一种用于光伏层压件的湿法解封方法及其装置

本发明涉及退役光伏层压件处理，更具体地，涉及一种用于光伏层压件的湿法解封方法及其装置。

背景技术：

1、光伏层压件也就是太阳能光伏发电板，其作用是将太阳光能转化为电能，主要由依次紧密压合在一起的背板、eva胶膜、晶硅电池片、eva胶膜和玻璃板组成，其中，eva(乙烯醋酸乙烯酯)是其它层结构表面的粘合剂和封装材料，有利于提高光伏层压件的使用寿命。对于退役的光伏层压件，需要进行处理和回收，以减少环境污染，并尽可能地回收其中的有价值材料，如玻璃、硅、铝等。

2、解封装是处理退役光伏层压件的第一步，该步骤使eva失去黏性，以使各层结构相互分离。目前，退役光伏层压件的分离方法分为物理分层法、化学试剂分层法和物理-化学联合法。其中物理分层法包括手工拆卸、破碎和热处理。手工拆卸和破碎后，各层结构上依然会残留eva。热处理主要通过高温来分解eva，如公开号为cn116060422a的中国专利申请公开的一种光伏板热解回收方法、控制装置、回收系统及存储介质，其利用热解炉高温分解eva，但通过该方法处理退役光伏层压件需要消耗大量能量，光伏层压件在高温分解的过程中会产生大量有毒废气，并且玻璃板的完整性也会受到破坏，不利于玻璃板的回收利用。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中解封光伏层压件的方法会产生大量有毒废气并且无法得到完整的玻璃板的问题，本发明提供了一种用于光伏层压件的湿法解封方法及其装置，在解封光伏层压件的过程中不会产生有毒废气，并且可得到完整的玻璃板。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、一种用于光伏层压件的湿法解封方法，包括以下步骤：

4、s1：准备反应池，在所述反应池内设置加热组件和超声波发生组件，然后向所述反应池内注入解封试剂；其中，解封试剂可以是石油醚、丙酮、乙醇、氯仿、n-甲基-2-吡咯烷酮、n，n-二甲基乙酰胺等试剂中的一种。

5、s2：将光伏层压件放入所述反应池内且使所述光伏层压件被所述解封试剂浸没；

6、s3：启动所述加热组件加热所述解封试剂，同时启动所述超声波发生组件发出超声波，让所述光伏层压件在所述反应池内反应10分钟以上；

7、s4：取出所述反应池内的所述光伏层压件，将所述光伏层压件的每个层结构相互分离，得到完整的玻璃板。

8、在上述技术方案中，解封试剂可渗入eva胶膜内部使eva分子的分子链发生断裂和结构改变；加热组件加热解封试剂使解封试剂的温度升高，可为光伏层压件的eva胶膜的反应提供大量能量，并且温度的升高可引起解封试剂的流动场发生变化，这种变化可促进解封试剂进一步渗入光伏层压件的eva胶膜内；超声波使得解封试剂内部产生气泡并且气泡发生振荡、生长收缩及崩溃，气泡在振荡和崩溃时会产生破坏力和高温，促进eva胶膜内的交联结构的交联键断裂；在解封试剂、加热和超声波的作用下，eva胶膜的黏性在短时间内大大减弱，使得光伏层压件上的背板、eva胶膜、晶硅电池片和玻璃板可轻易分离，最终得到完整的玻璃板。使用该方法对光伏层压件进行解封，解封效率高，耗能更少，解封过程中不会产生有毒废气，而且还可以得到完整的玻璃板。

9、优选地，在所述步骤s1中，所述解封试剂为n，n-二甲基乙酰胺(dmac)。n，n-二甲基乙酰胺可与eva发生接枝反应，可更快的破坏eva胶膜的黏性，而且其毒性很小，也不易挥发。

10、优选地，在所述步骤s3中，所述解封试剂的温度保持在150℃～160℃之间，光伏层压件在所述解封试剂内的反应时间在14分钟～16分钟之间。在150℃～160℃的温度范围下，eva胶膜有足够高的反应速率，且该温度范围低于n，n-二甲基乙酰胺的沸点，可避免n，n-二甲基乙酰胺蒸发。而在150℃～160℃的温度下反应15分钟左右eva胶膜的粘度已经大大降低且基本保持稳定，至此可结束反应，避免过度反应导致的时间和能量的浪费。

