(57)【要約】【課題】簡単な構造で小型化が可能であり、太陽電池パネルを分解し、かつ分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能な太陽電池パネルの分解装置を提供すること。【解決手段】太陽電池パネルの分解装置２０は、太陽電池パネル１を加熱分解する加熱室２１、加熱室２１に外部から空気を取り入れる供給口２２及び加熱室２１の分解ガスを排出する排出口２３を有する加熱炉２４と、排出口２３に接続されて加熱室２１の太陽電池パネル１を加熱分解したときに発生する分解ガスを吸引し外部に排出する排気筒２５と、排気筒２５の先端部に配置される吸引装置２６とを有する。排気筒２６の内部には、複数の通気孔３５が設けられた触媒ブロック２７が積層配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板、複数の太陽電池セル、前記複数の太陽電池セル間を電気的に接続するインターコネクタ、充填材及びバックシートから構成される太陽電池パネルの分解装置であって、
前記太陽電池パネルを加熱分解する加熱室、前記加熱室に外部から空気を供給する供給口及び前記太陽電池パネルを加熱分解したときに発生する分解ガスを外部に排出する排出口を有する加熱炉と、
前記排出口に接続されて前記分解ガスを外部に排出する排気筒と
前記排気筒の先端部に配置される吸引装置と、
を有し、
前記排気筒の内部には、複数の通気孔が設けられた触媒ブロックが積層配置されている、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の分解装置において、
前記加熱室及び前記排気筒の内部には温度センサが配置されており、
前記温度センサの測定値に基づき前記供給口から供給される空気量、前記加熱室及び前記排気筒の温度を制御する制御部をさらに有している、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の太陽電池パネルの分解装置において、
前記排気筒の外周には、前記排気筒内の温度を制御する温度調整器がさらに配置されている、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解装置。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池パネルの分解装置において、
前記触媒ブロックは、前記分解ガスが通る複数の通気孔を有する担体と、前記担体の表面に担持された触媒とから構成されている、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解装置。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池パネルの分解装置において、
前記太陽電池パネルとの間に空間を形成して前記太陽電池パネルを支持する支持部材をさらに有し、
前記支持部材部材は、分解後の前記太陽電池セル及び前記インターコネクタを収容する収容器内に配置される、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載の太陽電池パネルの分解装置を使用して前記太陽電池パネルを分解する太陽電池パネルの分解方法であって、
前記供給口から前記加熱室に空気を供給し、前記加熱室を前記太陽電池パネルが分解可能な温度に加熱する工程と、
前記吸引装置を駆動する工程と、
前記加熱室の温度が安定したと判定したところで太陽電池パネルを加熱室に投入する工程と、
前記太陽電池パネルの分解に要する所定時間を経過した後、分解された前記太陽電池パネルの構成素材を回収する工程と、を含む、
ことを特徴とする太陽電池パネルの分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池パネルの分解装置及び太陽電池パネルの分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷が小さい発電システムとして太陽光発電システムが急速に普及しつつある。しかしながら、太陽光発電システムの主要素である太陽電池パネルは耐用年数が２０年程度と言われている。太陽電池パネルは、風雨に曝されることから封止部などから劣化することがある。さらには、製造工程で不良品となる太陽電池パネルも少なからずある。そこで、今後大量に発生することが予測される使用できくなった太陽電池パネルや製造工程で発生する不良品などの太陽電池パネルのリサイクル技術の確立が要望されている。太陽電池パネルのリサイクルとしては、まず、太陽電池パネルの構成要素を再利用可能な材料に分解し有価物として回収することである。
【０００３】
太陽電池パネルは、ガラス板と太陽電池セル、太陽電池セルと太陽電池セルの間を電気的に接続するインターコネクタ、充填材（封止材ということがある）及びバックシートから構成されている。充填材及びバックシートは有機素材で構成されていることから、この有機素材を分解して取り除けば、ガラス板、太陽電池セル及び金属製のインターコネクタを有価物として回収することが可能となる。太陽電池パネルの分解装置及び分解方法としては、以下の特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載の太陽電池パネルの分解方法は、被分解対象物である太陽電池パネルを予備加熱し、予備加熱された太陽電池パネルを熱処理部において充填材を分解気化し、熱処理部で発生した分解ガスを排気機構によって無害化して排出するというものである。このような太陽電池パネルの分解方法は、加熱ガスを連続式熱処理炉に送り込み炉内の酸素濃度を１．０体積％以上３．０体積％以下に保持したうえで、予備加熱部において太陽電池パネルを３００℃〜４００℃に加熱し、続いて熱処理部で４００℃〜５５０℃で加熱して充填材を分解するというものである。
