權(quán)利要求書: 1.一種利用
太陽能電池廢舊玻璃提純
多晶硅廢料的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:(1)獲取晶硅廢料備用;
(2)將廢舊太陽能電池組件破碎剝離,獲得玻璃碎渣;
(3)將玻璃碎渣與輔料混勻得到精煉渣;
(4)將晶硅廢料和精煉渣按照一定質(zhì)量比放入坩堝中,精煉渣與晶硅廢料的質(zhì)量比為
1?10:1;
(5)將盛有晶硅廢料和精煉渣的坩堝放入高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐工作溫度為1450?1700℃,保溫0.5?5h,進(jìn)行保溫精煉1?5次,隨后分離硅渣兩相;
所述步驟(3)中,所述輔料為氧化鈣、二氧化硅和氟化鈣。
2.根據(jù)權(quán)要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟(2)中玻璃碎渣的直徑為0.6?1mm。
3.根據(jù)權(quán)要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟(3)中,精煉渣中玻璃占比為50?
95%。
4.根據(jù)權(quán)要求1所述的方法,其特征在于,每次保溫精煉結(jié)束后,將渣傾倒掉,同時(shí)放入新配制的精煉渣,繼續(xù)進(jìn)行保溫精煉。
5.根據(jù)權(quán)要求1所述的方法,其特征在于,保溫精煉過程在空氣氣氛下進(jìn)行。
說明書: 一種利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于太陽能廢棄組件回收利用領(lǐng)域,具體涉及一種利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法。背景技術(shù)[0002] 近年來,隨著新能源行業(yè)不斷發(fā)展,太陽能組件需求與比重越來越大,隨之產(chǎn)生大量晶硅廢料和廢舊太陽能電池組件。[0003] 太陽能電池組件使用壽命為20年,但實(shí)際使用壽命僅為10年左右。隨著最早一批太陽能電池組件的逐步退役,針對(duì)太陽能電池組件的回收再利用技術(shù)亟待開發(fā)。晶體硅太陽能電池組件的主要組成有:鋁框、玻璃,EA封裝膠膜,TPT背板、接線器、硅基太陽能
電池片。其中,鋁框和接線器可通過機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)備去除回收,技術(shù)較為成熟。而剩下的材料尚未得到有效利用,特別是玻璃這種材料,占報(bào)廢太陽能電池組件70%,直接丟棄會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)。因此,有必要針對(duì)這些失效的電池組件予以處理,將各部件材料回收后予以重新利用。[0004] 太陽能電池產(chǎn)業(yè)制造中,主要的硅廢料包括鑄錠廢料和晶硅切片過程中產(chǎn)生的晶硅切削廢料。制備太陽能級(jí)多晶硅的鑄錠過程中,鑄錠的出成率僅為70%,由于頂部、底部和四周的雜質(zhì)含量過高,大多數(shù)工廠直接棄用這部分邊皮料,最終成為廢棄物。在多線切割法生產(chǎn)多晶硅片過程中,至少會(huì)造成40%以上的硅粉與碳化硅磨料混雜形成切割廢料,這些切割廢料目前基本上處于堆放或低價(jià)值利用狀態(tài)。硅廢料包含Al等金屬雜質(zhì)和碳化硅、氮化硅等夾雜物。因此,選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǚ蛛xSiC等夾雜物對(duì)于回收、提純太陽能電池廢硅料至關(guān)重要的。[0005] 目前針對(duì)
光伏組件中的廢舊玻璃和晶硅廢料尚未有明確且有效的循環(huán)再利用手段。針對(duì)晶硅廢料提純工業(yè)技術(shù)尚不成熟,對(duì)于廢舊玻璃的回收處理手段匱乏,所以常規(guī)做法都是直接廢棄,但會(huì)造成其中可利用材料的損失,從而導(dǎo)致資源浪費(fèi)和加重環(huán)境負(fù)擔(dān)。另一方面,針對(duì)多晶硅尾料中碳化硅、氮化硅等硬質(zhì)夾雜,新興的造渣精煉法取得了一定效果,但使用渣劑量大,給廢料回收增加了成本。因此選擇成本低廉、高效的的新型渣劑進(jìn)行硅廢料回收是當(dāng)前重要的研究方向之一。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明提供一種利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法,將廢舊玻璃作為精煉渣使用,操作簡單,過程無污染物產(chǎn)生。玻璃精煉渣熔點(diǎn)低、粘度小,不僅與夾雜物潤濕性好,還與Al等雜質(zhì)親和力強(qiáng),因此可以有效去除晶硅廢料中的夾雜物和金屬雜質(zhì)。[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:[0008] 一種利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法,所述方法包括以下步驟:[0009] (1)獲取晶硅廢料備用;[0010] (2)將廢舊太陽能電池組件破碎剝離,獲得玻璃碎渣;[0011] (3)將玻璃碎渣與輔料混勻得到精煉渣;[0012] (4)將晶硅廢料和精煉渣按照一定質(zhì)量比放入坩堝中,精煉渣與晶硅廢料的質(zhì)量比為1?10:1;[0013] (5)將盛有晶硅廢料和精煉渣的坩堝放入高溫爐內(nèi),設(shè)置高溫爐工作溫度為1450?1700℃,保溫0.5?5h,進(jìn)行保溫精煉1?5次,隨后分離硅渣兩相。
