晶体硅太阳能电池片资源化技术研究
通过对不同浓度下盐酸、硝酸、硝酸与氢氟酸的混酸在去除相应涂层时的脱除速率做对比,制作宏观浸出率曲线图,得出对废旧太阳能电池片进行资源化回收分步化学蚀刻的技术路线及技术参数,即室温下用体积分数为20%的HCl溶液,酸蚀30min清除表面铝涂层;室温下用体积分数为35%的HNO3溶液,酸蚀70min清除表面银栅;室温下用体积分数40%的硝酸和6%的HF组成的混酸,反应75min后去除氮化硅涂层并对晶硅初步抛光。对反应过程中重要的反应时间节点制作样品,进行SEM、EDS进行微观分析,进一步印证宏观浸出率曲线的真实状态。因回收太阳能电池片需经历450℃高温分离边框和电池片过程,所以在实际应用中得到的太阳能电池片均需经历高温过程。实验采用对太阳能电池片高温处理和不处理后进行分步化学蚀刻的方法对废晶体硅电池片资源化回收技术参数进行对比,分析高温处理后的太阳能电池片所受到的影响。实验结果发现,高温处理后的太阳能电池片上的铝层、导电银浆更易脱除,晶硅参杂层变得更易于活化,脱除更为容易。铝层经450℃高温处理半小时发生明显的氧化现象,致使结构疏松,更易于反应,反应终点提前至20min;高温处理后的电池片中的导电银浆大部分得到氧化,因此更容易脱除。该阶段反应终点时间缩短了40min;防反射层脱除过程中高温处理后的太阳能电池片p-n结脱除过程所需时间减短了15 min,因高温处理后,晶硅参杂层变得更易于活化,脱除更为容易。经过高温处理的太阳能电池片于最后一阶段处理时将会损失更多的硅含量。本技术研究考虑到在实际工业技术上的应用,采用了搅拌的方法来检测在动态过程中实验技术参数的差异,同时采用了处理液循环使用的方式来检测循环状态,对于铝层的剥离过程,在室温时,1:30的固液比,300r/min转速下,反应比静态过程提前结束5分钟,第二次循环反应比静态过程晚结束5分钟。第三次循环反应比静态过程晚结束40分钟。由于导电银浆在搅拌过程中更易脱落,实验结果显示三次循环过程硝酸浓度并没有明显的下降,反应终点比静止状态浸出反应结束时间早6min。搅拌脱落的残渣中基本无银含量,可以确定在银回收过程中,银基本全部回收。回收率达到99.58%。三次循环中,对于防反射层脱除的处理液中混酸浓度基本无太大变化,实验结果显示搅拌过程反应第二阶段时间出现缩短,比静态过程第二阶段反应即防反射层脱除过程反应时间缩短了23min,抛光过程时间缩短了15min。总过程结束时间为22min,晶硅回收率达到71.18%。
- 作者：
- 冯晋尧
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 曲丰作
- 中图分类号：
- TM914.41
- 关键词：
- 太阳能电池；盐酸；硝酸；氢氟酸；平行实验；浸出率；抛光；防反射层；搅拌
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