【０００５】
特許文献２に記載の太陽電池パネルの分解方法は、太陽電池パネルを過熱水蒸気によって１００℃〜２００℃に予備加熱し、さらに予備加熱温度よりも高い温度（４２０℃〜４５０℃）で本加熱して有機素材を分解するというものである。
【０００６】
特許文献３に記載の太陽電池パネルの分解方法は、太陽電池パネルのバックシートに酸化物半導体（触媒）を接触させ、酸素存在下において酸化物半導体が真正電気伝導領域となる温度で太陽電池パネルを加熱してラジカル反応及びラジカルの伝播によって有機素材を分解するというものである。真正電気伝導領域となる温度は５００℃である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１０８３７５号公報
【特許文献２】特開２０１４−２４０３７号公報
【特許文献３】特開２０１６−１９０１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した各特許文献に記載の太陽電池パネルの分解方法は、いずれも加熱温度や加熱手段に差があるものの、太陽電池パネルを４００℃〜５５０℃で加熱分解するというものである。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池パネルの分解方法は、構成素材の一つである充填材としてのＥＶＡ樹脂（エチレンビニルアセテート：エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）のみを加熱分解するものであって、バックシート（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）は予め除去しておかなければならない。ＥＶＡ樹脂の加熱分解に際しては、炉内の酸素濃度を１．０体積％以上３．０体積％以下に管理しなければ爆発する危険性があり、予備加熱前に不活性ガス（窒素）を充填した後に加熱ガスを送り込み、酸素濃度を管理するというように加熱分解において炉内を繊細かつ複雑に管理しなければならないという課題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の太陽電池パネルの分解方法は、太陽電池パネルの加熱媒体として過熱水蒸気を使用しているため、大型の過熱水蒸気発生装置が必要になる他、この加熱水蒸気を含めた分解ガスを処理するための排ガス処理装置が必要となる。この排ガス処理装置は、過熱水蒸気を含めて大量に発生する排ガスをさらに加熱したうえで冷却するというものであるから装置全体が大型化する。すなわち、過熱水蒸気発生装置、加熱装置及び排ガス処理装置を含めた全体システムが大型化してしまうという課題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の太陽電池パネルの分解方法は、バックシートに酸化物半導体を接触させてラジカル反応によって加熱分解するというものである。バックシートと酸化物半導体とを接触する方法としては、バックシート面に酸化物半導体を担持したハニカム構造体を接触させる方法、バックシート面に酸化物半導体を塗布する方法などが開示されている。ハニカム構造体を接触させる方法においては、太陽電池パネルが大判化した場合には、広い面積に接触させることは困難となり分解時間が長くなるという虞がある。また、酸化物半導体を塗布する方法においては、太陽電池パネルを分解した後に酸化物半導体を分別回収しなければならないという煩わしさがある。
【００１２】
そこで、本発明は、このような課題の少なくとも一つを解決するためになされたもので、簡単な構造で小型化が可能であり、太陽電池パネルを加熱分解して有価物を回収し、加熱分解によって発生した分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能な太陽電池パネルの分解装置及び太陽電池パネルの分解方法を提供しようとするものである。
【００１３】
［１］本発明の太陽電池パネルの分解装置は、ガラス板と、複数の太陽電池セル、前記複数の太陽電池セル間を電気的に接続するインターコネクタ、充填材及びバックシートから構成される太陽電池パネルの分解装置であって、前記太陽電池パネルを加熱分解する加熱室、前記加熱室に外部から空気を供給する供給口及び前記太陽電池パネルを加熱分解したときに発生する分解ガスを排出する排出口を有する加熱炉と、前記排出口に接続されて前記分解ガスを外部に排出する排気筒と前記排気筒の先端部に配置される吸引装置とを有している。前記排気筒の内部には、複数の通気孔が設けられた触媒ブロックが積層配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の太陽電池パネルの分解装置は、外部から空気が供給された加熱室に太陽電池パネルを入れて所定温度（例えば、４５０℃〜５００℃）で加熱することによって有機素材である充填材及びバックシートを分解してガス化する。このことによって、ガラス板、太陽電池セル及びインターコネクタなどの有価物である無機素材をばらばらにして回収することが可能となる。有機素材を加熱することによって発生する分解ガスは積層配置される触媒ブロックの触媒反応によって環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。加熱室には供給口から空気が供給されると共に、常時、吸引装置によって分解ガスと空気との混合気体を吸引して外部に排出する構成であるから、特許文献１のように、加熱室の酸素濃度を管理しなくてもよい、また、特許文献２のように、加熱手段として過熱水蒸気を使用することによる大型の過熱水蒸気発生装置や大規模の排ガス処理装置を必要としない。また、特許文献３のように、酸化物半導体を使用しなくても太陽電池パネルを加熱分解することが可能となる。以上のことから、太陽電池パネルの分解装置によれば、簡単な構造で小型化が可能であり、太陽電池パネルの構成要素である有機素材を加熱分解して有価物を回収し、かつ、発生した分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
