廢太陽電池處理

太 陽 電 池 由 圖 3.2 可 知 其 結 構 ， 以 矽 晶 材 為 主 的 矽 晶 矽 太 陽 電 池 ， 所 佔 體 積 比 例 少 但 價 值 高 ， 回 收 再 製 其 能 源 與 經 濟 效 益 高 。 太 陽 電 池 有 一 般 型 與 應 用 在 建 築 物 上 的 半 透 光 型 ， 一 般 型 固 定 在 太 陽 能 機 座 上 ， 為 增 加 其 效 益 採 用 杜 邦 的 Tedlar， 而 半 透 光 型 則 是 兩 面 透 光 度 佳 的 玻 璃 ， 大 都 與 建 築 物 結 合 ， 但 在 處 理 上 並 無 太 大 的 差 異 。

Tedlar中 文 為 聚 氟 乙 烯 ， 是 杜 邦 公 司 研 究 出 來 的 材 料 ， 由 物 質 安 全 資 料 表 （ Material Safety Data Sheet， MSDS） 得 知 ， 其 物 理 性 質 為 ： 密 度 1.38、不 溶 於 水、無 色 無 味、燃 燒 產 生 一 氧 化 碳 與 氟 化 氫，對 人 體 無 傷 害 。 對 日 照 、 化 學 溶 劑 、 酸 鹼 腐 蝕 、 濕 氣 和 氧 化 作 用 的 抵 抗 力 和 耐 久 性 高 。 從 零 下 70 度 到 110 度 ， TEDLAR均 可 保 證 優 異 的 性 能 ， 瞬 間 溫 度 峰 值 最 高 到 200 度 亦 不 會 對 其 造 成 破 壞 。 最 高 使 用 溫 度 為 120℃ ， 具 有 氟 樹 脂 中 最 高 的 拉 伸 強 度 和 最 低 的 氣 體 透 過 係 數，在 大 氣 中 使 用 壽 命 長 達 25 年，是 一 種 極 優 的 耐 老 化 材 料 。

EVA 中 文 為 乙 烯 基 醋 酸，產 品 透 光 率 大 於 90%，粘 接 強 度 大 於 20N/㎝ ， 耐 紫 外 老 化 與 環 境 老 化 。 為 無 色 透 明 易 燃 ， 輕 微 酯 類 的 特 殊 氣 味 ， 密 度 0.93g/㎝ ， 分 解 溫 度 約 在 400℃ 左 右 ， 無 色 可 燃 性 液 體 ， 有 強 烈 氣 味 ， 其 蒸 汽 對 眼 有 刺 激 性 ， 自 燃 溫 度 300℃ 。 使 用 在 太 陽 電 池 的 低 鐵 質 玻 璃 ， 有 良 好 透 光 性 與 支 撐 保 護 ， 使 用 壽 命 長 等 優 點 。

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廢 太 陽 電 池 發 電 模 組 回 收 拆 卸 ， 去 除 外 框 鋼 支 撐 架 ， 剩 下 太 陽 電 池 模 組 。 回 收 太 陽 電 池 由 各 種 處 理 方 式（ 化 學 的 ， 機 械 的 ， 熱 學 的 ）， 以 評 估 其 處 理 效 益 ， 將 協 助 建 立 模 組 回 收 的 基 本 要 求 。 回 收 太 陽 電 池 是 去 除 矽 晶 片 以 外 的 物 質 與 結 構 ， 如 金 屬 導 線 、 接 點 上 的 錫 鉛 焊 點 、 鋁 質 材 料 與 抗 反 射 層 等 物 質，以 返 還 原 始 的 太 陽 電 池 的 裸 晶 片，其 流 程 示 意 如 圖 4. 10 所 示 ，

圖 4.10 回 收 流 程 示 意 圖 本 研 究 試 研 擬 其 回 收 處 理 流 程 與 技 術 。

由 電 池 結 構 圖 可 知 ， 以 一 般 型 為 例 其 厚 度 約 在 4.33 ㎜ ， 太 陽 電 池 晶 片 厚 度 約 佔 總 體 積 約 8-10％，處 理 時 需 將 EVA、玻 璃 與 Tedlar 去 除，才 能 回 收 電 池 晶 片 。 處 理 第 一 步 驟 均 是 將 EVA 去 除 ， 由 文 獻 探 討 日 德 兩 國 分 別 使 用 使 用 化 學 與 加 熱 方 式 處 理 EVA， 使 太 陽 電 池 與 玻 璃 分 離 。 日 採 用 化 學 方 式 分 離 EVA， 優 點 在 於 EVA 溶 於 液 體 無 殘 渣 產 生 ， 可 直 接 分 離 玻 璃 與 太 陽 電 池 ， 而 電 池 無 破 壞 ， 缺 點 是 其 廢 液 須 加 以 再 處 理 ； 德 則 採 用 加 熱 氣 化 EVA，優 點 在 於 無 廢 液 處 理 問 題，缺 點 是 氣 化 有 殘 渣 與 廢 氣 產 生，與 溫 度 升 高 造 成 玻 璃 下 墬 沾 黏 現 象 ， 須 建 置 廢 氣 處 理 設 施 與 需 人 工 去 除 殘 渣 ， 始 得 太 陽 電 池 。 本 文 則 試 研 擬 物 理 方 式 將 EVA 分 離 ， 物 理 方 式 分 離 廢 棄 物 其 成 本 較 低 ， 以 產 生 效 益 。

