(57)【要約】【課題】分離回収したマテリアルの品質に影響なく、環境負荷が小さく、エネルギー効率のよい太陽電池モジュールのリサイクル方法の提供。【解決手段】封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池リサイクル方法であって、前記バックシートを機械的に剥離する前工程、剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有し、剥離剤には炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を使用することを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法であって、
前記太陽電池のバックシートを機械的に剥離する前工程、剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有し、剥離剤には炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を使用することを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【請求項２】
封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程が、封止剤と太陽電池セルを粉砕する工程と、粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【請求項３】
太陽電池のバックシートを機械的に剥離する前工程において、ＮＣルーター研削機を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【請求項４】
剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程において、浸漬を加温した剥離剤溶液で超音波処理を併用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【請求項５】
粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程における剥離剤が、プロピレングリコール系溶剤又は／及びジアルキルグリコール系溶剤を含むアルカリ性剥離剤であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する関心やエネルギー問題等の観点から、公共施設、工場、発電所や一般家庭など、あらゆる場所で太陽電池の設置が進められている。太陽電池は、太陽光というクリーンエネルギーを利用するため、環境に対する負荷の低減に効果的である。しかし、耐用年数の経過や破損、あるいは買い替え等によって不要となった太陽電池や、製造工程での不良品などの太陽電池を処理する必要性が生じてきており、リサイクル化の確立が重要な課題となってきている。
【０００３】
太陽電池モジュールには、光電変換を実現する太陽電池素子や、当該太陽電池素子を保護する受光面ガラス基板、各部材を接着等する封止剤など、様々な材料が用いられているが、太陽光を常時浴びる過酷な環境での使用による経年劣化、光透過度の低下、機械的特性の劣化等による製品の耐用年数が一般的に２０〜３０年と言われ、その後は廃棄されているのが現状である。しかし、構成部材によっては、受光面ガラス、太陽電池セル、裏面材のアルミニウム材料、銅やアルミニウムの金属材料は十分使用可能であり、分別回収して再利用することが求められている。
【０００４】
太陽電池モジュールを構成する受光面ガラス、太陽電池セル、裏面材（バックシート）を太陽電池モジュールから分離回収するのに、これらに強固に固定されているエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）からなる封止剤を分離除去する必要がある。しかし、ガラスや金属に強固に接着しているＥＶＡは架橋されているので分離除去するのは容易ではなく、従来から太陽電池モジュールを分離除去するリサイクル方法が種々検討されている。
【０００５】
例えば、太陽電池モジュールを酸溶液、アルカリ溶液または有機溶剤溶液に浸漬させた後、エチレン−酢酸ビニル共重合体を燃焼させて除去する太陽電池基板材料の取り出し方法が提案されている（特許文献１）。しかし、酸、アルカリ溶液はいずれも強酸、強アルカリ溶液である必要があり、有機溶剤も、使用環境条件、廃液処理等の対策が必要であり、設備や燃焼させるのにエネルギーコストを非常に要するものであって、リサイクル方法としては満足できるものではない。
【０００６】
太陽電池モジュールを超臨界雰囲気中または亜臨界雰囲気中にさらし、ＥＶＡを分解させることにより、太陽電池セル中の基板材料を取り出す太陽電池基板材料の取り出し方法が提案されている（特許文献２）。しかし、超臨界雰囲気中または亜臨界雰囲気中という状態を作り出すのに設備や費用がかさみ、基板材料を取り出すのにエネルギーコストを非常に要するものであり、リサイクル方法としては満足できるものではない。