【００１５】
［２］本発明の太陽電池パネルの分解装置においては、前記加熱室及び前記排気筒の内部には温度センサが配置されており、前記温度センサの測定値に基づき前記供給口から供給される空気量、前記加熱室及び前記排気筒の温度を制御する制御部をさらに有していることが好ましい。
【００１６】
太陽電池パネルを加熱分解する際には、加熱室の温度管理（すなわち、太陽電池パネルの温度管理）が重要であり、分解ガスの処理には排気筒内（すなわち、触媒ブロック）の温度管理が重要である。供給される空気量と加熱温度とを適切に制御して太陽電池パネルを分解可能な温度に維持することが可能となる。一方、排気筒を触媒反応が効率的に行われる温度に制御し、分解ガスを環境に負担が少ない排ガスとして排出する温度に制御することが可能となる。なお、供給口から加熱室に供給する空気は圧縮空気が望ましい。加熱室及び排気筒は、場所によって温度差がでることから、それぞれ複数個所に温度センサを配置することがより好ましい。
【００１７】
［３］本発明の太陽電池パネルの分解装置においては、前記排気筒の外周には、前記排気筒内の温度を制御する温度調整器がさらに配置されていることが好ましい。
【００１８】
排気筒内の温度は、一義的には加熱室から排出される混合気体の温度で決まるが、排気筒内を通る間に温度が変化する。触媒反応は、分解ガスの温度によって左右される。そこで排気筒に温度調整器を備えることによって排気筒内の温度、すなわち分解ガスの温度を適切に保持することが可能となる。温度調整器としては、排気筒内の温度が下がり過ぎの際に加温するヒータ、温度が上がり過ぎの際に冷却する冷却管のどちら一方又は両方を備えることが好ましい。
【００１９】
［４］本発明の太陽電池パネルの分解装置においては、前記触媒ブロックは、前記分解ガスが通る複数の通気孔を有する担体と、前記担体の表面に担持された触媒とから構成されていることが好ましい。
【００２０】
触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などの貴金属触媒、或いは酸化クロム、酸化鉄又は酸化チタンなどの酸化金属触媒がある。前述したように、触媒ブロックを排気筒内に複数層配置することによって、分解ガスが触媒に接触する機会と時間を増やし、分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
［５］本発明の太陽電池パネルの分解装置においては、前記太陽電池パネルとの間に空間を形成して前記太陽電池パネルを支持する支持部材をさらに有し、前記支持部材は、分解後の前記太陽電池セル及び前記インターコネクタを収容する収容器内に配置されることが好ましい。
【００２１】
このような支持部材で太陽電池パネルを支持すれば、加熱された混合気体を太陽電池パネルの周囲全体を覆うことが可能となる。このことによって、太陽電池パネル全体の温度分布を加熱分解可能な温度に保つことで分解時間を短縮することが可能となる。さらに、収容器を備えれば、分解後の太陽電池セル及びインターコネクタなどを容易に回収することが可能となる。
【００２２】
［６］本発明の太陽電池パネルの分解方法は、上記記載の太陽電池パネルの分解装置を使用して前記太陽電池パネルを分解する太陽電池パネルの分解方法であって、前記供給口から前記加熱室に空気を供給し、前記加熱室を前記太陽電池パネルが分解可能な温度に加熱する工程と、前記吸引装置を駆動する工程と、前記加熱室の温度が安定したと判定したところで太陽電池パネルを前記加熱室に投入する工程と、前記太陽電池パネルの分解に要する所定時間が経過した後、分解された前記太陽電池パネルの有価物を回収する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の太陽電池パネルの分解方法によれば、空気が供給された加熱室に太陽電池パネルを入れて加熱することによって有機素材であるの充填材とバックシートとを加熱分解してガス化することが可能であり、分解後のガラス板、太陽電池セル及びインターコネクタなどの有価物である無機素材を回収することが可能となる。また、吸引装置によって常時空気と分解ガスとの混合気を吸引し排出することから、供給と排気のバランスを保つことによって、分解ガスに含まれる可燃性ガスを下限濃度以下に抑えて着火することを防ぐことが可能となる。さらに、分解ガスは、加熱室から連結されている排気筒内で触媒ブロックの触媒反応によって分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。以上説明したような太陽電池パネルの分解方法によれば、太陽電池パネルを加熱分解して有価物を回収し、加熱分解によって発生した分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】太陽電池パネル１の構成の１例を示す部分断面図である。
【図２】太陽電池パネルの分解装置２０の概略構成の１例を示す断面図である。
