發(fā)布時(shí)間：2020-10-28 00:17

　　 晶硅太陽(yáng)能電池由于其使用壽命長(zhǎng)及可再生等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為光電池能源的主力。目前,市場(chǎng)上有硅太陽(yáng)能電池、多元化合物薄膜太陽(yáng)能電池、聚合物多層修飾電極型太陽(yáng)能電池和納米晶太陽(yáng)能電池等,其中晶硅太陽(yáng)能電池?fù)碛?0%~90%市場(chǎng)份額。晶硅太陽(yáng)能電池中的貴重金屬資源主要集中在邊框和晶硅電池片的正負(fù)極材料上。晶硅太陽(yáng)能電池的理論使用壽命在25年左右,但是在使用過程中,由于電池片本身的性能退化或封裝材料老化等情況,導(dǎo)致太陽(yáng)能電池性能下降而無(wú)法正常使用。如果直接將太陽(yáng)能電池進(jìn)行填埋或焚燒,不僅對(duì)環(huán)境造成污染,同時(shí)還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。青海省因太陽(yáng)能資源豐富,具備規(guī)模化發(fā)展光伏發(fā)電項(xiàng)目的資源條件,技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用基礎(chǔ),已成為我國(guó)光伏發(fā)展的主陣地。因此研究合理的回收廢舊太陽(yáng)能電池的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊太陽(yáng)能電池片中高純硅及貴重金屬的再利用已經(jīng)迫在眉睫。目前學(xué)者們研究比較多的是采用有機(jī)溶劑或熱處理來實(shí)現(xiàn)電池片與玻璃蓋板的分離,而針對(duì)太陽(yáng)能電池片中貴重金屬的再生循環(huán)的研究還很少。本文主要針對(duì)大規(guī)模使用的晶硅太陽(yáng)能電池片中的高純硅和貴重金屬進(jìn)行綠色回收,工藝簡(jiǎn)單易行,直接對(duì)電池片中貴重金屬進(jìn)行再生研究。采用堿浸-沉淀法和酸浸-重結(jié)晶法實(shí)現(xiàn)金屬資源的回收,并利用HF酸去除減反射層獲得較為純凈的硅片。利用掃描電鏡(SEM)分析去除金屬前后電池片的表面形貌、X射線衍射儀(XRD)分析回收產(chǎn)物的晶型、X射線能譜(EDS)分析電池片表面的元素含量、X射線光電子能譜儀(XPS)測(cè)試硅片表面的雜質(zhì)、X射線熒光光譜儀(XRF)分析回收硅片的純度等。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)對(duì)電池片表面的封裝膠膜EVA進(jìn)行熱失重實(shí)驗(yàn),探討了不同的升溫速率對(duì)最終失重溫度的影響;結(jié)果表明:在失重過程中,升溫速率只影響了DSC曲線中失重峰值的大小,對(duì)EVA的最終失重率沒有影響,在不同的升溫速率下EVA失重結(jié)束溫度都是600℃,失重率達(dá)到了98.88%;因此將廢舊晶硅太陽(yáng)能電池片在馬弗爐中600℃的條件下煅燒1 h可以很好地去除包覆在電池片表面的封裝膠膜—EVA。將煅燒后的電池片進(jìn)行ICP檢測(cè),最后計(jì)算出電池片中主要金屬元素的含量,其中Al占6.97%,Ag占0.12%。(2)采用NaOH作為廢舊晶硅太陽(yáng)能電池片中鋁的浸出介質(zhì),探討了NaOH濃度、反應(yīng)溫度、NaOH溶液與電池片的固液比等因素對(duì)鋁的浸出濃度及浸出率的影響;結(jié)果表明:以NaOH為浸出劑的最適宜的浸取條件為:NaOH溶液濃度20%,浸出溫度為20℃,固液比為60 g/mL,最適宜條件下的鋁的浸出率為96%。以此浸出液為原料,采用化學(xué)沉淀法回收浸出液中的鋁,由于沉淀為膠體,過濾烘干過程中有所損失,鋁的回收率為89%。用ICP對(duì)回收到的氫氧化鋁進(jìn)行檢測(cè),得到的產(chǎn)品含鋁量為87.04%,得到了較純的氫氧化鋁。(3)采用HNO_3為浸取劑浸取電池片中的銀,探討了浸取劑濃度和固液比等因素對(duì)廢舊晶硅太陽(yáng)能電池片中銀的浸出濃度及浸出率的影響;結(jié)果表明:最適宜的浸取條件為浸取劑濃度5 mol/L,固液比為60 g/mL,最適宜條件下的銀的浸出率為95%。以此浸出液為原料,采用重結(jié)晶法以硝酸銀的形式回收浸出液中的銀,回收率達(dá)到了70%,用ICP對(duì)回收到的硝酸銀晶體進(jìn)行檢測(cè),得到的硝酸銀晶體中含銀量為62.98%,得到了較純的硝酸銀。(4)采用HF去除晶硅太陽(yáng)能電池片正面的減反射層,探討了浸取劑濃度和固液比等因素對(duì)去除廢舊晶硅太陽(yáng)能電池片正面減反射層時(shí)間的影響;結(jié)果表明:最適宜的浸取條件為浸取劑濃度20%,固液比為60 g/mL,經(jīng)過11 min就可以去除減反射層。采用EDS和XPS檢測(cè)回收硅片中的主要雜質(zhì)碳(C)、氧(O)、硼(B)、磷(P)的原子含量和存在狀態(tài),發(fā)現(xiàn)XPS檢測(cè)結(jié)果與EDS檢測(cè)結(jié)果基本一致,C和O的原子數(shù)量比均在1.6左右�；厥盏墓杵肵射線熒光光譜分析(XRF),硅的純度達(dá)到了99.91%,得到了較為純凈的硅晶片。
【學(xué)位單位】：青海民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM914.4
【部分圖文】：