【０００７】
更に、太陽電池モジュールのリサイクル方法として、ガラス材及び太陽電池素子を破砕する破砕工程と、破砕されたガラス材及び太陽電池素子と接着する充填材を加熱して軟化させる軟化工程と、ガラス材及び太陽電池素子が破砕されたモジュールにおいて、軟化した充填材にブレードをあてがって裏面保護材を分離する分離工程と、裏面保護材を分離させたガラス材及び太陽電池素子を粉砕する粉砕工程と、を有する太陽電池モジュールのリサイクル方法が提案されている（特許文献３）。しかし、加熱軟化した充填材にブレードをあてがって処理するため充填材との分離が確実にできないといった問題がある。
【０００８】
上記従来の処理方法は、いずれも、分別回収した部材、ガラス、金属部材自体の品質に影響してしまい再利用の効率が悪く、又処理設備に費用がかかったり、使用環境上問題があったり、処理後の廃液処理にも問題が生じ、環境負荷が大きく、エネルギー効率の悪いものであり、十分満足できるリサイクル方法はないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３１１１７８号公報
【特許文献２】特開２００６−９３３３６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法において、各マテリアルに分離した部材への品質に影響がなく、処理設備、使用環境上問題がなく安全で、処理後の廃液処理の問題もなく、簡単に太陽電池モジュールを各マテリアルに分離することのできる太陽電池モジュールのリサイクル方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、太陽電池モジュールを各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法として、前記太陽電池のバックシートを機械的に剥離する前工程、剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有し、剥離剤には炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を使用する太陽電池モジュールのリサイクル方法を見出し本発明に至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、次のとおりのものである。
［１］封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法であって、前記太陽電池モジュールのバックシートを機械的に剥離する前工程、剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有し、剥離剤には炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を使用することを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル方法。
［２］封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程が、封止剤と太陽電池セルを粉砕する工程と、粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程を有することを特徴とする［１］に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
［３］太陽電池のバックシートを機械的に剥離する前工程において、ＮＣルーター研削機を用いることを特徴とする［１］又は［２］に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
［４］剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程において、浸漬を加温した剥離剤溶液で超音波処理を併用することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
［５］粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程における剥離剤が、プロピレングリコール系溶剤又は／及びジアルキルグリコール系溶剤を含むアルカリ性剥離剤であることを特徴とする［２］〜［４］のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のリサイクル方法によれば、各マテリアルに分離した部材への品質に影響がなく、処理設備、使用環境上問題がなく安全で、処理後の廃液処理の問題もなく、簡単に太陽電池モジュールを各マテリアルに分離することのできる太陽電池モジュールのリサイクル方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のリサイクル方法に用いる太陽電池モジュールの基本断面構造図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るリサイクル方法を示す工程図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体的に説明する。