【図３】触媒ブロック２７，２８の構成例を示す斜視図である。
【図４】太陽電池パネルの分解方法の主要な工程を示す工程フロー説明図である。
【図５】加熱室設定温度、加熱時間、空気量及び触媒の有無と分解可否の関係について説明する図である。
【図６】条件３において太陽電池パネル１を加熱分解したときの分解ガス成分の測定データを示す図である。
【図７】条件５において太陽電池パネル１を加熱分解したときの分解ガス成分の測定データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［太陽電池パネル１の構成］
まず、分解対象物である太陽電池パネル１の構成について図１を参照して説明する。
【００２６】
図１は、太陽電池パネル１の構成の１例を示す部分断面図である。太陽電池パネル１は、ガラス板２と、ガラス板２の一面に充填材３によって固定された太陽電池セル４と、太陽電池セル４と太陽電池セル４との間を電気的に接続するインターコネクタ５と、バックシート６とで構成される。太陽電池セル４には表裏面に電極７，８が形成されおり、インターコネクタ５は、電極７，８を介して太陽電池セル４と太陽電池セル４との間及び外部インターフェース（図示は省略）を接続する配線である。ガラス板２には、白板熱処理ガラス（通称強化ガラス）が使用される。充填材３には、ＥＶＡ樹脂（エチレンビニルアセテート）やＰＶＢ樹脂（ポリビニルブチラール）などが代表的な材料として使用されている。充填材３は、加熱・加圧することによって太陽電池セル４の周囲、ガラス板２及びバックシート６の内面を隙間がないように接着する。このことから充填材３を封止材と呼ぶことがある。
【００２７】
太陽電池セル４としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜シリコン、ヘテロ接合及び多元素化合部物半導体などがある。電極７，８は、ガラス板２側が銀電極７であり、バックシート６側がアルミ電極８である。ただし、この電極は表裏面共に銀電極の場合もある。バックシート６には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）などのシートが使用される。通常、大判の太陽電パネル１には、周囲にアルミニウムの外枠９が嵌め込まれている。太陽電池パネル１と外枠９とはシール材１０で固定され、太陽電池パネル１と外枠９との接続部を気密に保持している。シール材１０は、ブチルゴムやシリコーンゴムなどが使用される。なお、以下の説明では、外枠９を取り外した状態のものを太陽電池パネル１として説明する。続いて、太陽電池パネルの分解装置２０の構成について図２を参照して説明する。
【００２８】
［太陽電池パネルの分解装置２０の構成］
図２は、太陽電池パネルの分解装置２０の概略構成の１例を示す断面図である。なお、以下の説明においては、太陽電池パネルの分解装置２０を単に分解装置２０と記載することがある。分解装置２０は、太陽電池パネル１を加熱する加熱室２１、加熱室２１に外部から空気を供給する供給口２２及び加熱室２１のガスを排出する排出口２３を有する加熱炉２４を有している。このガスは、空気と分解ガスの混合気体であるが、本例においては、分解ガスを触媒で処理して排出することから、分解ガスと記載することがある。排出口２３には、加熱室２１の分解ガスを吸引して外部に排出する排気筒２５が取り付けられている。排気筒２５の先端部には吸引装置２６が装着されている。吸引装置２６としては、吸引流量が多く、取付け場所に自由度が大きいシロッコファンを使用している。ただし、吸引装置２６としてはシロッコファンに限らず、ブロワーなどでもよい。吸引装置２６は、加熱室２１から分解ガスを吸引して外部に排出する。供給口２２からは圧縮空気が加熱室２１に供給される。そこで、供給された空気分を吸引装置２６で吸引すれば、加熱室２６の内圧を大気圧に近い圧力で維持することが可能となる。
【００２９】
排気筒２５の内部には、複数の通気孔が設けられた触媒ブロック２７が積層配置されている。排気筒２５は、下部筒部２５ａと上部筒部２５ｂの２体構造であって、フランジによって結合されている。本例においては、下部筒部２５ａには触媒ブロック２７が３セット、上部筒部２５ｂには触媒ブロック２７が２セットの計５セットが積層されている。なお、ここでいう「積層」とは、各触媒ブロックが隙間なく積み重ねるようにしても、隙間を有して積み重ねるようにしてもよい。但し、分解ガスが触媒ブロック２７に設けられる複数の通気孔３５（図３参照）の大部分に通過するように配置される。
【００３０】
図２に示す例においては、加熱室２１にも触媒ブロック２８が設けられている。触媒ブロック２８は、加熱室２１の排出口２３を覆うように配置される。触媒ブロック２８は、排気筒２５内に配置される触媒ブロック２７を使用することが可能であるが、サイズを変更してもよい。触媒ブロック２８は、加熱室２１の分解ガスに対して触媒効果を発現するが、排気筒２５内の触媒ブロック２７が充分に機能していることが確認できれば省略してもよい。
【００３１】
排気筒２５の下方側の外周には、排気筒２５内の温度を制御する温度調整器２９が配置されている。図示は省略するが、温度調整器２９には、排気筒２５内の温度が下がり過ぎの際に加温するヒータ、温度が上がり過ぎの際に冷却する冷却管のどちらか一方又は両方を有している。温度調整器２９を設けることによって、排気筒２５内において触媒反応を活性化させることが可能な温度範囲に保持することが可能となる。なお、加熱室２１の温度と吸引装置２６の吸引量とが安定しときに、排気筒２１内の温度が触媒反応を活性化させる温度範囲に保持できることが確認できれば温度調整器２８を省略することができる。或いは、温度調整器２８を下部筒部２５ａと上部筒部２５ｂの２か所に配置するようにしてもよい。
