一种去除EVA和/或PET封装的方法

一种去除eva和/或pet封装的方法
技术领域
1.本发明属于固体废弃物回收技术领域。更具体地，涉及一种去除eva和/或pet封装的方法。


背景技术：

2.我国铜铟镓硒(cigs)薄膜类太阳能电池作为第二代光伏组件，具有光吸收能力强、发电稳定性好、能源回收周期短等诸多优势，cigs太阳能电池逐渐成为太阳能电池行业的重要发展方向，可以与传统的晶硅太阳能电池相抗衡。据统计我国cigs太阳能电池2009产量为263mw，到2019年我国薄膜太阳能电池产量已经达到1.9gw以上，十年间增长了9倍多。据预测，预计到2023年将达到4.37gw。同时，cigs太阳能电池的市场份额预计将从2030年的16.7％增加到2040年的50％。其在达到服役寿命后，未来20-30年将产生大量铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池。铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池芯片中含有cu(铜)、in(铟)、ga(镓)等重要城市矿产元素，若处置不当则容易造成重金属污染。因此，回收铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池芯片金属既是二次资源利用的需求，也是环境保护的必要流程。
3.铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池中芯片需要经过eva/pet有机物进行封装处理，因此回收过程中需要先对eva/pet有机物封装进行去除。目前已有公开采用加热分解方法对废太阳能电池中的有机组分进行去除。例如中国专利申请cn115769384a公开了一种废太阳能电池的处理方法，该方法通过在热分解炉内对具有树脂制的背板及密封用树脂层的太阳能电池组件进行加热，从而将太阳能电池组件中所含的树脂成分熔融，使其氧化分解；相似的，中国专利申请cn108823411a公开了一种从废旧太阳能板中回收金属和能源气体的方法，通过对废太阳能板进行真空热解处理分离回收其中的有机组分，然后采用真空冶金的方法将金属组分气化并利用不同金属在真空条件下的沸点差异，通过温度梯度分级冷凝回收各金属单质。该方法具备高效分离各金属的特点，但是真空气化-冷凝的分离方法对设备装置和操作的要求较高，且金属气化最高温度需要达到不低于1400℃，在该温度条件下保持高真空的条件需要耗费巨大能源成本，并且回收得到的金属产品价值偏低，还需要进一步处理才能进行后续的生产利用。随着科技的进步，出现了一些改良的回收技术，如中国专利申请cn115591540a公开了一种利用废太阳能板回收制备水解制氢催化剂的方法，该方法利用加热到350-450℃的方式解除eva和pet封装。但是，由于铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池中芯片金属in、ga等熔沸点较低，在加热分解过程中容易造成金属元素流失，造成回收价值的损失，同时金属的蒸发扩散到环境中也有造成污染的风险。
4.因此，为了在预处理过程中尽量避免金属元素的流失，减少环境污染风险，同时也增加回收价值，迫切需要开发一种高效解除eva和pet封装的方法。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有废太阳能电池回收流程中采用加热分解的方法造成铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池片中芯片金属in、ga等在加热分解过程中容易造成
金属元素流失，造成回收价值的损失，以及具备潜在环境污染风险的的缺陷和不足，提供一种去除eva和/或pet封装的方法，该方法无须经过加热分解有机物，可以有效、完整地保留芯片的结构和元素组成，回收产物价值高，回收过程能耗低。
6.本发明的目的是提供所述方法在固体废弃物回收领域中的应用。
7.本发明上述目的通过以下技术方案实现：
8.本发明保护一种去除eva和/或pet封装的方法，具体包括如下步骤：将eva和/或pet封装的样品置于h2o2水溶液中，进行超声处理，后处理，即可去除eva和/或pet封装。
9.优选地，所述eva和/或pet封装的样品为太阳能电池片。
10.优选地，所述太阳能电池片为薄膜太阳能电池片或晶硅太阳能电池片。
11.更优选地，所述薄膜太阳能电池片为铜铟镓硒(cigs)薄膜类废太阳能电池片。
12.进一步地，所述铜铟镓硒薄膜类废太阳能电池片为经拆解废太阳能板模组，去除金属外框后得到。
13.进一步地，所述去除金属外框的方法为：切割外壳和太阳能电池片的连接处，将太阳能电池片从金属外框中分离。
14.具体地，所述太阳能模组由太阳能电池片串并联，由钢化玻璃、eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物，ethylene vinyl acetate copolymer，eva)及pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene terephthalate，pet)热压密封而成，周边加装金属外框，除开金属外框的太阳能模组从上到下一般的结构为：钢化玻璃、eva、太阳能电池片和pet。回收完整的废太阳能板芯片必须有效去除与芯片紧密粘结的eva和pet同时不破坏太阳能板芯片本身。
15.优选地，所述h2o2水溶液的浓度为15wt％-40wt％。在h2o2水溶液中进行超声可以导致交联eva/pet网络结构部分断裂，降低其主链之间的交联度，从而达到减弱封装的效果，在合适的参数条件下即可实现封装材料的脱落，h2o2在解封过程中基本分解为水和氧气，解封的过程较为温和，也不会产生污染。当将h2o2替换为三氯乙烯、邻二氯苯、苯和甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃或乙二醇等溶剂时，同样具有一定的解封装效果，但是存在以下缺陷：(1)这些有机溶剂通常具备不同程度毒性，溶胀后的eva胶里会残留有有机溶剂，不利于后续eva的处置和回收；(2)造成难处理有机废水的释放，有较大的环境污染风险。
16.更优选地，所述h2o2水溶液的浓度为30wt％。
17.优选地，所述超声处理的功率为50-200w。超声处理的作用是为eva、pet与太阳能电池片的连接处提供振动能量，以便于双氧水足够破坏封装连接处交联eva/pet-金属的-ch
2-网络结构。
18.更优选地，所述超声处理的功率为200w。
19.优选地，所述超声处理的频率20-80khz。
20.更优选地，所述超声处理的频率40khz。
21.优选地，所述超声处理的时间为4-18h。
22.更优选地，所述超声处理的时间为4h。
23.优选地，所述后处理为采用机械方式揭除eva和/或pet。
24.本发明还保护所述方法在固体废弃物回收领域中的应用。
25.本发明具有以下有益效果：本发明提供一种去除eva和/或pet封装的方法，该方法
通过将eva和/或pet封装的样品置于h2o2水溶液中结合超声处理，使得样品上的eva和/或pet封装完全去除，特别是作用于废太阳能电池片时，电池芯片结构不会受到结构性损伤，可以回收到完整的电池芯片，相比传统的加热去除方法，其回收价值高，能耗低，且避免了重金属污染物的扩散风险；并且，完整的电池芯片具备二次利用的价值，具有非常好的经济利用价值。
附图说明
26.图1为铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片经处理后的解封效果。
27.图2为联用扫描电镜和能谱仪测定的对比例3处理前芯片表面的形貌图及其表面的元素分布图(a)；对比例3处理后芯片表面的形貌图及其表面的元素分布图(b)。
具体实施方式
28.以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
29.除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
30.实施例1一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
31.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
32.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
33.s2、将上述封装的太阳能电池片置于30wt％浓度h2o2水溶液中；
34.s3、对上述浸泡液进行功率200w、频率40khz超声处理4h；