本発明のリサイクル方法の対象とする太陽電池モジュールは、基本構造として図１に示す太陽電池セルが封止剤で包囲され、受光面ガラスと裏面バックシートとが積層されてなる構造を有する。耐用年数の経過や破損、あるいは買い替え等によって不要となった太陽電池モジュールや、製造工程での不良品などの太陽電池モジュールがリサイクルの対象となる。
【００１６】
本発明のリサイクル方法の前に、まず前処理として、太陽電池モジュールの端子ボックスやフレーム枠などを取り外す。本発明のリサイクル方法は、上記した基本構造となった太陽電池モジュールのバックシートを機械的に剥離する前工程、太陽電池モジュールを剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有する。更に、本リサイクル方法は、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程が、封止剤と太陽電池セルを粉砕する工程と、粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程を有することが好ましい。
【００１７】
本発明のリサイクル方法の具体例を図２に示す。まず、ステップ１（研削）として、前工程である太陽電池モジュールのバックシートを機械的に剥離する工程がある。この前工程では、太陽電池モジュールの裏面にあり外部からの湿分が侵入するのを防ぐためのバックシートを剥離する工程である。バックシートは、例えば、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂やアルミニウム箔などを張り合わせてなるシートからできており、透湿性が低く、高い機械的強度を有するので、研削装置により機械的に剥離する。
【００１８】
研削装置としては、バックシートを機械的に研削する装置ならばよく、例えば、ワイヤブラシ、カッター、バイトなどを用いることができる。なかでも、研削装置としてＮＣルータ研削機を用いると、対象とする太陽電池モジュールの寸法データに基づき精度よく確実にバックシートを研削できる。更に、ＮＣルータ研削機により、バックシートを剥離した後の次工程であるガラスを分離する分離工程における剥離剤溶液の浸透を効率よくするため、剥離したバックシートの封止剤面に格子状にスリットを同時に入れることができる。入れるスリットは剥離剤溶液の浸透を効率的におこなうことができるものならばいかなるものでも構わない。例えば、数ｍｍ程度の幅、深さで格子状にスリットを入れることができる。
【００１９】
本発明のリサイクル方法は、ステップ２（浸漬）として、バックシートを機械的に剥離した太陽電池モジュールを、剥離剤溶液中に浸漬しガラスを分離する分離工程を有する。ステップ１で研削された、即ち、裏面バックシートを機械的に剥離した封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとになった太陽電池モジュールを剥離剤溶液に浸漬し、剥離剤を封止剤へ浸透させ膨潤させ受光面ガラスを剥離する工程である。浸漬処理は、受光面ガラスが剥離できる時間処理をすればよく、例えば、１時間以上２０時間程度の浸漬処理である。浸漬による作用機序は膨潤と界面剥離を繰り返す反応拡散によるものと考えら、封止剤は剥離剤により膨潤、体積変化を起こし、変化しないガラスとの間に、ずり応力が生じ、剥離に至ると考えられる。高温の剥離剤溶液槽中で超音波振動を併用することがより好ましく、これにより、高温液中において封止剤の剥離時間がより短縮できる。超音波振動は１つのサイクル、又は２以上のサイクルの併用でもよい。
【００２０】
ステップ２（浸漬）において用いる剥離剤溶液としては、炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を用いる。太陽電池モジュールにおいては封止剤として、光透過性、耐候性、耐湿性、接着性がよく、かつ機械的特性、電気絶縁性、耐電圧性等の電気的特性が良い材料が用いられている。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）が用いることが多いが、これらの樹脂は架橋され太陽電池を保護するため強固に固定されているので、受光面ガラスを分離するのが非常に困難であるが、炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤を用いることで、封止剤中に浸透し樹脂成分を膨潤させることができ、受光面ガラスを容易に剥離することができる。
【００２１】