【００３２】
分解装置２０は、加熱室２１において太陽電池パネル１の有機素材を加熱分解し、発生した分解ガスを環境負荷の小さい排ガスとして排出するものである。従って、加熱室２１及び排気筒２５の温度制御が重要になることから、加熱室２１及び排気筒２５には温度センサ３０が配置される。図２に示す例においては、温度センサ３０は加熱室２１の下方側と上方側の排出口２３の近傍の２か所、及び排気筒２５内の中間位置と吸引装置２６近傍の２か所に配置されている。温度センサ３０の配置は、上記の位置に限定されるものではなく、加熱室２１及び排気筒２５各々の温度制御が適切に行われることが可能な配置位置及び数に設定する。例えば、大判の太陽電池パネル１に対応して加熱室２１の容積が大きくなる場合には、温度センサ３０の数を増やす。或いは、供給口２２の内側近傍に温度センサ３０を配置して、供給する空気の温度を管理するようにしてもよく、このようにすれば、加熱室２１の温度管理をより的確に行うことが可能となる。なお、温度センサ３０は制御部３１によって制御される。
【００３３】
分解装置２０は、分解装置全体の制御を行う制御部３１を有している。制御部３１は、加熱炉２４の温度制御、排気筒２５内の温度制御及び吸引装置２６の空気吸引量の制御（すなわち、単位時間当たりの空気吸引量制御）を行う。加熱炉２５は、加熱室２１に配置される２か所の温度センサ３０の測定値を制御部３１にフィードバックして加熱室温度が所定温度となるように制御される。加熱室２１の温度は、加熱室２１に供給する単位時間当たりの空気量に左右されることから吸引装置２６の空気吸引量も供給量に合わせて制御される。制御部３１は、加熱炉２４のヒータに供給する電力と、吸引装置２６の空気吸引量と、加熱室２１の温度の関係のテーブルを記憶しておき、温度センサ３０からフィードバックされる測定値に基づき加熱炉２４及び吸引装置２６を制御する。なお、加熱室２１に加熱した空気を供給するようにしてもよい。加熱室２１で着火させないためには、大量の空気を供給することが必要となる。このことから、リジェネバーナなどの熱回収機構を装備するようにしてもよい。なお、排気筒２５においては、２か所の温度センサ３０からフィードバックされる測定に基づき温度調整器２９を制御し、排気筒２５内を適切な温度に制御する。
【００３４】
加熱室２１の底部には、太陽電池パネル１を載置するための支持部材３２が配置されている。支持部材３２は収容器３３内に配置される。支持部材３２は、略コの字形状のセラミックで形成されており、太陽電池パネル１の載置面側が開口している。図２に示す支持部材３２の形態は１例であって、太陽電池パネル１との間に空間を形成して太陽電池パネルを支持できればよく、網状部材やハニカム構造部材でもよい。このような支持部材３２は、加熱された混合気体の流路を確保できることから、太陽電池パネル１全体の温度分布を加熱分解可能な温度に保つことが可能となる。収容器３３は、太陽電池パネル１の分解後にバラバラになった太陽電池セル１、インターコネクタ５、銀電極７及びアルミ電極８を収容して排出するための容器である。図２には、太陽電池パネル１が１枚のみを支持部材３２に載置した例を表しているが、太陽電池パネル１は、加熱室２１に複数層に配置することができる。この際、太陽電池パネル１は支持部材３２を介して重ねられ、太陽電池パネル１の１枚毎の周囲に加熱された混合気体が覆うように配置されることが好ましい。
【００３５】
なお、加熱室２１における太陽電池パネル１の配置は、図２に示す横配置以外に、縦方向に配置することが可能であり、このような縦方向配置にする場合には、太陽電池パネル１の端辺が支持部材３２に接触する。ただし、並列する太陽電池パネル１と太陽電池パネル１との間には混合気体が通過可能隙間を開ける。
【００３６】
図３は、触媒ブロック２７，２８の構成例を示す斜視図である。触媒ブロック２７，２８は、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）などの貴金属触媒がセラミック製の担体３４に担持されたものである。なお、触媒としては、貴金属触媒に限らず、酸化クロム、酸化鉄又は酸化チタンなどの金属触媒も有効である。触媒ブロック２７，２８には、複数の通気孔３５が厚み方向に貫通している。通気孔３５は、格子状、円柱状、或いはハニカム構造などで形成される。以下に説明する実験においては、ハニカム構造のものを使用している。担体としては、通気性を有する多孔質セラミック（例えば、アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）などを使用することも可能である。次に、太陽電池の分解方法について図４を参照して説明する。
【００３７】
［太陽電池パネルの分解方法］
図４は、太陽電池パネルの分解方法の主要な工程を示す工程フロー説明図である。まず、加熱室２１に空気（外気）を供給する（ステップＳ１）。供給する空気は、圧縮空気であって、図示しない圧縮空気供給装置から供給される。次に、加熱室２１を太陽電池パネル１が分解可能な温度に加熱する（ステップＳ２）。加熱開始に連動して吸引装置２６を駆動する（ステップＳ３）。吸引装置２６は、分解装置２０の稼働中は駆動を継続し、加熱室２１の空気又分解ガスを吸引する。次いで、加熱室２１が所定の温度に達したかを温度センサ３０で測定して（ステップＳ４）制御部３１にフィードバックする。ここでは、所定温度（すなわち分解可能な温度）を仮に５００℃とする。但し、この温度は実際には幅がある（図５参照）。５００℃に達していない場合（ＮＯ）には、加熱室２１が５００℃で安定するまで加熱する。５００℃に達している場合（ＹＥＳ）には、太陽電池パネル１を素早く加熱室１に投入する（ステップＳ５）。
