一種廢電池片回收工藝的製作方法
2023-06-01 19:33:51 1
本發明屬於太陽能電池矽片回收領域，具體涉及一種廢電池片回收工藝。
背景技術：
太陽能是一種具有可持續發展理想特徵的可再生能源，發電期間無噪聲、無二氧化碳，規模靈活、操作維護簡單，已顯示出相當的吸引力。晶體矽太陽能電池組件主要有光伏玻璃、矽電池片和背板等。矽電池片主要由矽片、銀漿和鋁漿等組成，在矽電池片的生產過程或組件層壓過程中都會出現一定數量的碎片和不合格電池片。廢矽電池片處理不好不僅是一種浪費，還會帶來環境汙染。銅與玻璃的回收率低，成品再利用的可能性也低，因此即使其回收成本低廉，也因為效益不高而不受到重視，但是晶體矽太陽能電池中的銀粉和矽晶片還是有很高的回收利用價值。
晶體矽太陽能板去除鋁背場的方法有酸溶液和鹼溶液去除兩種方法，在專利cn106629738a中公開了一種從晶體矽太陽能板中提取銀的方法，包括從晶體矽太陽能板中拆解太陽能電池片、用氫氧化鈉溶液去除鋁層、用有機酸與雙氧水的混合溶液浸取銀並將銀電解得到銀粉、用氫氟酸去除雜質、獲取高純度矽料的步驟；但是使用的是質量分數為20-40％的氫氧化鈉溶液，又一次在反應後產生了鹼性廢液，不利於環境的保護，在本發明中使用的鹼液是太陽能電池生產線排出的濃度為3-5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，不僅能夠利用廢液，而且也不產生多餘的廢液。
cn105436191a提供了一種廢舊太陽能電池片中高純矽的回收方法，將廢舊太陽能電池片依次經過鹽酸去除鋁、硝酸去除銀、氫氧化鈉去除鋁矽合金層、氫氟酸去除氮化矽減反射層、氫氧化鈉去除磷擴散層以及鹽酸、氫氟酸或者由氫氟酸與硝酸組成的混酸中的一種去除表面金屬雜質，得到高純矽，但是發明中只考慮到了矽的回收，同時這種回收的工藝比較複雜，回收的成本增加。在本發明中我們提供了一種廢電池片回收工藝，我們所使用的鹼液和氫氟酸溶液均是太陽能電池生產線排出的廢棄液，我們進行了進一步的使用，降低了生產成本，同時回收得到的銀粉和矽晶片有很高的經濟價值。
技術實現要素：
在本發明中我們提供了一種廢電池片回收工藝，我們所使用的鹼液和氫氟酸溶液均是太陽能電池生產線排出的廢棄液，我們進行了進一步的使用，降低了生產成本，同時調控了各步反應的最優溫度，在保證效率的前提下也能兼顧能源的利用，回收得到的銀粉和矽晶片有很高的經濟價值，回收得到的矽晶片矽的回收率達到99％以上，銀的回收率也能達到95％以上，可再次用於矽晶片電池的製造。
為了達到上述目的，本發明提供了一種廢電池片回收工藝，包括以下步驟：
1)去除鋁層：用太陽能電池生產線排出的濃度為3-5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，浸泡時間為0.5-2h，溫度為40-60℃；
2)去除銀層：用濃度為1.5-3％的硝酸溶液浸泡電池晶片，浸泡時間為2-6h，溫度為50-80℃；
3)銀粉回收：在得到的硝酸銀溶液中加入濃度為8-10％的鹽酸溶液，取出硝酸銀沉澱，控制溫度在50-60℃時用濃度50％的水合肼還原銀離子得到沉澱，將沉澱在100-110℃下烘乾2-2.5h，即得到銀粉；
4)去除氮化矽層：使用太陽能電池生產線排出的濃度為0.5％的廢棄氫氟酸溶液浸泡電池晶片，除去氮化矽；
