[发明专利]一种太阳电池片清洗回收处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳电池片清洗回收处理工艺，属于化工技术领域。

背景技术

随着可持续发展战略的提出，节能减排、提高可再生资源的利用显得尤为重要。在这样的一个大的社会发展背景下，太阳能光伏产业遇到了前所唯有的机遇。光伏产业的发展必将大大增加对硅料的需求，所以废硅料的回收再利用有利于降低太阳能材料成本，推动行业快速发展，加速进入低成本光伏发电时代。

硅太阳电池是在单晶或多晶衬底上通过清洗、表面组织机构化、扩散、去边、镀减发射膜、印刷电极、烧结等一系列工艺制作而成的，是一种能将太阳能转化成电能的一种装置。目前，在硅太阳能电池片的生产过程中不可避免地会产生转换效率很低的电池片和外观比较严重的花片。以往的低效片和比较严重的花片都只能压在仓库，不知如何处理。这样造成了很大的浪费和成本的提高。报废电池片是在生产过程产生的，有设备工艺、人员失误等造成，报废电池片不能达到投炉铸锭标准，必须对其酸洗处理。目前市场上酸洗一般为氢氟酸加氟化铵浸泡，处理成本高，处理效果差。通过盐酸浸泡、王水加氢氟酸浸泡再用混酸洗纯水冲洗干净可以投炉。报废电池片每一张电池片含有0.1到0.3g银，目前市场上酸洗一般为氢氟酸加氟化铵浸泡洗干净投炉使用，但银无法回收造成很大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳电池片清洗回收处理工艺，以便能够针对太阳能电池片进行回收利用，得到所需要的硅片和银块，化废为宝。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种太阳电池片清洗回收处理工艺，具体步骤包括：

(1)将太阳能电池片进行分类挑选，对于整块电池片或者完好性超过三分之一的电池片，表面采用工业酒精清洗干净，去除异物后插入电池片承载盒中，要求垂直插入，电池片之间的距离为5～15mm；

(2)将插有电池片的承载盒放入到装有硫酸中的槽体中浸泡1～10小时将铝背场去除，槽体加热温度为30～80℃，其中，硫酸浓度为40％～70％；

(3)将去除铝背场后的承载盒中的硅片用纯水冲洗干净，放入王水中浸泡1～10小时，去除硅片上面银电极；按照王水与氢氟酸体积比10～15∶1的比例，在王水中加入氢氟酸，将去除银电极的硅片置入浸泡1～10小时，去除表面氮化硅膜，得到干净的硅片；

(4)步骤(3)处理后的硅片用纯水冲洗干净后，用盐酸浸泡5～10个小时，然后用HNO₃进行浸泡1～3小时，用氢氧化钠中和硅片上的酸性物质，然后使用纯水对硅片进行多次漂洗，以去除其上的反应后的剩余物，同时对漂洗后的液体进行pH值测量，漂洗过程直至所测量的漂洗后的液体pH值约为7时为止；

(5)漂洗完成后，利用超声波清洗，清洗完成后，用脱水机对硅片脱水后放入烘箱烘干，即得硅片。

(6)向步骤(3)的混合液中，加入纯净的铝粉进行还原，当反应结束后，得到含有银和铝混合物的，然后采用高温加热的方式，进行分离，得到纯度较高的银块。

上述步骤中，所述的纯水的电导率在16-18MΩ.cm。

本发明中，所涉及到的化学反应机理如下：

1、放入氢氟酸溶液内，其化学反应方程式如下

SiO₂+4HF＝SiF₄(g)+2H₂O；

2、捞起放入硝酸溶液并搅拌，其化学反应方程式如下：

Si+4HNO₃＝SiO₂+4NO₂+2H₂O；

SiO₂+4HF＝SiF₄(g)+2H₂O；

3、银栅线与王水反应：

Ag+HNO₃+3HCl＝AgCl₃+NO↑+2H₂O；

AgCl₃+HCl＝HAgCl₄(四氯合银酸)；

溶液中的的强氧化剂同时也能很好的去除烧结之后形成的硅铝合金。溶液中盐酸的存在同时溶解了背电场并生成大量氢气。

2Al+6HCl＝2AlCl₃+3H₂↑；

而减反射膜氮化硅层则由氢氟酸去除，反应方程式如下：