【００３８】
そして、太陽電池パネル１が分解し終わるまで加熱を継続する（ステップＳ６）。この加熱継続途中において、所定の温度（５００℃）が維持されているかを温度センサ３０で測定し（ステップＳ７）制御部３１に常時又は定期的にフィードバックする。５００℃より温度が低下している場合（ＮＯ）には、温度が５００℃になるまで加熱を継続する。この際、温度が５００℃で安定するまで加熱炉２４に加える電力を制御部３１によって調整する。加熱室２１の温度調整には、空気供給量も並行して調整される。温度が５００℃で安定している場合には、太陽電池パネル１が分解するまでの所定時間が経過したかを確認する（ステップＳ８）。加熱室２１を５００℃で加熱する場合においては所定時間を例えば２０分とする。所定時間の２０分に達していないときは（ＮＯ）２０分を経過するまで加熱を継続する。所定時間２０分が経過（ＹＥＳ）したところで、分解された太陽電池パネル１の構成素材を回収する（ステップＳ９）。回収する構成素材は、ガラス板２、太陽電池セル４、インターコネクタ５及び銀電極７（又はアルミ電極８）である。
【００３９】
以上説明したステップＳ１からステップＳ９までを太陽電池パネル１の分解工程の１サイクルとしたとき、分解装置２０が稼動中においてはこのサイクルを繰り返すことになる。但し、１サイクル後には加熱炉２４は５００℃になっていることから、２サイクル目以降においてはステップＳ４の温度確認工程からスタートすることになる。
【００４０】
なお、排気筒２５においては、触媒反応を活性化させる温度に管理する。金属触媒においては、通常１００℃から触媒効果が発現し、５００℃程度まで触媒効果が継続することが知られている。従って、１００℃〜５００℃の範囲で排気筒２５内の温度を管理する。この管理方法は、排気筒２５内の２か所に配置される温度センサ３０の測定結果を制御部３１にフィードバックし、温度調整器２９によって排気筒２５内の温度を調整する。
【００４１】
続いて、前述した分解装置２０を使用し、前述した分解方法によって太陽電池パネル１を６通りの条件で実験した結果ついて図５を参照して説明する。
【００４２】
図５は、加熱室設定温度、加熱時間、供給する空気量、触媒の有無及び分解の結果について説明する図である。なお、図５に示す条件１〜条件６においては、外枠９を除去した太陽電池パネル１を分解対象物とし、加熱室２１に投入する太陽電池パネル１を１枚とした。また、太陽電池パネル１を構成する有機素材としては、充填材３にＥＶＡ樹脂、バックシート６にＰＥＴ樹脂が使用されている試料を用いた。
【００４３】
図５から分かるように、条件１に示すように加熱室設定温度が４００℃では、太陽電池パネル１は分解しなかった。条件２〜条件６に示すように、加熱室設定温度を４５０℃〜５００℃にしたときに太陽電池パネル１は分解し、視認できる分解残滓は認められなかった。但し、条件２の加熱室設定温度が４５０℃では太陽電池パネル１は分解されるものの、煤が付着していることが認められた。すなわち、４５０℃より低い加熱温度では太陽電池パネル１は完全には分解されない。条件４に示すように、加熱室設定温度を４８０℃にすれば、太陽電池パネル１は残滓が残らない状態に分解された。なお、図示は省略するが、加熱室設定温度を５２０℃に上げたときに充填材３が燃焼し始めた。但し、供給する空気量を増加させれば、燃焼を抑えることは可能である。
【００４４】
図５に示すように、触媒の有り無しによって、太陽電池パネル１の分解レベルに差は認められなかった。条件４〜条件６において使用した触媒は、図２に示すような排気筒２５内に触媒ブロック２７（触媒はＰｔ）を５セット配置する構成とした。排気筒２５内に配置される触媒ブロック２７は、太陽電池パネル１の分解には寄与しない。太陽電池パネル１の分解には、加熱室温度が支配的であることが分かった。
【００４５】
また、加熱室２１に供給する空気量は、加熱室２１の温度を５００℃としたときに、１１０Ｌ／分と、１０Ｌ／分とで太陽電池パネル１の分解レベルには差はなかった。但し、供給する空気量を１０Ｌ／分に減らしたときに加熱室２１の可燃性ガス（炭化水素：ＨＣ）濃度が上がり燃焼し始めることがあった。このことから、加熱室２１の容積及び投入する太陽電池パネル１の数やサイズによって空気量を調整することで可燃性ガスの濃度を抑えることが可能であることが分かった。なお、条件３と条件５を比較すると、加熱室設定温度を５００℃にしたときの加熱時間は３０分と２０分とでは分解レベルには差がない。
【００４６】
触媒ブロック２７は、太陽電池パネル１を加熱分解したときに発生する分解ガスを環境負荷に影響しない排ガスとして外部に排出するために設けている。そこで、触媒ブロック２７の効果について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６及び図７は、充填材３としてＥＶＡ樹脂（エチレンビニルアセテート）、バックシートとしてＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を使用している場合の分解ガス成分を表している。ＥＶＡ及びＰＥＴの組成は共に、Ｃ（炭素）、Ｈ（水素）、Ｏ（酸素）、であるから、加熱分解によって発生する分解ガスは、ＣＯ２（二酸化炭素）、ＣＯ（一酸化炭素）、Ｏ２（酸素）及びＨＣ（炭化水素）が主成分となる。なお、ＨＣは触媒反応によってＣＯ２と水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）に変化する。続いて、排気筒２５内の吸引装置２６の直近において酸素、一酸化炭素及び二酸化炭素について、対応するガス成分計測機３６（図２参照）を使用して測定した。
