中温热处理耦合硫酸炭化分离太阳能电池板中EVA的研究

焦月潭，陈钦，Montaser A.M.Alzaky，王曦，李登新

(东华大学 环境科学与工程学院，上海 201620)

据统计，到2030年废弃的光伏组件能够产生 145万t 碳钢、17万t铜、26万t铝及5万t硅等[1-4]。从环保和经济效益方面考虑，必须对废弃的晶体硅太阳能电池板进行回收再利用，而去除其封装材料乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)是回收的关键。去除EVA主要有有机溶剂法、高温法等。有机溶剂法通常选取苯、甲苯、邻二氯苯等作为浸取剂，可在2～10 d去除EVA，处理时间较长，还存在有机废液难处理等问题[4-10]。高温法可在480～600 ℃条件下30 min～1 h完成对EVA的处理，但能耗高、易造成二次污染[8-13]。若能剥离太阳能电池背板，使EVA裸露，可大大缩短EVA的处理时间。本文采用中温热处理耦合浓硫酸炭化法，探究了EVA的热学性能及不同条件下浓硫酸对EVA的炭化效果，为后续的规模化生产提供理论依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

废弃太阳能电池板，主要由盖板玻璃、EVA粘结剂、太阳能硅晶片和背板五层结构组成，见图1；浓硫酸(98%)，分析纯；EVA薄膜，工业一等品；载玻片(25 mm×20 mm×1 mm)。

图1 太阳能电池板基本结构Fig.1 Basic structure of solar panel

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器；DHG-9023A电热恒温鼓风干燥箱；TGA8000热重分析仪；DSC8500差示扫描量热仪。

1.2 实验方法

使用实际样品进行TPT的背板去除实验。玻璃一面朝下，200 ℃加热3～5 min，EVA发生软化，将TPT背板剥离，EVA完全裸露，后续EVA的去除实验可用模拟组件代替实际电池片进行实验。

将EVA薄膜裁剪成盖玻片大小(25 mm×20 mm×1 mm)，两者放置在155 ℃烘箱中加热 30 min[8]，完成交联反应，模拟样品示意图见图2，以此替代电池板进行EVA的去除实验。

图2 去除TPT背板后的模拟试验样……