中性剥離剤としては、主として炭化水素系溶剤、アセテート系溶剤を含有するのが好ましい。炭化水素系溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンなどの炭素数５以上のいずれかの直鎖炭化水素、イソペンタン、イソヘキサン、イソへプタン、イソオクタン、イソノナン、イソデカン、イソウンデカン、イソドデカン、イソウンデカン、イソドデカン、イソトリデカン、イソテトラデカン、イソペンタデカン、イソヘキサデカンなどの炭素数５以上のいずれかの分岐炭化水素、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセンなどの炭素数５以上のαオレフィンなどが例示できる。より好ましくは、イソヘキサン、イソペンタン、イソドデカン、イソトリデカン、１-ヘキセン、１-オクテン、1-ドデセン、1-テトラデセンである。中性剥離剤における炭化水素系溶剤の含有量は好ましくは１０〜７０重量％、より好ましくは、２０〜７０重量％である。
【００２２】
アセテート系溶剤としては、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテートなどが例示できる。好ましくは、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートが例示できる。中性剥離剤におけるアセテート系溶剤の含有量は好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは、７〜１５重量％である。
【００２３】
中性剥離剤は、好ましくは可溶化剤として、界面活性剤、グリコール系溶剤、アルコール系溶剤を用い、炭化水素系溶剤を水に可溶化させることで引火点のない剥離剤とすることができる。中性剥離剤における可溶化剤の含有量は好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは７〜１５重量％である。また、浸透を良くする浸透剤を添加してもよい。界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれでも含有させることができるが、なかでも非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。中性剥離剤における界面活性剤の含有量は好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは７〜１５重量％である。
【００２４】
また、グリコール系溶剤としては、脂肪族グリコール、芳香族グリコールのなかから選択される。脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、メチルジグリコール、メチルトリグリコール、イソプロピルジグリコール、ブチルジグリコール、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、2-エチルヘキシルグリコール、2-エチルヘキシルジグリコール等が例示でき、芳香族グリコールとしては、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコール、ベンジルトリグリコール、フェニルグリコール、フェニルジグリコール等が例示できる。これらのうち少なくとも一つを含むものであるが２種以上併用してもかまわない。中性剥離剤におけるグリコール系溶剤の含有量は好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％である。
【００２５】
アルコール系溶剤としては、１価のアルコール系溶剤が例示でき、脂肪族アルコール、芳香族アルコールのなかから選択される。脂肪族アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等が例示でき、芳香族アルコールとしては、ベンジルアルコール、4-メチルベンジルアルコール、2-エチルベンジルアルコール、フェノキシエタノール等が例示できる。なかでも芳香族アルコールとしてのベンジルアルコール、4-メチルベンジルアルコール、2-エチルベンジルアルコール、フェノキシエタノールから選択されることが好ましい。特に好ましいのは、ベンジルアルコール、フェノキシエタノールである。アルコール系溶剤の含有量は好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは１〜５重量％である。
【００２６】
浸透剤としては、アセチレン系界面活性剤、エチレンオキサイド付加型非イオン系界面活性剤、アルキルスルホン酸系アニオン界面活性剤が例示でき、好ましくは、アセチレン系界面活性剤を用いることができる。これらのうち少なくとも一つを含むものであるが２種以上併用してもかまわない。浸透剤の含有量は好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．１〜３重量％である。
