[发明专利]一种近空间废旧硒光伏电池回收利用硒的方法

说明书

本发明涉及一种废旧硒光伏电池回收利用硒的方法，包括以下步骤：(S1)废旧硒光伏电池器件进行氧化处理；(S2)衬底做表面钝化处理；(S3)将步骤(S1)氧化处理后的废旧硒光伏电池器件放置于真空升温炉中，在废旧硒光伏电池器件上方放置步骤(S2)钝化处理后的衬底，真空条件下加热，硒升华后在衬底表面凝结，降温后将沉积在衬底的硒取出，完成硒的回收利用。本发明方法具有设备简单、回收速度快、回收率高、生产成本低等优点。

技术领域

本发明属于薄膜光伏电池的回收技术领域，具体涉及一种近空间废旧硒光伏电池回收利用硒的方法。

背景技术

太阳能因具有总量丰富、分布广、安全无污染的特点而受到人们的青睐。而光伏发电是利用太阳能中最直接、最有效的方式。截止2022年3月底，全球累计光伏装机总量已经达到1TW，其中晶硅太阳能电池占据市场90％以上。硒太阳能电池是世界上最早的太阳能电池。但因其具有较宽的带隙(～1.9eV)，并不完全适合在太阳光下使用，因此发展缓慢。

随着物联网(IoT)的高速发展，室内光伏器件的需求量急剧上升。这类产品通常在室内环境使用，具有功耗低、使用数量大、分布广等特点。常见的人工照明(荧光灯等)光谱范围集中在400-700nm之间，这就要求合适的室内光伏器件吸收层材料具有较宽的带隙。硒具有较高的吸收系数(10⁵cm^-1)、无毒、价格低廉、宽带隙(1.8-1.9eV)等特点，非常适合作为室内光伏器件吸收层材料。从前的报道以及实验结果来看，在室内光测试其性能高于商业化的非晶硅太阳能电池。可以预测，硒光伏电池在未来可能具有较大的需求。

硒在地壳中含量为0.05ppm，含量较低，产量和储量有限；且分布极不均衡。中国是一个缺硒大国，开发对废旧硒光伏电池的回收利用不但可以高效的利用硒资源，还可以降低器件的制造成本，具有较好的经济价值。

CN110607513A公开了一种硒回收方法，其装置包括硒蒸发器，硒沉积室，和硒冷凝回收装置。但是该专利方法硒回收装置的空间较大，和本专利的近空间回收相比较，回收率相对较低，且回收时间相对较长。CN106319222A公开了一种铜铟镓硒光伏组件的回收方法，将破碎后的铜铟镓硒薄膜光伏组件碎块浸在碱液中，并控制碱液的浓度与温度，使碱液与钼层发生反应，而不与铟、镓反应，待钼层被腐蚀掉后，使铜铟镓硒层与基板分离。该专利方法回收速度慢，而且回收得到硒纯度不高，光伏性能不能满足实际要求。

发明内容

针对废旧硒光伏电池还缺乏一种行之有效，适合工业化的硒单质的回收方法。本发明提出了一种废旧硒光伏电池回收利用硒的方法，包括以下步骤：

(S1)废旧硒光伏电池器件进行氧化处理；

(S2)衬底做表面钝化处理；

(S3)将步骤(S1)氧化处理后的废旧硒光伏电池器件放置于真空升温炉中，在废旧硒光伏电池器件上方放置步骤(S2)钝化处理后的衬底，真空条件下加热，硒升华后在衬底表面凝结，降温后将沉积在衬底的硒取出，完成硒的回收利用。

进一步地，步骤(S1)中，氧化剂选自氧气、臭氧、双氧水。优选为氧气，可以便于控制氧化程度。氧化剂为氧气时，将废旧硒光伏电池器件放在管式炉中加热即可，温度为200℃，氧气流速为10-20mL/min。