5)純淨矽晶片回收：使用濃度為10-12％的硝酸溶液浸泡3-5min，用水清洗後得到純淨的矽晶片。
優選地，所述晶矽太陽能電池晶片與所述廢棄鹼液的固液質量比為1kg：1-1.5l。
優選地，所述晶矽太陽能電池晶片與所述硝酸溶液的固液質量比為1kg：1-1.2l。
本發明的有益效果是：
1.發明中使用的鹼液和氫氟酸溶液均是太陽能電池生產線排出的廢棄液，我們進行了進一步的利用降低了回收成本，同時回收得到的銀粉和矽晶片有很高的經濟價值，可再次用於太陽能電池板的製造，也降低了生產成本。
2.用濃度為1.5-3％的硝酸溶液浸泡無鋁電池晶片來回收銀時，所使用的硝酸濃度較小，但我們調控溫度在50-80℃時，能夠加快銀的反應，也能很好的回收電池片上的銀，同時在保證反應速率和效率的基礎上考慮了能源的利用。
3.在銀粉回收時，反應溫度較低時，銀回收量較少，這是由於溶液中的氯化銀是以懸浮的固體狀態存在的，溫度低時反應速率小，當水合肼還原反應溫度為50-60℃時，銀回收量有較大幅度的提高，當水合肼還原反應溫度繼續升高時，銀回收量略有提高，但是考慮到節省能源和避免較高還原反應溫度下反應後期反應劇烈造成銀的沸溢，我們將溫度控制在50-60℃。
具體實施方式
下面結合具體實施例詳細說明本發明，但本發明並不局限於具體實施例。
實施例1
1)去除鋁層：用太陽能電池生產線排出的濃度為5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，浸泡時間為2h，溫度為60℃，除去太陽能電池晶片鋁背場的鋁層，晶矽太陽能電池晶片與所述廢棄鹼液的固液質量比為1kg：1l；
2)去除銀層：用濃度為3％的硝酸溶液浸泡無鋁電池晶片，浸泡時間為6h，溫度為80℃，將電池片表面的ag浸出，得到含銀酸液和去銀電池片，將去銀電池片取出，晶矽太陽能電池晶片與所述硝酸溶液的固液質量比為1kg：1.2l；
3)銀粉回收：在得到的硝酸銀溶液中加入濃度為10％的鹽酸溶液，取出硝酸銀沉澱，控制溫度在60℃時用濃度50％的水合肼還原銀離子得到沉澱，將白色沉澱在110℃下烘乾h，即得到銀粉，可用於製備電子漿料用於太陽能電池晶片電極生產；
4)去除氮化矽層：酸浸處理後的去銀電池片，表面仍覆蓋有藍色氮化矽防反射層，使用太陽能電池生產線排出的濃度為0.5％的廢棄氫氟酸溶液浸泡，除去氮化矽；
5)純淨矽晶片回收：使用濃度為10％的硝酸溶液浸泡5min，水清洗後得到純淨的矽晶片，可再次用於太陽能電池片的製造。
實施例2：
1)去除鋁層：用太陽能電池生產線排出的濃度為3-5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，浸泡時間為2h，溫度為40℃，除去太陽能電池晶片鋁背場的鋁層，晶矽太陽能電池晶片與所述廢棄鹼液的固液質量比為1kg：1l；
2)去除銀層：用濃度為3％的硝酸溶液浸泡無鋁電池晶片，浸泡時間為6h，溫度為50℃，將電池片表面的ag浸出，得到含銀酸液和去銀電池片，將去銀電池片取出，晶矽太陽能電池晶片與所述硝酸溶液的固液質量比為1kg：1.2l；
3)銀粉回收：在得到的硝酸銀溶液中加入濃度為10％的鹽酸溶液，取出硝酸銀沉澱，控制溫度在50℃時用濃度50％為的水合肼還原銀離子得到沉澱，將白色沉澱在110℃下烘乾h，即得到銀粉，可用於製備電子漿料用於太陽能電池晶片電極生產；
