[发明专利]一种废弃光伏组件的微波催化处理方法及其得到的硅碳复合材料

说明书

本发明提供了一种废弃光伏组件的催化辅助微波热解处理方法及其得到的硅碳复合材料。所述处理方法包括：(1)将废弃光伏组件进行玻璃拆除处理，得到玻璃和附着有机质的电池片；(2)将附着有机质的电池片进行脆化、粉碎处理，得到硅/有机质的混合粉末；(3)将硅/有机质的混合粉末与催化剂混合，进行微波热解，将产物中的催化剂分离后得到硅碳复合材料和氢气；所述催化剂为金属和/或金属氧化物。本发明利用催化辅助的微波热解将废弃光伏组件中的塑料一步分解为C和H₂，C可以与硅料形成硅碳复合负极材料，而H₂则进一步可以作为清洁能源，解决了光伏组件中硅料难以高效增值回收以及表面有机质胶膜或塑料背板降解困难的问题。

技术领域

本发明属于废弃光伏组件处理的技术领域，涉及一种废弃光伏组件的微波催化处理方法及其得到的硅碳复合材料，即为一种废弃光伏组件中硅基电池片的处理方法和用途。

背景技术

近些年来，光伏技术发展迅速，2020年全球光伏装机量超过750GW，且这一数字仍在继续加速增长，通常光伏组件的使用寿命只有25年，如此庞大的装机量，使得废旧组件的处理成为问题。硅基光伏组件主要由钢化玻璃、封装胶膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、硅基电池片(含有Ag、Al、Cu、Pb等金属)、背板(TPT、TPE、KPK、KPE、PPE等)、金属电极、金属铝框以及接线盒构成。如果光伏组件被简单填埋，大量有价金属会被浪费，且组件中重金属以及难降解胶膜的存在会给生态环境造成巨大危害。因此，开发绿色环保、能耗低回收技术具有重要意义。

目前退役光伏组件的回收主要有物理拆分法、化学溶解法以及热处理法等，在光伏组件回收领域取得了一定成效，但是这些方法通常是针对单一组分进行有效回收，难以回收整个组件的各个组分。与此同时，回收过程中硅基电池片容易碎裂进入玻璃、塑料以及金属杂质组成的复杂体系，难以分离提纯，降低了硅的回收价值。针对上述问题，提出切实可行的回收方案，以实现对组件中各组分的高效回收和增值利用迫在眉睫。

CN110961432A公开了一种光伏组件回收方法及设备。该方法将光伏组件的边框、接线盒拆解，并将背面基板进行剥离，得到无边框、无接线盒、无背面基板的预处理光伏组件。然后对预处理光伏组件进行高温热解得到热解后光伏组件后，对热解后组件依次进行保温、冷却处理，得到彼此分离的光伏电池、焊带、正面基板，从而实现对光伏组件的分离回收。该文献采用传统热解方式处理，废气处理量大。

CN110328216A公开了一种光伏组件回收方法。该方法将无框光伏组件的背板进行剥离，得到背板和剥离后光伏组件，对剥离后光伏组件进行热解，剥离后光伏组件中的胶膜层被完全热解，得到电池片和基板，无框光伏组件被完全分离，得到完整的相互分离的背板、电池片和基板，实现对光伏组件的回收。该专利中的方法存在工艺复杂，废气处理量大等问题，且高温热解后的背板结构有所破坏，降低了其利用价值。当前文献中都需要将电池片表面的有机质胶膜或塑料背板用传统热解方式或浸泡处理分离，高温处理后的背板结构会有所破坏，降低了其利用价值无法实现对光伏组件的全面回收利用。

因此，如何解决废弃光伏组件中硅基电池片高效增值回收以及表面有机质胶膜或塑料背板难以降解的问题，是目前急需研究的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃光伏组件的微波催化处理方法及其得到的硅碳复合材料。本发明利用催化剂辅助的微波热解技术将废弃光伏组件中的高分子聚合物塑料一步分解为C和H₂，其中的C可以与电池片硅原料形成硅碳复合负极材料，而H₂则进一步可以作为清洁能源，实现了对废弃光伏组件的综合利用，变废为宝，解决了光伏组件中硅基电池片高效、增值回收以及表面有机质胶膜或塑料背板难以降解的问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种废弃光伏组件的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

(1)将废弃光伏组件进行玻璃拆除处理，得到玻璃和附着有机质的电池片；