11、优选地，在所述步骤s2中，将光伏层压件放入所述反应池内之前，先将所述光伏层压件的背板分割成多块，这样可以加速解封试剂渗入位于背板与晶硅电池片之间的eva胶膜内部，从而促进位于背板与晶硅电池片之间的eva胶膜的反应速率。

12、本发明还提供了一种用于光伏层压件的湿法解封装置，应用于前面所述的一种光伏层压件的湿法解封方法，该装置包括机架总成和设置在所述机架总成上的反应机构，所述反应机构包括设有反应腔的反应池，所述反应腔的内壁上设有多个呈直线分布且均用于插设单块光伏层压件的第一卡槽，所述反应腔内还设有加热组件和超声波发生组件。

13、在上述的装置中，反应腔用于容纳解封试剂，实施时，在每个第一卡槽上均插上光伏层压件使光伏层压件保持直立状态，然后启动加热组件加热解封试剂，同时启动超声波发生组件发出超声波。光伏层压件的eva胶膜在解封试剂和超声波的作用下快速失去粘性，最后光伏层压件上的背板、eva胶膜、晶硅电池片和玻璃板相互分离，进而可得到完整的玻璃板。

14、优选地，所述反应腔的内壁的相对两侧上均设有所述超声波发生组件。同频率的超声波在同一介质里相遇时会产生干涉现象导致声压明显增大，在反应腔的内壁的相对两侧上均设置超声波发生组件反应槽中心位置产生更高的声压，声压越大越容易达到空化效应的阈值，从而更容易发生空化效应，可在eva分子与dmac接触的地方形成微小的高温高压区和微射流，从而强化传质效果，加速eva失去黏性的过程。

15、优选地，所述反应机构还包括均与所述机架总成连接的第一传送带组件、立板件、第一支撑件、第二支撑件和第二传送带组件；所述立板件位于所述第一传送带组件的出料端与所述反应池之间，所述立板件上设有弧形导向部和用于插设单块光伏层压件的第二卡槽，所述弧形导向部从所述第一传送带组件的出料端延伸至所述第二卡槽的顶端；所述反应池位于所述立板件与所述第二传送带组件的进料端之间；所述第一支撑件和所述第二支撑件通过横梁连接，所述横梁的两端分别位于所述第一传送带组件和所述第二传送带组件的上方，所述横梁上设有滑动驱动组件，所述滑动驱动组件的动力输出端连接有上下伸缩组件，所述滑动驱动组件用于驱动所述上下伸缩组件沿着所述横梁滑动；所述上下伸缩组件的动力输出端连接有用于夹持光伏层压件的夹持组件。实施时，将光伏层压件水平放置在第一传送带组件的传送带上，第一传送带组件的传送带将光伏层压件输送到其出料端，然后光伏层压件沿着弧形导向部滑入第二卡槽并且插设在第二卡槽上；接着上下伸缩组件向下伸长，使夹持组件移动到光伏层压件处夹持住光伏层压件，然后上下伸缩组件再向上缩回使夹持组件向上移动，从而将光伏层压件从第二卡槽上抽出；接着滑动驱动组件驱动上下伸缩组件沿着横梁滑动至光伏层压件对准其中一个第一卡槽，上下伸缩组件再向下伸出将光伏层压件插在第一卡槽上，从而将光伏层压件直立在反应腔内；重复上述步骤使每个第一卡槽都插上光伏层压件，从而实现多块光伏层压件同时反应。反应结束后，夹持组件再将光伏层压件夹持到第二传送带组件的传送带上。利用第二传送带组件将光伏层压件一个个移出反应机构。

16、优选地，还包括与所述机架总成连接并且位于所述第一传送带组件的进料端的预处理切割机构，所述预处理切割机构包括与所述机架总成连接的基座，所述基座上设置有用于固定光伏层压件的第一固定组件、横向驱动组件和纵向驱动组件，所述横向驱动组件的动力输出端连接有第一刀架，所述第一刀架底部设有多块呈直线分布且均用于切割光伏层压件的第一刀片，所述第一刀片的分布方向与所述横向驱动组件的驱动方向相垂直；所述第二驱动组件的动力输出端连接有第二刀架，所述第二刀架底部设有多块呈直线分布且均用于切割光伏层压件的第二刀片，所述第二刀片的分布方向与所述纵向驱动组件的驱动方向相垂直；所述横向驱动组件的驱动方向与所述纵向驱动组件的驱动方向相垂直。实施时，利用第一固定组件将光伏层压件固定在基座上，接着横向驱动组件驱动第一刀架从光伏层压件的一端移动到另一端，再原路返回至初始位置；然后纵向驱动组件再驱动第二刀架从光伏层压件的一端移动到另一端，再原路返回到初始位置；通过第一刀片和第二刀片将位于光伏层压件的玻璃板以上的部分切分成网格结构，有利于解封试剂渗入eva胶膜内部，从而提高解封效率。