4)去除氮化矽層：酸浸處理後的去銀電池片，表面仍覆蓋有藍色氮化矽防反射層，使用太陽能電池生產線排出的濃度為0.5％的廢棄氫氟酸溶液浸泡，除去氮化矽；
5)純淨矽晶片回收：使用濃度為10％的硝酸溶液浸泡5min，水清洗後得到純淨的矽晶片，可再次用於太陽能電池片的製造。
相對於實施例1，實施例2中廢棄鹼液浸泡溫度為40℃；硝酸溶液浸泡溫度為50℃；銀粉回收反應溫度為50℃。
對比例1：
1)去除鋁層：用太陽能電池生產線排出的濃度為5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，浸泡時間為2h，溫度為60℃，除去太陽能電池晶片鋁背場的鋁層，晶矽太陽能電池晶片與所述廢棄鹼液的固液質量比為1kg：1l；
2)去除銀層：用濃度為3％的硝酸溶液浸泡無鋁電池晶片，浸泡時間為6h，溫度為30℃，將電池片表面的ag浸出，得到含銀酸液和去銀電池片，將去銀電池片取出，晶矽太陽能電池晶片與所述硝酸溶液的固液質量比為1kg：1.2l；
3)銀粉回收：在得到的硝酸銀溶液中加入濃度為10％的鹽酸溶液，取出硝酸銀沉澱，控制溫度在60℃時用濃度50％為的水合肼還原銀離子得到沉澱，將白色沉澱在110℃下烘乾h，即得到銀粉，可用於製備電子漿料用於太陽能電池晶片電極生產；
4)去除氮化矽層：酸浸處理後的去銀電池片，表面仍覆蓋有藍色氮化矽防反射層，使用太陽能電池生產線排出的濃度為0.5％的廢棄氫氟酸溶液浸泡，除去氮化矽；
5)純淨矽晶片回收：使用濃度為10％的硝酸溶液浸泡5min，水清洗後得到純淨的矽晶片，可再次用於太陽能電池片的製造。
相對於實施例1，對比例1中硝酸溶液浸泡溫度為30℃。
對比例2：
1)去除鋁層：用太陽能電池生產線排出的濃度為5％的廢棄鹼液浸泡晶體太陽能電池晶片，浸泡時間為2h，溫度為60℃，除去太陽能電池晶片鋁背場的鋁層，晶矽太陽能電池晶片與所述廢棄鹼液的固液質量比為1kg：1l；
2)去除銀層：用濃度為3％的硝酸溶液浸泡無鋁電池晶片，浸泡時間為6h，溫度為80℃，將電池片表面的ag浸出，得到含銀酸液和去銀電池片，將去銀電池片取出，晶矽太陽能電池晶片與所述硝酸溶液的固液質量比為1kg：1.2l；
3)銀粉回收：在得到的硝酸銀溶液中加入濃度為10％的鹽酸溶液，取出硝酸銀沉澱，控制溫度在30℃時用濃度50％為的水合肼還原銀離子得到沉澱，將白色沉澱在110℃下烘乾h，即得到銀粉，可用於製備電子漿料用於太陽能電池晶片電極生產；
4)去除氮化矽層：酸浸處理後的去銀電池片，表面仍覆蓋有藍色氮化矽防反射層，使用太陽能電池生產線排出的濃度為0.5％的廢棄氫氟酸溶液浸泡，除去氮化矽；
5)純淨矽晶片回收：使用濃度為10％的硝酸溶液浸泡5min，水清洗後得到純淨的矽晶片，可再次用於太陽能電池片的製造。
相對於實施例1，對比例2中銀粉回收反應溫度為30℃。
統計晶體太陽能電池晶片中銀和矽晶片的回收率和純度，結果如下表：
由表中數據可知，實施例1中矽晶片矽的回收率達到99％以上，銀的回收率也能達到95％以上，所述方法是一種高效、環保的回收銀等資源的工藝方法，所使用的鹼液和氫氟酸溶液均是太陽能電池生產線排出的廢棄液，降低經濟成本，有很高的利用和推廣價值。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，此實施例為最優實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。