一種銅銦鎵硒光伏組件的回收方法技術

本發明專利技術涉及一種銅銦鎵硒光伏組件的回收方法。本發明專利技術利用銅銦鎵硒薄膜光伏組件中作為背電極的鉬層能夠與堿反應的特性，將破碎后的銅銦鎵硒薄膜光伏組件碎塊浸在堿液中，并控制堿液的濃度與溫度，使堿液與鉬層發生反應，而不與銦、鎵反應，待鉬層被腐蝕掉后，使銅銦鎵硒層與基板分離。利用本發明專利技術可以對以不銹鋼板等金屬材質為基板的銅銦鎵硒光伏組件進行回收。同時由于基板被直接分離，從而分離后所留下的銅銦鎵硒層粉末中的銦、鎵、硒元素品位大大提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種銅銦鎵硒光伏組件的回收方法，尤其涉及一種將銅銦鎵硒光伏組件中的銅銦鎵硒層與光伏組件基板分離的方法。
技術介紹
銅銦鎵硒薄膜太陽能電池具備眾多優勢而備受市場青睞，其是最近幾年薄膜太陽能電池研發、規模生產、應用的最大熱點。銅銦鎵硒太陽能電池的吸收層由銅、銦、鎵、硒四種元素按照最佳比例組成黃銅礦結構，可吸收光譜波長范圍廣，除了非晶硅太陽能電池可吸收光的可見光譜范圍，還可以涵蓋波長在700～2000nm之間的近紅外區，即一天內發電的時間最長，銅銦鎵硒薄膜太陽能電池與同一瓦數級別的晶硅太陽能電池相比，每天可以超出20%比例的總發電量。晶硅電池本質上有光致衰減的特性，經過陽光的長時間暴曬，其發電效能會逐漸減退。而銅銦鎵硒太陽能電池則沒有光致衰減特性，發電穩定性高。晶硅太陽能電池經過較長一段時間發電后存在熱斑現象，導致發電量小，增加維護費用。而銅銦鎵硒太陽能電池能采用內部連接結構，可避免此現象的發生，較晶體硅太陽能電池比所需的維護費用低。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的制作方式有真空濺鍍法、蒸餾法和非真空涂布法，無論采用哪種制作方法，其制作過程中都會產生一些銅銦鎵硒的廢料，而這些廢料中除含重金屬銅之外，還含有銦、鎵和硒等稀有金屬。為有利于銦、鎵和硒等稀有金屬和重金屬銅的持續利用，需要將其進行分離并分別回收，以方便進一步地循環利用，以保證銅銦鎵硒薄膜太陽能電池材料的可持續發展。現有技術中，銅銦鎵硒廢料的回收方法主要有酸溶解法、萃取法、氧化蒸餾法等濕法或火法精煉組合方法。公開號為CN102296178A的中國專利申請中公開了一種銅銦鎵硒的回收方法，具體公開了利用鹽酸與過氧化氫的混合液來溶解包含有銅銦鎵硒金屬粉體的方法。該方法使用肼還原硒，以銦金屬置換銅，并通過支撐式液膜結合分散反萃液將銦與鎵分離。公開號為CN103184388A的中國專利申請中公開了一種銅銦鎵硒的回收方法，該方法首先破碎所述銅銦鎵硒薄膜太陽能板成碎片，而后利用浸泡工序將所述碎片用規定溫度的硫酸與過氧化氫的混合體系浸泡規定時間得到浸泡液，隨后利用萃取，反萃取，電解等工藝回收銦、鎵、硒元素。美國專利號US5779877公開了一種銅銦硒太陽能電池廢料的回收方法。所述方法主要包括破碎、硝酸浸出，兩電極電解分離銅、硒和銦，然后蒸發分解得到銦和鋅的氧化物的混合物，氧化蒸餾分離銅和硒。由此可見，在上述已經公開的現有的銅銦鎵硒薄膜光伏組件回收方法中，均首先對薄膜光伏組件進行破碎形成粉末，而后使用酸浸的方法將其溶解，隨后對溶解液進行處理，從其中回收銦、鎵、硒元素。但是上述現有技術僅僅能夠針對以玻璃為基板的銅銦鎵硒光伏組件，其最大的缺點在于無法應用于例如以不銹鋼為基板的柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能組件，針對以不銹鋼作為銅銦鎵硒薄膜光伏組件的基板時，如果使用酸浸的方法將導致酸與不銹鋼反應，從而溶解液中包含了大量鐵元素，最后致使銦、鎵、硒元素無法回收。另一方面在現有回收方法中，其溶解液中銦、鎵、硒元素的品位較低，影響后續的回收效率。并且，如果將不銹鋼基板的柔性銅銦鎵硒薄膜太陽能組件預先破碎，也會導致形成大量的鐵屑，從而將鐵元素雜質引入到待回收的銅銦鎵硒回收渣中，影響后續的銅銦鎵硒元素分離。