17、优选地，还包括与所述机架总成连接的清除机构，所述清除机构包括与所述机架总成连接的第三传送带组件、刮除刀和喷水器，所述第三传送带组件的传动带上设有用于固定光伏层压件的第二固定组件；所述刮除刀位于所述传送带组件的传送带上方，所述刮除刀与所述传送带组件的传动带之间形成用于供光伏层压件的玻璃板通过的通腔。将光伏层压件放置在第三传送带组件的传送带上并且使光伏层压件的玻璃板朝下，然后利用第二固定组件将光伏层压件固定在第三传送带组件的传送带上；接着第三传送带组件的传送带带动光伏层压件移动，当光伏层压件经过通腔时，刮除刀会阻挡光伏层压件上位于玻璃板上方的部分向前移动，从而将光伏层压件上位于玻璃板上方的部分刮除，从而无需人工手动剥离，最后得到完整的玻璃板。玻璃板继续向前移动，经过喷水器时，喷水器喷出高压水流至玻璃板表面将玻璃板表面残留的eva以及微量溶剂清洗干净。

18、优选地，还包括与所述机架总成连接的固液分离机构，所述固液分离机构包括外壳、转筒和旋转驱动机构，所述转筒的侧壁上设有多个通孔，所述转筒位于所述外壳的内部且与所述外壳之间形成液体腔，所述转筒的内腔通过所述通孔与所述液体腔连通，所述转筒与所述外壳转动连接；所述旋转驱动机构用于驱动所述转筒旋转。可以理解的是，反应腔内的解封试剂会溶有部分eva固体，当这些eva固体的量达到一定程度时会降低解封试剂的纯度，从而降低光伏层压件的解封速率。设置固液分离机构后，可以将反应腔内的解封试剂注入转筒内，然后启动旋转驱动机构驱动转筒旋转使解封试剂发生离心运动，解封试剂可通过转筒侧壁的通孔流入液体腔，而eva固体被拦截在转筒的内腔内，以此实现解封试剂与eva固体的分离，液体腔内的液体可以重新注回反应腔内再次利用，有利于节省成本。

19、本发明的有益效果：在解封试剂的环境下结合热场和超声波场的作用对光伏层压件进行解封，eva胶膜的黏性可在短时间内大大减弱，光伏层压件的解封效率较高，耗能更少，并且解封过程中不会产生有毒废气污染环境，最终还可得到完整的玻璃板；解封装置可对光伏层压件进行切割、解封、刮除、清洗，有利于提高光伏层压件的解封效率；解封装置设置了固液分离机构，可对反应腔内的解封试剂进行固液分离处理，从而实现解封试剂的再次利用，更加节约解封成本。

技术特征：

1.一种用于光伏层压件的湿法解封方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于光伏层压件的湿法解封方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述解封试剂为n，n-二甲基乙酰胺。

3.根据权利要求2所述的用于光伏层压件的湿法解封方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述解封试剂的温度保持在150℃～160℃之间，光伏层压件在所述解封试剂内的反应时间在14分钟～16分钟之间。

4.根据权利要求1所述的用于光伏层压件的湿法解封方法，其特征在于，在所述步骤s2中，将光伏层压件放入所述反应池内之前，先将所述光伏层压件的背板分割成多块。

5.一种用于光伏层压件的湿法解封装置，应用于权利要求1至4任一所述的一种光伏层压件的湿法解封方法，其特征在于，包括机架总成和设置在所述机架总成上的反应机构，所述反应机构包括设有反应腔(101)的反应池(1)，所述反应腔的内壁上设有多个呈直线分布且均用于插设单块光伏层压件的第一卡槽(102)，所述反应腔(101)内还设有加热组件(2)和超声波发生组件(3)。

