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团体标准
T/CPIA 0086—2024
废弃光伏组件回收利用电池片处理方法湿化学法
Waste Photovoltaic(PV) module recycling—Treatment method of cells—Wet chemical method
2024 - 08 - 30 发布2024 - 09 - 15 实施
中国光伏行业协会 发布
目次
前言................................................................................. III
1 范围................................................................................ 1
2 规范性引用文件...................................................................... 1
3 术语和定义.......................................................................... 1
4 基本原则............................................................................ 2
5 湿化学法回收处理电池片.............................................................. 2
5.1 要求............................................................................ 2
5.2 预处理.......................................................................... 2
5.2 电池片中的材料回收.............................................................. 2
6 回收处理企业的要求.................................................................. 3
附录A(规范性) 电池片结构............................................................4
A.1 概述............................................................................ 4
A.2 分类............................................................................ 4
A.3 电池片结构示意图................................................................ 4
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III
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出。
本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。
本文件起草单位:天合光能股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、天合光能(义乌)科技有限
公司、河海大学、长沙矿冶研究院、常州工学院、中山大学、常州瑞赛环保科技有限公司、清华大学、中
国标准化研究院、格林美股份有限公司。
本文件主要起草人:许贵军、郑小凡、庄天奇、王乐、裴会川、沈军林、丁坤、张建文、王书博、阮
菊俊、庄虎梁、徐明、么新、高东峰、郭苗苗。
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废弃光伏组件回收利用电池片处理方法湿化学法
1 范围
本文件规定了湿化学法回收处理晶体硅电池片(以下简称“电池片”)的技术方法和要求,包括基本
原则、湿化学法回收处理电池片、回收处理企业的要求等。
本文件适用于废弃光伏组件、组件和电池片生产过程中的废弃电池片的湿化学法处理。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文
件。
GB 8978 污水综合排放标准
GB 12348—2008 工业企业厂界环境噪声排放标准
GB 16297 大气污染物综合排放标准
GB/T 20861—2007 废弃产品回收利用术语
GB 30770 锡、锑、汞工业污染物排放标准
GB/T 32812 金属加工液有害物质的限量要求和测定方法
GB/T 39753 光伏组件回收再利用通用技术要求
T/CPIA 0002—2022 晶体硅光伏组件回收再利用通用技术要求
3 术语和定义
GB/T 20861—2007、T/CPIA 0002—2022界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
废弃光伏组件wasted photovoltaic module
在生产、运输、销售、使用过程中产生的光伏组件不合格品、报废产品等。
[来源:GB/T 39753—2021,3.1,有修改]
3.2
收集collection
废弃光伏组件的聚集、分类和整理的过程。
[来源:GB/T 20861—2007,2.4,有修改]
3.3
层压件laminate
未安装引出线和边框但已完成电池封装的组合体或废弃光伏组件拆除接线盒、边框后的组合体。
注:对于无边框组件是指未安装引出端已完成电池封装的组合体。
[来源:GB/T 39753—2021,3.12,有修改]
3.4
银silver
电池片的银浆。
注:主要分布于电池片的表面,其主要作用为金属互联、收集电流。
3.5
铝aluminum
电池片的铝浆。
注:主要分布于电池片的表面,其主要作用为提高电池片的光吸收利用率、钝化等,以增强电池片的电性能。
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3.6
利用utilize
从固体废物中提取物质作为原材料的活动。
4 基本原则
4.1 废弃光伏组件、层压件及电池片等不应直接填埋或焚烧,应按照相应法律法规要求进行处置。