技術實現思路
針對現有銅銦鎵硒光伏組件回收方法中所存在的上述缺陷，本專利技術的目的在于提供一種能夠應用于不銹鋼基板的銅銦鎵硒光伏組件的回收方法，本專利技術的目的還在于提供一種能夠提高銦、鎵、硒元素品位的方法。為了實現本專利技術的技術效果，本專利技術采用如下工藝步驟：A.配制溶液：配制濃度0.5~1.5mol/L的氫氧化鈉溶液；B.浸泡處理：量取氫氧化鈉溶液，將未經機械破碎的銅銦鎵硒光伏組件整體投入該氫氧化鈉溶液中，并通入空氣，進行浸泡；C.分離工序：將表面干凈完整的基板、樹脂膜及銅導線從氫氧化鈉溶液中取出，而銅銦鎵硒碎塊留在氫氧化鈉溶液中；D.過濾工序：使用過濾洗滌設備對分離工序所得的含有銅銦鎵硒碎塊的混合溶液再次進行過濾洗滌，過濾洗滌后，得到的浸出渣為銅銦鎵硒富集粉末；E.堿液的回收處理：將含有鉬元素的氫氧化鈉溶液回收，對混合液的氫氧化鈉濃度進行調整，使其濃度在0.5~1.5mol/L左右，反復利用該混合液對銅銦鎵硒光伏組件進行浸泡處理，當該混合液中的鉬元素含量達到一定值時，對該混合液進行電解以回收鉬；F.銅銦鎵硒的回收處理：將所得到的銅銦鎵硒富集物進行烘干后，利用酸溶解法、還原法、中和沉淀法、堿沉淀法、萃取法、置換法或其組合對銅、銦、鎵、硒進行分離回收。在上述破碎處理中銅銦鎵硒光伏組件無需進行物理處理。在上述浸泡處理中氫氧化鈉溶液用量與銅銦鎵硒碎片用量的關系為：為每10L該氫氧化鈉溶液處理3kg銅銦鎵硒光伏組件碎片。在上述浸泡處理中氫氧化鈉溶液的溫度維持在常溫，浸泡過程中保持空氣通入，浸泡時間為72~96小時。在上述第一過濾工序中，過濾所使用的篩網為5目。在上述第二過濾工序中，過濾所使用的篩網為120目。在堿液的回收處理中，當氫氧化鈉液中的鉬含量達到10000ppm后，對該氫氧化鈉液進行電解處理，回收鉬元素。上述銅銦鎵硒的回收處理中，對銅銦鎵硒粉末采用酸溶解法、還原法、中和沉淀法、堿沉淀法、萃取法、置換法或其的組合進行回收，以回收銅、銦、鎵和硒元素。上述銅銦鎵硒光伏組件的基板為不銹鋼。本專利技術還提供一種能夠用于銅銦鎵硒光伏組件分離的設備，該設備包括堿液循環裝置、浸出吊籃、浸出槽和抽離裝置。將未經破碎的完整的銅銦鎵硒光伏組件放置于浸出吊籃中，將吊籃置于浸出槽中，浸出槽中盛放有氫氧化鈉溶液。浸出一段時間后銅銦鎵硒光伏組件的基板與樹脂膜層均與銅銦鎵硒層分離，基板與樹脂膜層及銅導線滯留在吊籃中，而銅銦鎵硒碎塊沉淀到浸出槽的底部，并可以通過抽離裝置將銅銦鎵硒碎塊從浸出槽中取出。本專利技術利用銅銦鎵硒光伏組件中作為背電極的鉬層能夠與堿反應的特性，將完整的銅銦鎵硒光伏組件碎塊浸在堿液中，并控制堿液的濃度與浸出時間，使堿液與鉬層發生反應，而不與銦、鎵反應，待鉬層被腐蝕掉后，使銅銦鎵硒層與基板分離。同時由于堿性溶液的浸泡，銅銦鎵硒光伏組件中的樹脂層會與氧化鋅窗口電極層剝離。利用本專利技術，可以對以不銹鋼板等金屬材質為基板的銅銦鎵硒光伏組件進行回收，但是不限于對不銹鋼基板的銅銦鎵硒光伏組件進行回收，本專利技術同樣可以應用于對以玻璃為基板的銅銦鎵硒光伏組件進行回收。同時由于基板被直接分離，從而分離后所留下的銅銦鎵硒層粉末中的銦、鎵、硒元素品位大大提高。附圖說明圖1是本專利技術中的銅銦鎵硒薄膜光伏組件的結構示意圖。