【００４７】
図６は、条件３において太陽電池パネル１を加熱分解したときの分解ガスの成分ごとの測定データを示す図であり、図７は、条件５において太陽電池パネル１を加熱分解したときの分解ガスの成分の測定データを示す図である。なお、条件３と条件５とに加熱時間に差があるが、前述したように加熱時間差で分解レベルに差がないことから条件３と条件５との差は、触媒の有り無しの差と判断できる。図６及び図７においては、横軸に加熱室２１に太陽電池パネル１を投入して分解を開始してからの経過時間を示し、縦軸に酸素濃度（Vol%）、二酸化炭素濃度（Vol%）、一酸化炭素量（PPM）を示している。
【００４８】
条件３は、加熱室設定温度を５００℃、供給空気量を１１０Ｌ／分、触媒なしの場合である。図６に示すように、太陽電池パネル１の実質的な分解時間は約１０分間である。酸素濃度は一時的に低下するものの分解時間前後は大気と同じ濃度である。二酸化炭素濃度は分解時間内にピーク値があり、時間経過に伴い低下する。一酸化炭素量は分解時間内でピーク値３７００ＰＰＭとなる。なお、排気筒２５内の先端部温度は１８５℃〜２１０℃であった。つまり、太陽電池パネル１の加熱分解時には、分解作用に酸素を消費し、二酸化炭素及び一酸化炭素となる。
【００４９】
条件５は、条件３に対して触媒ブロック２７（Ｐｔ触媒）を５セットと触媒ブロック２８（Ｐｔ触媒）を１セット配置していることのみが異なる。図７に示すように、実質的な分解時間は条件３と同じ約１０分間である。酸素濃度は一時的に低下するものの分解時間範囲の前後は大気と同じ濃度である。二酸化炭素濃度は、触媒がある条件５においては、触媒がない条件３に対して約２０％に低下する。一方、一酸化炭素量は、ピーク値が、触媒がない条件３に対して０．３５％の１３ＰＰＭであった。なお、排気筒２５内の先端部温度は１１０℃〜１３０℃であった。条件３及び条件５において加熱室２１の加熱温度は５００℃とし、供給する空気量も同じであることから、排気筒２５内の温度差は触媒ブロック２７，２８の有り無しの差である。つまり、触媒ブロック２７、２８を５００℃の分解ガスが通過する間に温度が低下する。従って、排気筒２５内の温度（つまり、触媒ブロック２７，２８の温度）を触媒反応に適した温度に保持するために温度調整器２９（図２参照）を備えている。
【００５０】
以上説明した分解装置２０は、ガラス板２と、太陽電池セル４と太陽電池セル４との間を電気的に接続するインターコネクタ５、充填材３及びバックシート６から構成される太陽電池パネル１を加熱分解する装置である。分解装置２０は、太陽電池パネル１を加熱分解する加熱室２１、加熱室２１に外部から空気を供給する供給口２２及び太陽電池パネル１を加熱分解したときに発生する分解ガスを排出する排出口２３を有する加熱炉２４を有している。分解装置２０は、排出口２３に接続されて分解ガスを外部に排出する排気筒２５と、排気筒２５の先端部に配置される吸引装置２６とを有している。排気筒２５の内部には、複数の通気孔３５が設けられた触媒ブロック２７が積層配置されている。
【００５１】
このような太陽電池パネルの分解装置１によれば、外部から空気が供給された加熱室２１に外枠９を外した太陽電池パネル１を入れて加熱することによって有機素材である充填材３とバックシート６とを分解してガス化する。このことによって、ガラス板２、太陽電池セル４及びインターコネクタ５などの無機素材である有価物を回収することが可能となる。また、太陽電池セル４の配線層である銀電極７を太陽電池セル４から分離して有価物として回収することが可能となる。
【００５２】
太陽電池パネル１の加熱分解時に発生する分解ガスは、積層配置される触媒ブロック２７，２８の触媒反応によって、触媒がない構成に比べて、一酸化炭素（ＣＯ）量を約０．３５％に減少させ、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度を約２０％に低下させて排出することが可能となる。なお、上記の一酸化炭素（ＣＯ）量、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度は、充填材３がＰＶＡ、バックシート６がＰＥＴであり、条件５の結果であって、太陽電池パネル１の構成や加熱条件によって変わるものである。
【００５３】
加熱室２１には、常時空気を供給しつつ吸引装置２６によって排気していることから、特許文献１のように、加熱室２１の酸素濃度を厳密に管理する必要はない。また、特許文献２のように、加熱手段として過熱水蒸気を使用することによる加熱水蒸気発生装置や大規模の排ガス処理装置を必要としない。また、特許文献３のように、酸化物半導体を太陽電池パネル１に直接接触させなくても太陽電池パネル１を所定温度に加熱するだけで太陽電池パネルを１分解することが可能となる。以上説明した分解装置２０によれば、簡単な構造で小型化が可能であり、太陽電池パネルを加熱分解して有価物を回収することが可能
となり、分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
【００５４】
また、加熱室２１及び排気筒２５の内部には、温度センサ３０が配置されており、温度センサ３０の測定値に基づき供給口２２から供給される空気量及び排気筒２５の温度を制御する制御部１３をさらに有している
【００５５】
