[发明专利]用于分离多层系统的分离介质、方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离介质，其用于分离多层系统特别是光伏模块（光伏组件）、电池或屏幕，以实现回收利用的目的。

进一步，本发明涉及用于分离多层系统尤其是光伏模块以实现回收利用目的的方法，所述方法包括用分离介质进行清洗。

同时，本发明涉及分离介质用于分离多层系统尤其是光伏模块以实现回收利用目的的用途。

最后，本发明涉及一种用于实施上述方法的设备。

背景技术

光伏模块等存在于多层系统中的物件，尤其是电子物件的日益增多的分布，更加需要合适的方法和材料来用于废物处理、尤其是用于回收利用废弃物件和它们的生产中产生的生产废料。处理和回收特别适用于能够循环利用的二次原料的制造。环境保护的问题也正扮演着日益重要的角色，其同样也不允许未对有问题的物件进行任何处理就将其丢弃。这些框架条件要求回收利用过程本身应当以尽可能环保和资源保护的方式进行。目前在用的上述方法和分离介质一方面是基于用于如晶体硅模块等硅厚膜模块的化学和热过程的应用，另一方面是基于用于回收薄膜模块或CdTe薄膜模块的机械和化学分离过程。

光伏模块一方面是基于硅片，所述硅片是通过乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的层压而被嵌入到两块玻璃板中，并装配上合适的框架，从而形成硅厚膜模块。其它形式的光伏电池或光伏模块是用薄层制得，所述薄层通过物理和/或化学气相沉积法被直接施加到玻璃板上。可以从市场上获得不同的薄膜电池种类，例如非晶硅、微晶硅、碲化镉、铜铟二硒和砷化镓。

因此，已知的方法是基于热分离的过程，即破坏EVA粘合剂，结合化学方法以净化所获得的硅片或原料硅。这些方法的缺点是高能耗且依据情况仅适用于薄膜模块。

另一种已知的方法实质上是基于硫酸和过氧化氢引起的侵蚀过程，该侵蚀过程致使多层系统的分离。该方法的缺点是：使用硫酸和过氧化氢这些物质是不环保的，且对侵蚀后的有用材料进行分离和集中可能需要更复杂昂贵的方法。

所有已知的方法的缺点是：由于使用酸来脱层，材料将被完全地溶解。因此，其缺点还在于需要有高能耗和耗费材料的方法例如电解，来将这些材料从所用的侵蚀溶液中分离出来，从而使它们可以进一步地被使用。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的目的是提供一种分离介质、方法、用途和设备，其能够以高回收率以及以过程相对较简单和尽可能环保的方式分离多层系统，尤其是光伏模块。

上述目的就所述分离介质而言，是以上述类型的分离介质来实现，其是纳米级分散体（dispersion）或所述纳米级分散体的前体。在本发明的范围中，将术语“纳米级分散体（dispersion）”用作总括的术语，其像微乳液（micro-emulsion）一样包含细乳液（mini-emulsion），是指稳定的、光学各向同性的分散体，该分散体包含两种不可混溶的组分并由至少一种两亲性组分来稳定。在本发明的范围中，纳米级分散体的前体，虽为上述意义上的分散体，但只含所述两种不可混溶的组分中的一种。通过向所述前体中添加所述缺失的组分，可由所述前体获得所述纳米级分散体。所述缺失的组分也可以在分离过程中从待处理的材料中获取。在本发明的分离介质的帮助下，通过减小已黏合和已涂覆材料的各相之间的界面张力而引起分离，可以对黏合物和涂层进行分离。在光伏模块中，本发明的分离介质，可以例如分离经常由EVA或其类似物形成的玻璃-玻璃黏合，或分离薄膜模块的贵金属涂层和/或半导体涂层。本发明所述的分离介质也可以用于分离其中存在类似于汽车挡风玻璃的由PVB（聚乙烯醇缩丁醛）膜进行玻璃-玻璃连接的光伏模块。本发明所述的纳米级分散体的优势是能够以低廉的成本制得。它们还能够几乎无损耗地分离和回收有价值的材料，然后将其开发利用。在使用之后，可以有利地对本发明所述的纳米级散体进行处理和再利用。在已知的以侵蚀为特征的方法中，可回收利用的物质被溶解，与已知方法完全不同，使用所述分离介质能够使有价值的材料以面的形式（即宏观单元）脱落，然后通过简单过滤进行分离。因此，使用本发明所述的材料混合物作为分离介质不会引起化学分解，而是会使结合面上的各层小部分地（例如以叶片状或条状）脱落。这种情况下可以将金属或半导体或石墨薄层从如玻璃或金属等衬底承载层（carrier layer）中脱去。由两层或两层以上的薄的单层构成的已结合的薄层也可以被分离成它们各自的单层。几乎没有明显的材料损失，且不同材料的级分（fractions）可以在随后的分离阶段从沉积物或悬浮物中分离出。