【００２７】
中性剥離剤として、水を含有させることができる。水は、水道水、蒸留水、イオン交換水、純水等いずれでもかまわない。本発明の中性剥離剤を構成する水は、上記界面活性剤成分を溶解するためのものであり、炭化水素系溶剤、アセテート系溶剤、グリコール系溶剤、アルコール系溶剤、界面活性剤、浸透剤などを加えた残りの残部量配合することができる。本発明の中性剥離剤は、水を含有成分としているから準水系剥離剤ともいえる。
【００２８】
好ましい中性剥離剤としては、炭化水素系溶剤として1-ドデセン、又は1-テトラデセンを１０〜７０重量％、アセテート系溶剤として３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート、又はジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートを５〜２０重量％、可溶化剤として2-エチルヘキシルジグリコール、非イオン性界面活性剤、ベンジルアルコール又はフェノキシエタノールを合わせて５〜２０重量％、浸透剤としては、アセチレン系界面活性剤を０．１〜５重量％、残り水を含有させるのがよい。
【００２９】
本発明のリサイクル方法は、次のステップとして、封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程を有する。ステップ２で分離された受光面ガラス、即ち、封止剤と太陽電池セルとになった太陽電池モジュールから封止剤とセルを構成する金属類に分離回収する工程である。この分離回収する工程は、分離した封止剤と太陽電池セルとになった太陽電池モジュールを破砕し、細粒化し、そこでの材料の比重差にもとづき合成樹脂からなる封止剤とセルを構成する金属やシリコンなどの金属類に分離して回収する工程である。
【００３０】
当該ステップでは、封止剤と太陽電池セルとになった太陽電池モジュールを破砕することで、封止剤のみからなる細粒、セルを構成する金属類のみからなる細粒、及び封止剤付着金属類の細粒に分離できる。ここまでの工程で、受光面ガラスは太陽電池モジュールから完全に分離でき、確実に回収することができる。
【００３１】
本発明の当該ステップとしての封止剤と太陽電池セルを封止剤と金属類に分離回収する工程が、さらに２つの工程に分けられているのが好ましい。２つの工程としては、封止剤と金属類に分離回収する工程の最初の工程として、封止剤と太陽電池セルを粉砕する工程を設け、次いで、粉砕された封止剤と太陽電池セルの積層体を剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程とがある。
【００３２】
封止剤と太陽電池セルを粉砕する工程としては、通常の粉砕工程で用いる装置、例えば破砕ミルを用いて行えばよい。本工程は、図２のステップ３（粉砕）工程として例示できる。この粉砕工程では、硬度の高い受光面ガラスがないので、配線部分があっても封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬した時に比重差により分離する程度に粉砕すればよい。好ましくは、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度に細粒化粉砕すればよい。
【００３３】
粉砕された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程としては、上記例示したステップ３（粉砕）工程で破砕、細粒化された封止剤と太陽電池セルを剥離剤溶液中に浸漬し封止剤と金属類とに剥離・分離する工程である。本工程は、図２のステップ４（浸漬・分離）工程として例示できる。この浸漬・分離工程では、細粒化された封止剤と太陽電池セルの積層体を剥離剤溶液に浸漬して、前記積層体に剥離剤を浸透させ、封止剤単体と金属、シリコンなどが存在する金属類とに剥離し、剥離剤溶液の中でそれぞれの比重差にもとづき封止剤、シリコン、銅、銀などの金属類とを分離できる。浸漬・分離工程は、好ましくは３０分〜３時間、より好ましくは１〜２時間の処理時間である。
【００３４】
上記浸漬・分離工程は、封止剤のみからなる細粒、セルを構成する金属類のみからなる細粒、及び封止剤付着金属類の細粒において、これら細粒を更に浸漬・分離処理する工程である。本工程では、細粒の中でも封止剤付着金属類の細粒から封止剤を剥離剤溶液中で、浸透、剥離するものである。更に、剥離剤溶液を撹拌することにより、剥離剤溶液の比重が１．０近く、封止剤としてのＥＶＡの比重は約０．９であるので、封止剤は剥離剤溶液中の上層部に浮き、シリコン（比重：２．３）、銅（比重：８．９）、銀（比重：１０．５）などの金属類は下層部となりサイクロンのような簡単な装置で容易に分離回収することができる。
【００３５】