太 陽 電 池厚 度約 為 350~200μ m， 由 圖 3.2 結 構 圖 了 解 ， 其 EVA 其 厚 度 約 與 電 池 相 同，運 用 切 割 晶 棒 與 晶 磚 的 砂 輪，其 切 割 砂 輪 厚 度 約 為 100~300 μ m，故 使 用 砂 輪 切 割 EVA，可 分 離 玻 璃 與 太 陽 電 池，因 EVA 厚 度 較 砂 輪 厚 ， 以 EVA 為 刀 具 切 削 路 徑 ， 使 EVA 成 為 消 耗 品 ， 故 切 割 晶 圓 設 備 亦 可 成 為 物 理 處 理 的 設 備 。 因 設 備 同 屬 於 晶 圓 製 造 上 游 ， 其 切 割 技 術 也 相 當 成 熟 ， 而 回 收 所 得 太 陽 電 池 矽 料 ， 除 可 增 加 原 料 來 源 外 ， 若 採 此 方 式 回 收 將 毋 須 設 置 專 業 處 理 廢 太 陽 電 池 廠 ， 與 前 節 廢 太 陽 電 池 拆 解 後 ， 交 由 專 業 處 理 廠 回 收 廢 太 陽 電 池 不 同，晶 圓 切 割 廠 可 從 事 此 業 務，使 成 本 有 效 降 低 獲 利 增 加，

見 圖 4.11 之 廢 太 陽 電 池 回 收 流 程 示 意 圖 。

切 割 分 離 後 剩 玻 璃 與 太 陽 電 池 晶 片 ， 經 人 工 分 離 出 太 陽 電 池 晶 片 與 玻 璃 ， 太 陽 電 池 晶 片 表 面 有 銀 導 線 、 焊 接 點 與 反 射 層 ， 背 面 則 有 導 線 與 鋁 塗

圖 4.11 廢 太 陽 電 池 回 收 流 程 示 意 圖 資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理

層，其 厚 度 薄 用 化 學 方 式 去 除 效 率 較 高，故 對 太 陽 電 池 晶 片 進 行 化 學 酸 洗，

可 將 廢 太 陽 電 池 晶 片 表 面 所 鍍 的 物 質 去 除 ， 去 除 後 成 為 可 再 使 用 的 裸 晶 圓 。 分 離 的 錫 鉛 合 金 與 金 屬 導 線 等 ， 因 鉛 危 害 大 須 分 離 回 收 ， 廢 錫 鉛 合 金 中 的 鉛 分 離 後 ， 廢 錫 可 再 製 成 為 錫 原 料 來 源 。

酸 洗 後 的 廢 液 含 有 銀 離 子 等 金 屬 存 在 ， 其 廢 液 價 值 高 ， 可 回 收 析 出 銀 與 其 他 金 屬，透 過 離 子 交 換 樹 脂 將 銀 離 子 吸 附，再 回 收 交 換 樹 脂 進 行 處 理，

回 收 可 得 價 值 高 的 銀 金 屬 。 低 鐵 玻 璃 其 透 光 性 佳 、 污 染 少 可 再 利 用 性 高 ， 在 使 用 過 程 中 不 因 風 吹 日 曬 而 發 生 變 化 ， 使 用 目 的 單 純 ， 其 用 途 是 給 予 太 陽 電 池 良 好 支 撐 與 包 覆 ， 經 回 收 重 製 後 可 直 接 再 次 使 用 ， 在 處 理 回 收 上 較 有 色 玻 璃 來 的 佳 ， 應 用 範 圍 廣 泛 回 收 價 值 也 較 高 。

經 過 酸 洗 除 去 表 面 的 廢 太 陽 電 池 ， 已 成 為 單 純 的 廢 晶 圓 ， 表 面 並 無 其 他 雜 質 存 在 ， 可 再 將 廢 晶 圓 熔 融 或 直 接 進 行 再 製 。 經 過 熔 融 過 程 的 再 生 晶

圓 ， 可 因 太 陽 能 電 池 技 術 不 斷 進 步 ， 回 收 再 製 的 太 陽 電 池 可 用 較 進 步 的 技 術 ， 使 發 電 效 率 較 原 生 電 池 佳 ， 重 製 的 電 池 甚 至 比 原 來 的 電 池 價 值 還 高 ； 採 直 接 再 製 者 基 材 受 限 等 原 因 ， 其 效 率 較 再 熔 融 差 。 回 收 再 製 對 所 有 參 與 者 都 有 吸 引 力 ， 如 提 供 回 收 廢 太 陽 電 池 模 組 廠 商 ， 對 未 受 破 壞 的 電 池 回 收 程 序 少 價 值 高；而 購 買 再 生 太 陽 電 池 的 客 戶，其 新 品 成 本 較 低 與 品 質 較 佳，

使 雙 方 均 有 利 可 圖 ， 經 濟 價 值 高 。

廢 太 陽 電 池 回 收 再 生 價 值 高 ， 由 以 上 再 生 方 案 研 擬 知 ， 回 收 是 有 利 可 圖，回 收 的 效 益 較 廢 棄 的 成 本 來 的 高，使 廢 棄 所 帶 來 的 環 境 影 響 減 到 最 低，

值 得 努 力 開 發 研 究 回 收 技 術 。