[0014] 上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述步驟(2)中玻璃碎渣的直徑為0.6?1mm。[0015] 上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述步驟(3)中,精煉渣中玻璃占比為50?95%。[0016] 上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,所述步驟(3)中,所述輔料包括氟化物、氯化物和氧化物中的一種或幾種。[0017] 上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,每次保溫精煉結(jié)束后,將渣傾倒掉,同時(shí)放入新配制的精煉渣,繼續(xù)進(jìn)行保溫精煉。[0018] 上述技術(shù)方案中,進(jìn)一步地,保溫精煉過程中在空氣氣氛下進(jìn)行。[0019] 本發(fā)明將太陽能電池組件中廢棄玻璃與輔料組成精煉渣,在高溫作用下將晶硅廢料與精煉渣共熔,利用精煉渣與非金屬夾雜物之間良好的潤濕性以及精煉渣中氧與鋁等雜質(zhì)之間良好的親和力,使用精煉渣去除晶硅廢料中的夾雜物和金屬雜質(zhì),最終通過渣硅分離獲得高純的晶硅材料,一步即可實(shí)現(xiàn)晶硅廢料與太陽能電池組件廢舊玻璃的回收再利用。該方法成本低廉,夾雜物和金屬雜質(zhì)的去除效率高,過程無污染,同時(shí)分離后的精煉渣劑還可作為玻璃、大理石等的原料再生產(chǎn),增加了技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。[0020] 本發(fā)明的有益效果為:[0021] 傳統(tǒng)的造渣精煉多用于去除Al、Mg、Ba、Ca、B、P等雜質(zhì),后續(xù)仍須定向凝固手段去除非金屬夾雜物,并且傳統(tǒng)造渣手段需要配制渣劑用以造渣精煉,渣劑熔點(diǎn)高、粘度大,分離效果有限;而本發(fā)明的方法可以直接利用廢棄的玻璃碎渣作為精煉渣主要成分,操作方便,大大提高了非金屬夾雜物的去除率,改善多晶硅品質(zhì),本發(fā)明方法提純后硅純度為2N?6N,其中夾雜物低于1%,其次,渣劑的選擇也實(shí)現(xiàn)了太陽能電池組件廢物再利用,極大地降低了回收成本。
[0022] 本發(fā)明是一種低成本、環(huán)境友好的生產(chǎn)方法,屬于節(jié)能、環(huán)保的綠色制造技術(shù)。該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用和推廣,可提高企業(yè)的市場(chǎng)競爭力,保護(hù)環(huán)境。附圖說明[0023] 圖1為本發(fā)明利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法的流程圖。具體實(shí)施方式[0024] 以下實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明,但不以任何方式限制本發(fā)明。[0025] 實(shí)施例1[0026] (1)取6kg硅屑備用;[0027] (2)將廢舊太陽能電池組件破碎剝離,處理后得到10kg玻璃碎渣,與2kg由質(zhì)量百分比為45%的氧化鈣、45%的二氧化硅和10%的氟化鈣組成的輔料混勻得到精煉渣;[0028] (3)將上述硅屑和精煉渣放入
氧化鋁坩堝中;[0029] (4)坩堝放入感應(yīng)爐爐腔中心位置,保證坩堝受熱均勻,同時(shí)利用電磁作用提高非金屬夾雜物的遷移效果;[0030] (5)設(shè)置感應(yīng)爐工作參數(shù),工作溫度1600℃,保溫時(shí)間2h,保溫過程在空氣氣氛中進(jìn)行,進(jìn)行第一次保溫精煉;[0031] (6)保溫結(jié)束后,高溫下將坩堝中渣硅混合熔體向爐外水冷銅坩堝中傾倒,倒出渣熔體,繼續(xù)向硅熔體中加入新的精煉渣進(jìn)行第二次保溫精煉,高溫下連續(xù)作業(yè);[0032] (7)第二次精煉結(jié)束后,高溫下倒出渣熔體實(shí)現(xiàn)硅渣分離,將提純后的硅作為后續(xù)工藝生產(chǎn)的原料,精煉渣劑用于玻璃等的工業(yè)生產(chǎn)。[0033] 經(jīng)實(shí)施例1的方法提純后的多晶硅純度達(dá)到99.99%。[0034] 實(shí)施例2[0035] (1)取6kg硅屑備用;[0036] (2)將廢舊太陽能電池組件破碎剝離,處理后得到10kg玻璃碎渣,與2kg由質(zhì)量百分比為45%的氧化鈣、45%的二氧化硅和10%的氟化鈣組成的輔料混勻得到精煉渣;[0037] (3)將上述硅屑和精煉渣放入氧化鋁坩堝中;[0038] (4)將坩堝放入馬弗爐爐腔中心位置,保證坩堝受熱均勻;[0039] (5)設(shè)置馬弗爐工作參數(shù),工作溫度1600℃,保溫時(shí)間2h,保溫過程在空氣氣氛中進(jìn)行,進(jìn)行第一次保溫精煉;[0040] (6)保溫結(jié)束后,高溫下將坩堝中渣硅混合熔體向爐外水冷銅坩堝中傾倒,倒出渣熔體,繼續(xù)向硅熔體中加入新的精煉渣進(jìn)行第二次精煉,高溫下連續(xù)作業(yè);[0041] (7)第二次精煉結(jié)束后,高溫下倒出渣熔體實(shí)現(xiàn)硅渣分離,將提純后的硅作為后續(xù)工藝生產(chǎn)的原料,精煉渣劑用于玻璃等的工業(yè)生產(chǎn)。[0042] 以上實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選施例,并非對(duì)于實(shí)施方式的限定。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
聲明:
“利用太陽能電池廢舊玻璃提純多晶硅廢料的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)