6.根据权利要求5所述的一种用于光伏层压件的湿法解封装置，其特征在于，所述反应腔(101)的内壁的相对两侧上均设有所述超声波发生组件(3)。

7.根据权利要求5所述的一种用于光伏层压件的湿法解封装置，其特征在于，所述反应机构还包括均与所述机架总成连接的第一传送带组件(4)、立板件(5)、第一支撑件(6)、第二支撑件(7)和第二传送带组件(8)；所述立板件(5)位于所述第一传送带组件(4)的出料端与所述反应池(1)之间，所述立板件(5)上设有弧形导向部(501)和用于插设单块光伏层压件的第二卡槽(502)，所述弧形导向部(501)从所述第一传送带组件(4)的出料端延伸至所述第二卡槽(502)的顶端；所述反应池(1)位于所述立板件(5)与所述第二传送带组件(8)的进料端之间；所述第一支撑件(6)和所述第二支撑件(7)通过横梁(9)连接，所述横梁(9)的两端分别位于所述第一传送带组件(4)和所述第二传送带组件(8)的上方，所述横梁(9)上设有滑动驱动组件(10)，所述滑动驱动组件(10)的动力输出端连接有上下伸缩组件(11)，所述滑动驱动组件(10)用于驱动所述上下伸缩组件(11)沿着所述横梁(9)滑动；所述上下伸缩组件(11)的动力输出端连接有用于夹持光伏层压件的夹持组件(12)。

8.根据权利要求7所述的一种用于光伏层压件的湿法解封装置，其特征在于，还包括与所述机架总成连接并且位于所述第一传送带组件(4)的进料端的预处理切割机构，所述预处理切割机构包括与所述机架总成连接的基座(13)，所述基座(13)上设置有用于固定光伏层压件的第一固定组件(14)、横向驱动组件(15)和纵向驱动组件(16)，所述横向驱动组件(15)的动力输出端连接有第一刀架(17)，所述第一刀架(17)底部设有多块呈直线分布且均用于切割光伏层压件的第一刀片(18)，所述第一刀片(18)的分布方向与所述横向驱动组件(15)的驱动方向相垂直；所述第二驱动组件的动力输出端连接有第二刀架(19)，所述第二刀架(19)底部设有多块呈直线分布且均用于切割光伏层压件的第二刀片(20)，所述第二刀片(20)的分布方向与所述纵向驱动组件(16)的驱动方向相垂直；所述横向驱动组件(15)的驱动方向与所述纵向驱动组件(16)的驱动方向相垂直。

9.根据权利要求8所述的一种用于光伏层压件的湿法解封装置，其特征在于，还包括与所述机架总成连接的清除机构，所述清除机构包括与所述机架总成连接的第三传送带组件(21)、刮除刀(22)和喷水器(23)，所述第三传送带组件(21)的传动带上设有用于固定光伏层压件的第二固定组件；所述刮除刀(22)位于所述第三传送带组件(21)的传送带上方，所述刮除刀(22)与所述第三传送带组件(21)的传动带之间形成用于供光伏层压件的玻璃板通过的通腔(2201)。

10.根据权利要求5至9任一所述的一种用于光伏层压件的湿法解封装置，其特征在于，还包括与所述机架总成连接的固液分离机构，所述固液分离机构包括外壳(24)、转筒(25)和旋转驱动机构(26)，所述转筒(25)的侧壁上设有多个通孔，所述转筒(25)位于所述外壳(24)的内部且与所述外壳(24)之间形成液体腔(2401)，所述转筒(25)的内腔通过所述通孔与所述液体腔(2401)连通，所述转筒(25)与所述外壳(24)转动连接；所述旋转驱动机构(26)用于驱动所述转筒(25)旋转。

技术总结
本发明涉及退役光伏层压件处理技术领域，更具体地，涉及一种用于光伏层压件的湿法解封方法及其装置。其中的解封方法包括以下步骤：S1：在反应池内设置加热组件和超声波发生组件，然后向反应池内注入解封试剂；S2：将光伏层压件放入反应池内且使光伏层压件被解封试剂浸没；S3：启动加热组件和超声波发生组件，让光伏层压件反应10分钟以上；S4：将光伏层压件的每个层结构相互分离。本发明克服了现有技术中解封光伏层压件的方法会产生大量有毒废气并且无法得到完整的玻璃板的不足，本发明在解封试剂的环境下结合热场和超声波场的作用对光伏层压件进行解封，耗能更少，并且解封过程中不会产生有毒废气污染环境，最终还可得到完整的玻璃板。

技术研发人员：阮菊俊,卢嘉华,王春沐,秦保家,朱洁
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23