加熱室２１の温度が条件２より低い温度では太陽電池は分解しない。加熱室２１の温度が高すぎれば（５２０℃以上）、分解ガスの一部や有機素材の一部が燃焼することがある。一方、加熱室２１に供給する空気量が多すぎると加熱室２１及び排気筒２５内の温度を維持しにくくなり、加熱分解温度において空気量が少なすぎると分解ガスのうち可燃性のガス成分（ＨＣ）が燃焼を始めてしまうことがある。従って、太陽電池パネル１を加熱分解する際には、加熱室２１の温度管理（太陽電池パネル１の温度管理）が重要となり、分解ガスの処理には排気筒２５内（触媒ブロック２７）の温度管理が重要となる。加熱室２１及び排気筒２５内の温度を温度センサ３０で測定し、測定結果を制御部３１にフィードバックして、供給する空気量と加熱炉２４の加熱温度とを適切に制御することによって太陽電池パネル１を加熱分解することが可能な温度に保持することが可能となる。
【００５６】
また、前記排気筒の外周には、前記排気筒内の温度を制御する温度調整器が配置されている。排気筒２５内の温度は、一義的には加熱室２１から排出される分解ガスで決まるが、分解ガスは複数層の触媒ブロック２７を通過する間に温度が低下する。そこで、温度調節器２９によって、排気筒２５内を昇温させたり降温させたりすることによって温度を適切に調整し、触媒反応を効率的に行わせることが可能となる。
【００５７】
触媒ブロック２７，２８は、分解ガスが通る複数の通気孔３５を有する担体３４と、担体３４の表面に担持された属触媒とから構成される。前述したように、触媒ブロック２７を排気筒２５内に複数層配置することによって、分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
【００５８】
また、太陽電池パネルの分解装置１においては、太陽電池パネル１との間に空間を形成して太陽電池パネル１を支持する支持部材３２をさらに有し、支持部材３２は、分解後の太陽電池セル４及びインターコネクタ５を収容する収容器３３内に配置されている。
【００５９】
このような支持部材３２で太陽電池パネル１を支持すれば、太陽電池パネル１の周囲全体を加熱された空気の流路で覆うことができる。このことによって、太陽電池パネル１全体の温度分布を均一に加熱分解可能な温度に保つことで分解時間を短縮することが可能となる。なお、太陽電池パネル１の姿勢は限定されない。すなわち、ガラス板２を上方に向けて載置、或いはガラス板２を下方に向けて載置してもよい。或いは、ガラス板２を立てることも可能である。また、支持部材３２の下方に収容器３３を備えれば、分解後の太陽電池セル４、インターコネクタ５及び太陽電池セルに形成されている電極（銀電極７やアルミ電極８）などの有価物を容易に回収することが可能となる。
【００６０】
また、以上説明した太陽電池パネルの分解方法は、まず、供給口２２から加熱室２１に空気（外気）を供給し、加熱室２１を太陽電池パネル１が分解可能な温度に加熱する工程と、吸引装置２６を駆動して加熱室２１から混合気を吸引する工程と、加熱室２１の温度が安定したと判定したところで太陽電池パネル１を加熱室２１に投入する工程と、太陽電池パネル１の分解に要する所定時間を経過した後、分解された太陽電池パネル１の構成素材である太陽電池セル４、インターコネクタ５及び銀電極７（アルミ電極８）を回収する工程を含んでいる。
【００６１】
このような太陽電池パネルの分解方法によれば、空気が供給された加熱室２１に太陽電池パネル１を投入して加熱することによって有機素材である充填材３とバックシート６とを分解してガス化することが可能となる。このことによって、分解後のガラス板２、太陽電池セル４、インターコネクタ５及び太陽電池セルに形成されている電極（銀電極７やアルミ電極８）などの有価物を回収することが可能となる。加熱室２１には供給口２２から空気が供給されると共に、常時、吸引装置２６によって分解ガスと空気との混合気を吸引して外部に排出する構成であるから、特許文献１のように、加熱室の酸素濃度を厳密に管理しなくてもよい、また、特許文献２のように、加熱手段として過熱水蒸気を使用することによる大型の過熱水蒸気発生装置や大規模の排ガス処理装置を必要としない。また、特許文献３のように、酸化物半導体を太陽電池パネル１に接触させなくても分解することが可能となる。以上のことから、以上説明した太陽電池パネルの分解方法によれば、太陽電池パネルを加熱分解して有価物を回収することが可能となり、分解ガスを環境負荷が小さい排ガスとして排出することが可能となる。
【００６２】
以上説明した太陽電池パネルの分解装置２０及び分解方法では、太陽電電池パネル１を構成する有機素材が充填材３にＥＶＡ樹脂、バックシート６にＰＥＴを使用したものを例にあげて説明している。しかし、他の有機素材にも適合可能である。例えば、充填材３がＰＶＢ樹脂（ポリビニルブチラール）などにも適合させることができる。また、バックシート６にＰＥ樹脂（ポリエチレン）などにも適合することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…太陽電池パネル、２…ガラス板、３…充填材、４…太陽電池セル、５…インターコネクタ、６…バックシート、７…銀電極、８…アルミ電極、９…外枠、１０…シール材、２０…分解装置（太陽電池パネルの分解装置）、２１…加熱室、２２…供給口、２３…排出口、２４…加熱炉、２５…排気筒、２６…吸引装置、２７，２８…触媒ブロック、２９…温度調整器、３０…温度センサ、３１…制御部、３２…支持部材、３３…収容器、３４…担体、３５…通気孔、３６…ガス成分計測機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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