浸漬・分離工程では、剥離剤溶液として、好ましくは、アルカリ性剥離剤を用いることができる。より好ましくは、プロピレングリコール系溶剤又は／及びジアルキルグリコール系溶剤を含むアルカリ性剥離剤を用いることができる。封止剤と太陽電池セルの積層体が微細化されているので、封止剤とシリコンや金属材料からなる金属類との界面にアルカリ性剥離剤は浸透し、これら両部材からなる太陽電池セルの積層体における封止剤を剥離することができる。更に、剥離剤溶液中で、剥離剤溶液を撹拌することにより、比重差を用いることで封止剤としてのＥＶＡは剥離剤溶液中の上層部に浮き、シリコン、銅、銀などの金属類は下層部と分離し簡単な装置で容易に分離回収することができる。
【００３６】
浸漬・分離工程で用いる剥離剤溶液としては、アルカリ性剥離剤であるならばいかなるものも使用できるが、より好ましくは、プロピレングリコール系溶剤又は／及びジアルキルグリコール系溶剤にアミン系溶剤を加えアルカリ性とした剥離剤を用いることができる。更に、アルカリ性剥離剤には、ステップ２で用いた炭化水素系溶剤、界面活性剤、水を含有させてもよい。水系のアルカリ性剥離剤とした場合には、本リサイクル作業において安全な剥離剤となりより好ましい。
【００３７】
アルカリ性剥離剤としてのプロピレングリコール系溶剤としては、メチルプロピレングリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコール、プロピルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、フェニルプロピレングリコール、メチルプロピレングリコールアセテートなどが例示でき、なかでもメチルプロピレングリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコールが好ましい。
【００３８】
アルカリ性剥離剤としてのジアルキルグリコール系溶剤としては、ジメチルグリコール、ジ メチルジグリコール、ジメチルトリグリコール、ジエチルジグリコール、ジブチルジグリコール、ジメチルプロピレンジグリコールなどが例示でき、なかでもジエチルジグリコール、ジメチルプロピレンジグリコールが好ましい。
【００３９】
アルカリ性剥離剤としてのアミン系溶剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチルエタノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジエチルエタノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジブチルエタノールアミン、Ｎ-(β-アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ-メチルエタノールアミン、Ｎ-メチルジエタノールアミン、Ｎ-エチルエタノールアミン、Ｎ-エチルジエタノールアミン、Ｎ-n-ブチルエタノールアミン、Ｎ-n-ブチルジエタノールアミン、Ｎ-(β-アミノエチル）イソプロパノールアミン、Ｎ,Ｎ-ジエチルイソプロパノールアミン等のモノ〜トリアルカノールアミン、２−エチルヘキシルアミン等、シクロへキシルアミン、ジメチルアミノシクロヘキサン等の脂環式アミン、アニリンや、トルイジン等の芳香族アミン、ジアミルアミン等のジアルキルアミン、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアセトアミドが例示でき、なかでもモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジプロパノールアミンが好ましい。
【００４０】
アルカリ性剥離剤を例示すると、プロピレングリコール系溶剤２０〜６０重量％、ジアルキルグリコール系溶剤１０〜３５重量％、アミン系溶剤５〜１５重量％、炭化水素系溶剤１〜１０重量％、アセチレン系浸透剤０．１〜５％、残り水である。なかでもジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート３０重量％、メチルプロピレントリグリコール４９重量％、モノイソプロパノールアミン１０重量％、1-テトラデセン５重量％、アセチレン系浸透剤１％、残り水としたアルカリ性剥離剤を例示できる。
【００４１】
本発明における中性剥離剤及びアルカリ性剥離剤には必要に応じて適宜、従来の剥離剤に配合されている各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤、増粘剤、顔料などの着色剤、香料などを添加してもよい。
【００４２】
本発明の中性剥離剤及びアルカリ性剥離剤は、上記した各成分を配合したものであるが、使用する各成分が比較的揮発性が低いため、組成変動が少なく、長期間安定して良好な剥離効果を発揮できる。また各成分は人体への影響の大きい成分を含まないので、作業操作上安全で、かつ剥離剤が水性液であるので長期間の使用後に水を補給することで容易に剥離液再生ができ、その上剥離処理後の液管理も容易である。
【００４３】