圖 1-3 晶硅太陽(yáng)能電池片中主要有價(jià)金屬及硅所占的比例Figure 1-3 The proportion of major metals and silicon in crystalline silicon sola1.2 晶硅太陽(yáng)能電池的概況1.2.1 晶硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和材料組成晶硅太陽(yáng)能電池主要包括單晶硅太陽(yáng)能電池和多晶硅太陽(yáng)能電池。它剛石晶格，晶體硬而脆；具有金屬光澤，能導(dǎo)電；具有半導(dǎo)體性質(zhì)。 5 個(gè)部分組成, 分別是: 金屬外框、蓋板玻璃、晶硅電池片、背板。如圖 1-4 所示[22]：

圖 1-5 晶硅太陽(yáng)能電池片結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1-5 The Structure of crystalline silicon solar cell所示，太陽(yáng)能電池的背板在太陽(yáng)能組件的背面，主要是對(duì)太陽(yáng)能電撐作用。由于安裝在戶外的太陽(yáng)能電池，長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)吹日曬，因此可靠的絕緣性、阻水性和耐老化性，單層膜材料很難完全滿足要求能電池的背板材料主要為 TPT 復(fù)合膜，它是現(xiàn)階段唯一在戶外應(yīng)背板。TPT 復(fù)合膜有三層結(jié)構(gòu)，分別是由兩層 Tedlar 膜和一層聚二醇酯（PET）的聚酯膠膜組成的。這種復(fù)合膜具有較好的防潮能，白色 TPT 對(duì)光具有反射作用，可提高組件的工作效率，且具射率，降低組件工作溫度的功能[25,32,33]。膠膜

如果得不到妥善處理會(huì)對(duì)環(huán)境的回收工藝綜述舊晶硅太陽(yáng)能電池的主要方法有物理處理化學(xué)處理方法相結(jié)合。處理法和熱處理法。伏組件是指將組件經(jīng)破碎、金屬剝離、浮選程圖如圖 1-6 所示。廢舊光伏組件
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859286