4.2 湿化学法处理电池片过程中涉及的化学试剂、废水(含金属和非金属等)的排放,应符合GB 8978、
GB 30770、GB/T 32812 的相关规定;废气的排放,应符合GB 16297 的相关规定;废渣的排放应符合相关
法律法规的规定,减少对人体的影响和减轻环境污染。
4.3 湿化学法处理过程中,在能达到相近的分离提纯效果的前提下,应优先使用环境友好型试剂,避免
或减少强酸、强碱溶液的使用。
4.4 湿化学法处理过程中,回收处理企业应进行电池片中主要元素的分离提纯(例:银、铝、硅),其
他企业、机构等可根据生产实际需求,进行电池片中相应元素的分离提纯。若生产实际需求仅分离提纯某
一种或两种元素,处理后的其余材料,应交由具备处理能力的企业或机构进行统一处理,不能随意丢弃、
填埋等。
5 湿化学法回收处理电池片
5.1 要求
废弃电池片的来源包含废弃光伏组件、废弃电池片两种类型。其中,从废弃光伏组件中获取电池片,
应首先按照本文件5.2的有关规定进行预处理,再按照本文件5.3的有关规定进行电池片的湿化学法处理。
对于纯电池片,可直接按照本文件5.3的有关规定进行电池片的湿化学法处理。本文件适用的电池片类型
和结构参见附录A。
5.2 预处理
废弃光伏组件的预处理,应包括去除接线盒及线缆、拆除边框和分离层压件。分离层压件应采用化学
法处理以获取电池片。化学法分离层压件应采用低毒环保试剂,宜采用有机试剂碳酸二甲酯或碳酸二甲酯
与醋酸异丙酯的混合溶液。采用有机溶剂浸泡层压件时,处理温度为50 ℃~90 ℃,搅拌时间为0.5 h~4 h,
料液比为100 g/L~250 g/L。处理后剩余有机试剂应过滤后再循环用于层压件的浸泡分离。
采用化学法分离层压件得到的玻璃、背板应进行再利用,得到的胶膜与电池片的夹层,宜采用热处理
法(温度500 ℃~600 ℃),即热解方式进行胶膜的碳化去除和获取电池片。热处理过程中产生的污染物
含量及排放标准,应符合GB 16297的相关要求,热处理后获得的涂锡带应收集后进行再利用,获得的电池
片应进行后续的湿化学法处理。
5.3 电池片中的材料回收
5.3.1 一般规定
电池片中的材料回收一般要求应符合下列条件:
a) 化学反应的设备应具备密封性良好的性能,对于化学反应过程中产生的有害气体,应及时处理,
人员操作过程中应注意安全防护;
b) 反应结束后应对固液混合物进行分离处理,分离后的电池片应采用纯水或去离子水清洗,进行后
续的分离提纯操作,清洗时宜辅以超声清洗实现更好的清洗效果;
c) 产生的废弃化学溶液,应由具备环保资质的企业或机构集中处理或循环利用。
5.3.2 铝
电池片如果含有铝,则需进行铝的去除,处理的方式涉及常温条件下酸溶液、碱溶液的使用,酸溶液
包含盐酸、硝酸等,碱溶液包含氢氧化钠溶液等,其它实现浸出铝的试剂也可使用。
提纯的铝纯度应达到GB/T 39753要求,铝纯度不小于80 %,并可实现铝的二次利用。
首选不选择浸出铝,应按照本文件5.3.3的有关规定进行银的去除。
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5.3.3 银
电池片如果含有银,则需进行银的去除,处理的方式涉及常温条件下酸溶液、中性试剂、还原剂等化
学试剂的使用。酸溶液包含硝酸等,中性溶液包含氯化钠溶液等,还原剂包含氨水、水合肼、锌等,其它
实现浸出银及还原的试剂也可使用。采用硝酸进行处理时,硝酸浓度为20 %~30 %,反应温度40 ℃~60 ℃。
从硝酸银溶液中提取含银物质,宜采用沉淀法或还原法等方式。
注:提纯的银纯度应不小于90 %,并可实现银的二次利用。
5.3.4 硅
电池片浸出铝和银后,剩余部分如果含有铝硅合金层,宜常温条件下使用碱性溶液浸出铝硅合金层。
电池片的镀膜层包含氮化硅减反射层、氧化铝等,浸出镀膜层通常采用酸性试剂,如:氢氟酸溶液、
或硝酸和氢氟酸的混合溶液等浸泡去除。条件主要为常温,处理的方式宜在常温条件下使用硝酸和氢氟酸
的混合溶液(质量百分浓度26 %~33 %的硝酸和质量百分浓度3 %~5 %的氢氟酸的混合酸溶液),反应过程
中宜采用超声(频率53 kHz)条件。
电池片的扩散层,宜采用碱性试剂,如常温条件下使用氢氧化钠溶液浸泡去除。
电池片的表面杂质元素,如铁元素,可在常温条件下使用混酸或某一种酸性试剂浸泡去除。混酸溶液
可为氢氟酸、硝酸的混合溶液等,单独酸性试剂可为盐酸等。
电池片的铝硅合金层、镀膜层、扩散层等,可直接采用硝酸和氢氟酸的混合溶液进行铝硅合金层、镀
膜层、扩散层等的去除。后续应将混合溶液处理后的电池片置于碱性试剂中超声浸泡。
电池片经湿化学法处理后所得的硅片,宜采用ICP-MS或GDMS测试纯度。硅片的纯度等级应与GB/T 12963、
GB/T 25074、GB/T 35307的技术指标对照,符合相应技术指标的硅片应作为电子级多晶硅、太阳能级多晶
硅、颗粒硅等使用。
6 回收处理对企业的要求
进行回收处理的企业应具备相关资质,且包括但不限于以下要求:
a) 回收处理企业应建立记录制度,记录的信息包含来源、尺寸、版型、重量、电池片的尺寸、主栅
数量、单面或双面等产品信息,以及从固体废物中提取的物质纯度,如银、铝、硅;
b) 回收处理企业记录的废弃光伏组件、电池片处理的信息、污染物排放监测记录及其它相关记录应
保存3 年以上,并接受当地相关部门检查;
c) 回收处理企业应对厂界噪声定期进行监测,并符合GB 12348—2008 的4.1 规定;
d) 回收处理企业应制定突发事件的处理程序,有完整的防护装备和措施,操作应遵守国家相关的职
业安全卫生法规或标准;
e) 新上岗操作人员应进行严格的岗前培训,或在技术部门人员的指导下进行操作,熟悉化学品的特
性,遵守生产安全守则,并掌握必要的防护措施;
f) 回收处理企业应具备相应的环保设施,包括:废水处理、废气处理、废渣处理及降低噪声等装置,
并且污染物的排放应达到国家相关污染物排放控制标准。
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附录A
(规范性)
电池片结构
A.1 概述
本附录给出了电池片结构示意图。
A.2 分类
按电池片的结构,将电池片做如下分类:
a) BSF 电池片;
b) PERC 电池片;
c) TOPCon 电池片。
A.3 电池片结构示意图
BSF、PERC、TOPCon电池片的典型结构如图A.1所示。
图A.1 电池片典型结构示意图
注:BSF、PERC、TOPCon电池片的湿化学法处理,均可参照本文件施行。
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