35.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果如图1所示，能够有效去除正面封装的eva和背板上的pet。
36.实施例2一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
37.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
38.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
39.s2、将上述封装的太阳能电池片置于15wt％浓度h2o2水溶液中；
40.s3、对上述浸泡液进行功率100w、频率20khz超声处理18h；
41.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果与实施例1的效果相同。
42.实施例3一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
43.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
44.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
45.s2、将上述封装的太阳能电池片置于40wt％浓度h2o2水溶液中；
46.s3、对上述浸泡液进行功率200w、频率80khz超声处理4h；
47.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果与实施例1的效果相同。
48.实施例4一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
49.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
50.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
51.s2、将上述封装的太阳能电池片置于20wt％浓度h2o2水溶液中；
52.s3、对上述浸泡液进行功率100w、频率20khz超声处理16h；
53.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果与实施例1的效果相同。
54.实施例5一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
55.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
56.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
57.s2、将上述封装的太阳能电池片置于40wt％浓度h2o2水溶液中；
58.s3、对上述浸泡液进行功率50w、频率80khz超声处理18h；
59.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果与实施例1的效果相同。
60.实施例6一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
61.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
62.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
63.s2、将上述封装的太阳能电池片置于30wt％浓度h2o2水溶液中；
64.s3、对上述浸泡液进行功率200w、频率80khz超声处理8h；
65.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片。解封效果与实施例1的效果相同。
66.对比例1一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
67.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
68.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
69.s2、将上述封装的太阳能电池片置于40wt％浓度h2o2水溶液中；
70.s3、对上述浸泡液不作超声处理，浸泡24h；
71.s4、取出处理后的太阳能电池片，封装eva和pet未能去除。
72.对比例2一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
73.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
74.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
75.s2、将上述封装的太阳能电池片置于水溶液中；
76.s3、对上述浸泡液进行功率200w、频率80khz超声处理18h；
77.s4、取出处理后的太阳能电池片，封装eva和pet未能去除。
78.对比例3一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法
79.一种铜铟镓硒薄膜类废太阳能板去除eva和pet封装的方法，具体包括以下步骤：
80.s1、拆解废太阳能板模组，切割外壳和电池片的连接处，将电池片从框中分离，取得封装的太阳能电池片；
81.s2、将上述封装的太阳能电池片置于50wt％浓度h2o2水溶液中；
82.s3、对上述浸泡液进行功率200w、频率80khz超声处理24h；
83.s4、取出处理后的太阳能电池片，采用机械方式揭除电池片正面eva封装和pet背板，得到解封铜铟镓硒薄膜类废太阳能板芯片，其结果如图2所示，可以看出处理前的太阳能芯片没有腐蚀坑(图2a)，而处理后所得解封后太阳能板芯片表面出现了腐蚀坑(图2b)，表明金属材料出现损失。
84.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种去除eva和/或pet封装的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将eva和/或pet封装的样品置于h2o2水溶液中，进行超声处理，后处理，即可去除eva和/或pet封装。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述eva和/或pet封装的样品为太阳能电池片。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述太阳能电池片为薄膜太阳能电池片或晶硅太阳能电池片。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述h2o2水溶液的浓度为15wt％-40wt％。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述h2o2水溶液的浓度为30wt％。6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述超声处理的功率为50-200w。7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述超声处理的频率20-80khz。8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述超声处理的时间为4-18h。9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述后处理为采用机械方式揭除eva和/或pet。10.权利要求1～9任一所述方法在固体废弃物回收领域中的应用。

技术总结
本发明属于固体废弃物回收技术领域，具体涉及一种去除EVA和/或PET封装的方法。该方法通过将EVA和/或PET封装的样品置于H2O2水溶液中，结合超声处理，使得样品上的EVA和/或PET封装完全去除，特别是作用于废太阳能电池片时，电池芯片结构不会受到结构性损伤，可以回收到完整的电池芯片，相比传统的加热去除方法，其回收价值高，能耗低，且避免了重金属污染物的扩散风险；并且，完整的电池芯片具备二次利用的价值，具有非常好的经济利用价值。具有非常好的经济利用价值。具有非常好的经济利用价值。


技术研发人员：阮菊俊 黄哲 黄智豪
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/10/11