA)搭配特定的萃取条件，进行多次萃取，而得以有效率地将铜、铟、镓离子各别地从混合液中萃取出，并可在经过沉淀及氧化烧结后得到高纯度的金属氧化物，而得以回收再利用。而得以回收再利用。而得以回收再利用。

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池的回收方法


[0001]本专利技术涉及一种太阳能电池的回收方法，特别是涉及一种薄膜太阳能电池的回收方法。

技术介绍

[0002]近年来由于环保意识高涨，因此，绿色能源成为能源发展的重要方向，其中，太阳能电池更是数十年来各国积极发展的重要绿色能源。
[0003]然而，太阳能电池虽然是绿色能源，但是随着相关材料的寿命期限或是受到天灾及外在环境等的破坏，预估即将会有大量的太阳能电池废弃物产生，因此，如何有效回收废弃的太阳能电池，则是紧接着太阳能绿色能源发展的另一个重要课题。
[0004]以CIGS薄膜太阳能电池而言，虽然目前CIGS薄膜太阳能电池的市占率较小，但由于其使用的金属(铜、铟、镓)除了太阳能电池外也可广泛地应用于其它
，且硒元素具有毒性，若无法适当处理回收也会对环境造成影响。目前为了从太阳能电池回收其所含的有价金属，传统上会使用热处理、溶解法来去除封装材，或是将整体物料进行碎化后再分选。然而，这些方法都有可能造成排放废气、废液及造成杂质过多等问题，进而降低有价金属的回收效率及纯度。因此，如何有效回收并处理废弃的CIGS薄膜太阳能电池，而得以循环再利用相关材料，也为CIGS薄膜太阳能电池发展的重要环节。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种薄膜太阳电池的回收方法。
[0006]本专利技术的薄膜太阳能电池的回收方法，包含提供步骤，及分离步骤。
[0007]所述提供步骤是提供CIGS薄膜太阳能电池模组，包括顶盖、背板单元、夹设于该顶盖及该背板单元之间的光接收单元、与该光接收单元接触连接并介于该光接收单元与该背板单元之间的钼金属层，及用于粘接该顶盖与该光接收单元的第一粘胶层，其中，该光接收单元包含铜铟镓硒(CIGS)构成的光吸收材料，且该背板单元具有第二粘胶层。
[0008]所述分离步骤包含第一分离次步骤，将该CIGS薄膜太阳能电池模组置于低于该第二粘胶层的脆化温度的低温条件，令该CIGS薄膜太阳能电池模组于该低温条件下产生足以让该背板单元与该光接收单元分离的应变，使该钼金属层与该光接收单元彼此分离，得到包含该光接收单元的半分离品。
[0009]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，还包含第二分离次步骤，将该半分离品置于盐酸溶液中将该粘胶层溶除，令该顶盖与该光接收单元分离，得到包含该光接收单元的第一分离品。
[0010]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，还包含移除步骤，将该第一分离品置于800～950℃条件下退火，将硒或其它硫族自该光接收单元移除，得到包含铜铟镓的第一中间物。
[0011]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，还包含溶出步骤，将该第一中
(2-乙基己基)磷酸酯为萃取液，并控制令该第二酸性混合液在pH为酸性且大于1的条件下进行第二次萃取，将镓自该第二酸性混合液中萃取分离，得到含有镓离子的第二萃取液，及含有铜离子的第三酸性混合液。
[0023]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，还包含离子分离步骤，及析出步骤，该离子分离步骤是将盐酸溶液分别加入该第一萃取液、该第二萃取液，将铟离子及镓离子分离出，得到各自包含铟离子、镓离子，及铜离子的铟分离液、镓分离液，及铜分离液，接着将氨水加入该铟分离液、镓分离液，及铜分离液，令该铟离子、镓离子，及铜离子形成氢氧化物后沉淀析出。
[0024]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，还包含烧结步骤，将该析出步骤得到的氢氧化物进行烧结，得到金属氧化物。
[0025]较佳地，本专利技术所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其中，该第一分离次步骤是将该CIGS薄膜太阳能电池模组置于液态氮、液态氩气、液态氧气，或液态二氧化碳，以达到该低温条件。
[0026]本专利技术的有益效果在于：利用D2EHPA为萃取液并搭配特定的萃取条件，而得以将铜、铟、镓离子各别地从混合液中萃取出，并可在经过氧化烧结后得到各别纯化的金属氧化物。此外，本专利技术还通过低温处理，利用物理方式使该CIGS薄膜太阳能电池模组的顶盖及该光接收单元彼此分离，而可避免已知利用高温方式分离的耗能及光接收单元中的金属元素因高温扩散导致回收复杂的问题。
附图说明
[0027]图1是应用于本专利技术实施例的CIGS薄膜太阳能电池模组的示意图；
[0028]图2是说明本专利技术薄膜太阳能电池的回收方法的实施例的文字流程图；
[0029]图3是说明利用本专利技术该实施例的流程示意图；
[0030]图4说明该实施例的分离步骤的文字流程图；
[0031]图5～8是说明三元离子系统于不同条件的萃取效率结果；及
[0032]图9～12是说明二元离子系统于不同条件的萃取效率结果。
具体实施方式