圖2是本專利技術中的經過氫氧化鈉溶液浸泡后銅銦鎵硒光伏組件分解的示意圖。圖3是本專利技術中的銅銦鎵硒光伏組件浸泡設備示意圖。附圖中的標記：1、基板2、鉬層3、銅銦鎵硒層4、硫化鎘層5、氧化鋅層6、樹脂層21、堿液循環裝置22、浸出吊籃23、光伏組件24、氫氧化鈉溶液25、浸出槽26、回收物27、抽離裝置。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術實施方式做進一步闡述。本專利技術實施例中，對以不銹鋼為基板的銅銦鎵硒光伏組件進行回收，具體回收步驟如下：A.配制溶液：配制濃度0.5~1.5mol/L的氫氧化鈉溶液；B.浸泡處理：量取10L氫氧化鈉溶液注入到浸出槽25中，將未經機械破碎的銅銦鎵硒光伏組件3kg整體放于浸出吊籃22中，并將浸出吊籃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銅銦鎵硒光伏組件的回收方法，其特征在于包括以下步驟：A.配制溶液：配制濃度0.5~1.5mol/L的氫氧化鈉溶液；B.浸泡處理：量取氫氧化鈉溶液，將未經機械破碎的銅銦鎵硒光伏組件整體投入該氫氧化鈉溶液中，并通入空氣，進行浸泡；C.分離工序：將表面干凈完整的基板、樹脂膜及銅導線從氫氧化鈉溶液中取出，而銅銦鎵硒碎塊留在氫氧化鈉溶液中；D.過濾工序：使用過濾洗滌設備對分離工序所得的含有銅銦鎵硒碎塊的混合溶液再次進行過濾洗滌，過濾洗滌后，得到的浸出渣為銅銦鎵硒富集粉末；E.堿液的回收處理：將含有鉬元素的氫氧化鈉溶液回收，對混合液的氫氧化鈉濃度進行調整，使其濃度在0.5~1.5mol/L左右，反復利用該混合液對銅銦鎵硒光伏組件進行浸泡處理，當該混合液中的鉬元素含量達到一定值時，對該混合液進行電解以回收鉬；F.銅銦鎵硒的回收處理：將所得到的銅銦鎵硒富集物進行烘干后，利用酸溶解法、還原法、中和沉淀法、堿沉淀法、萃取法、置換法或其組合對銅、銦、鎵、硒進行分離回收。

【技術特征摘要】
1.一種銅銦鎵硒光伏組件的回收方法，其特征在于包括以下步驟：A.配制溶液：配制濃度0.5~1.5mol/L的氫氧化鈉溶液；B.浸泡處理：量取氫氧化鈉溶液，將未經機械破碎的銅銦鎵硒光伏組件整體投入該氫氧化鈉溶液中，并通入空氣，進行浸泡；C.分離工序：將表面干凈完整的基板、樹脂膜及銅導線從氫氧化鈉溶液中取出，而銅銦鎵硒碎塊留在氫氧化鈉溶液中；D.過濾工序：使用過濾洗滌設備對分離工序所得的含有銅銦鎵硒碎塊的混合溶液再次進行過濾洗滌，過濾洗滌后，得到的浸出渣為銅銦鎵硒富集粉末；E.堿液的回收處理：將含有鉬元素的氫氧化鈉溶液回收，對混合液的氫氧化鈉濃度進行調整，使其濃度在0.5~1.5mol/L左右，反復利用該混合液對銅銦鎵硒光伏組件進行浸泡處理，當該混合液中的鉬元素含量達到一定值時，對該混合液進行電解以回收鉬；F.銅銦鎵硒的回收處理：將所得到的銅銦鎵硒富集物進行烘干后，利用酸溶解法、還原法、中和沉淀法、堿沉淀法、萃取法、置換法或其組合對銅、銦、鎵、硒進行分離回收。2.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒光伏組件的回收方法，其特征在于：在上述浸泡處理中氫氧化鈉溶液用量與銅銦鎵硒光伏組件用量的關系為：為每10L該氫氧化鈉溶液處理3Kg銅銦鎵硒光伏組件。3.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王冠，吳國發，
申請(專利權)人：漢能新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11