[0033]本专利技术薄膜太阳能电池的回收方法是用于对已移除铝框、电源盒、转换接器等(图未示)元件后得到的CIGS薄膜太阳能电池模组进行回收。此外，要说明的是，本专利技术图式仅为表示元件间的结构及/或位置相对关系，与各元件的实际尺寸并不相关。
[0034]参阅图1，该CIGS薄膜太阳能电池模组包括可透光，例如玻璃制的顶盖21、顶电极22、底电极24、背板单元25、夹设于该顶、底电极22、24之间的光接收单元23，以及用于粘接该顶盖21与该顶电极22的第一粘胶层26。其中，该光接收单元23包含铜铟镓硒(CIGS)光吸收材料，该背板单元25具有玻璃背板251，及通过第二粘胶层252粘接于该玻璃背板251反向该光接收单元23表面的背板层253，且该底电极24具有形成于该玻璃背板251反向该背板层253的表面且与该光接收单元23连接的钼金属层241。由于该CIGS薄膜太阳能电池模组的一般结构为本领域技术人员所周知，因此，针对其细部结构及组成，于此不再多加赘述。
[0035]配合参阅图1～3，本专利技术薄膜太阳能电池的回收方法的实施例，包含以下步骤：
[0036]提供步骤31，提供包含铜铟镓硒(CIGS)光吸收材料的光接收单元23。其中，该光接收单元23即是由如图1所示的CIGS薄膜太阳能电池模组经过分离步骤4而得的。
[0037]配合参阅图4，该分离步骤4可以是以热处理、溶剂或是低温剥离方式，将该光接收单元23自该CIGS薄膜太阳能电池模组分离。
[0038]其中，以热处理或溶剂方式将该光接收单元23自该CIGS薄膜太阳能电池模组分离，是利用热或溶剂将用于粘接该顶盖21与该光接收单元23，以及粘接该背板层253与该玻璃背板251的第一、二粘胶层26、252移除，接着，再利用酸性溶液将该钼金属层241与该玻璃背板251移除，以得到包含该顶电极22与该光接收单元23的第一分离品。
[0039]而当该分离步骤4是以低温剥离方式进行时，则是先进行第一分离次步骤41，将该CIGS薄膜太阳能电池模组置于低于该第二粘胶层252的脆化温度的低温条件，利用该钼金属层241与该光接收单元23的接触界面强度较低的特性，以让镀有该光接收单元23的顶盖21及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池的回收方法；其特征在于：包含：提供步骤，提供CIGS薄膜太阳能电池模组，包括顶盖、背板单元、夹设于该顶盖及该背板单元之间的光接收单元、与该光接收单元接触连接并介于该光接收单元与该背板单元之间的钼金属层，及用于粘接该顶盖与该光接收单元的第一粘胶层，其中，该光接收单元包含铜铟镓硒(CIGS)构成的光吸收材料，且该背板单元具有第二粘胶层；及分离步骤，包含第一分离次步骤，将该CIGS薄膜太阳能电池模组置于低于该第二粘胶层的脆化温度的低温条件，令该CIGS薄膜太阳能电池模组于该低温条件下产生足以让该背板单元与该光接收单元分离的应变，而使该钼金属层与该光接收单元彼此分离，得到包含该光接收单元的半分离品。2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：该分离步骤还包含第二分离次步骤，将该半分离品置于盐酸溶液中将该粘胶层溶除，令该顶盖与该光接收单元分离，得到包含该光接收单元的第一分离品。3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含移除步骤，将该第一分离品置于800～950℃条件下退火，将硒或其它硫族自该光接收单元移除，得到包含铜铟镓的第一中间物。4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含溶出步骤，将该第一中间物置于无机酸溶液，将铜铟镓自该第一中间物中溶出，得到包含铜离子、铟离子及镓离子的第一酸性混合液。5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含第一萃取步骤，以二-(2-乙基己基)磷酸酯为萃取液，并控制令该第一酸性混合液在pH不大于1的条件下进行第一次萃取，将铟离子自该第一酸性混合液中萃取分离，得到含有铟离子的第一萃取液，及含有镓离子及铜离子的第二酸性混合液。6.根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含第二萃取步骤，以二-(2-乙基己基)磷酸酯为萃取液，并控制令该第二酸性混合液在pH为酸性且大于1的条件下进行第二次萃取，将镓离子自该第二酸性混合液中萃取分离，得到含有镓离子的第二萃取液，及含有铜离子的第三酸性混合液。7.根据权利要求6所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含离子分离步骤，及析出步骤，该离子分离步骤是将盐酸溶液分别加入该第一萃取液及该第二萃取液，将铟离子及镓离子分离出，得到各自包含铟离子、镓离子，及铜离子的铟分离液、镓分离液，及铜分离液，接着进行该析出步骤，将氨水加入该铟分离液、镓分离液，及铜分离液，令该铟离子、镓离子，及铜离子形成氢氧化物后沉淀析出。8.根据权利要求7所述的薄膜太阳能电池的回收方法，其特征在于：还包含烧结步骤，将该析出步骤得到的氢氧化物进行烧结，得到金属氧化物。9.一种薄膜太阳能电池的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖志煌，陈伟圣，阙郁伦，刘凡玮，郑梓民，
申请(专利权)人：赖志煌，
类型：发明
国别省市：