本発明のステップ２（浸漬）、ステップ４（浸漬・分離）工程において用いる浸漬は、太陽電池モジュール積層体や、微細化した電池モジュール積層体を本発明の剥離剤を接触させることができるならばいかなる手段でもよい。浸漬、塗布、スプレー、シャワーなどの方法によって、大気中で常温ないし加熱下で接触させればよいが、剥離剤を加熱下で使用する方が剥離をより促進することができる。特に本発明の剥離剤を高温に加温した剥離剤槽に被剥離物を浸漬あるいは揺動浸漬して剥離する方法が好ましい。またステップ２（浸漬）においては剥離剤槽中で超音波振動を併用することがより好ましく、これにより、高温液中において封止剤の剥離時間が短縮できる。例えば、６０〜９０℃に加熱した剥離剤において槽中で超音波振動を周波数２８〜１３５ＫＨｚ、高周波出力１５０〜６００Ｗで付与すると封止剤の剥離時間が大幅に短縮できる。なかでも周波数４０ＫＨｚと１００ＫＨｚの超音波振動を併用すると剥離効率がより向上できる。
【００４４】
本発明の浸漬を要する各工程においては、剥離剤の温度を水が蒸発しない条件で、即ち常温〜９０℃で用いることができる。好ましくは３０〜９０℃、特に好ましくは５０〜８５℃に加温した剥離剤槽に、被処理物を入れて剥離処理することがよい。処理時間としては１〜２０時間浸漬あるいは揺動浸漬、超音波振動浸漬し、その後通常の洗浄・乾燥で剥離剤を除去すればよい。例えば水、アセトン、イソプロピルアルコールなどを用いて洗浄したのち、室温で乾燥して剥離剤を除去すればよい。
【００４５】
本発明のリサイクル方法により、封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールから各マテリアル、即ち、ガラス成分、封止剤である樹脂成分、セルを構成するシリコン成分、配線などを構成する金属成分に容易に分離回収することができる。特に、受光面ガラス、金属類は、付着成分がなく無傷のままで回収できるので、再利用することができる。一方、封止剤はバルクのまま回収でき、再利用も容易である。
【実施例】
【００４６】
以下には、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００４７】
＜剥離対象物＞ガラス基板として（５３０ｍｍ×６２０ｍｍ×３ｍｍ）、バックシートとしてテドラ−(DuPont社製)の間に太陽電池セルを配置し、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Hangzhou First PV Material Co. Ltd製）を用いて、１５０℃、１０分の条件で貼り合わせ、室温で２時間放置後、物品の厚さを約３．０ｍｍとし、４０Ｗ実施相当品の太陽電池ダミーモジュール試料を作成した。
【００４８】
＜剥離方法＞下記各種剥離剤を液温４０〜８０℃に加温した剥離剤槽に試料を浸漬して１６時間を限度に剥離処理した。
【００４９】
＜評価手段、方法＞剥離処理の評価はガラス基板が剥離するまでの時間、ガラス基板の剥離状態を調べた。剥離時間は、目視によりガラス基板が完全に剥離するまでの時間で評価した。剥離状態はエチレン−酢酸ビニル共重合体の剥離状態を目視により評価した。
【００５０】
[実施例１] 
ＮＣルーター研削機を用い、太陽電池モジュール試料のバックシートを１５分かけて研削し剥離し、ＥＶＡ面にスリットを１ｃｍ間隔で縦、横方向に入れた（ステップ１）。次いで、処理槽に炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤（1-テトラデセン６０重量％、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート１０重量％、エチルヘキシルジグリコール３重量％、ベンジルアルコール１重量％、アセチレン系浸透剤０．２重量％、非イオン界面活性剤１９．８重量％、残り水）を８０度に加温保持し１６時間浸漬処理しガラス基板を剥離した（ステップ２）。浸漬処理後ガラス基板を剥離した残りのＥＶＡで包被された太陽電池セルをミルで破砕、約１ｍｍ角程度にする細粒化処理を１５分間施し、ＥＶＡ細粒、シリコンと金属とからなる金属類細粒、ＥＶＡが付着した金属類細粒に破砕できた。細粒化した細粒を水洗すると比重差により、ＥＶＡと金属類とに分離できた。処理時間はトータルで１６．５時間、ガラスはＥＶＡが全く見えない状態で完全に剥離した状態で回収できた。確認のため回収したガラスを５００℃で１時間燃焼させて付着している全有機物を測定したところ１０ｐｐｍであった。
【００５１】
[実施例２] 
ＮＣルーター研削機を用い、太陽電池モジュール試料のバックシートを１５分かけて研削し剥離し、ＥＶＡ面にスリットを１ｃｍ間隔で縦、横方向に入れた（ステップ１）。次いで、処理槽に炭化水素系溶剤を含む中性剥離剤（1-テトラデセン６０％、３−メトキシ−３−メチル−１−ブチルアセテート１０％、エチルヘキシルジグリコール３％、ベンジルアルコール１％、アセチレン系浸透剤０．２％、非イオン界面活性剤１９．８％、残り水）を８０度に加温保持し４０ｋＨｚと１００ｋＨｚの２周波からなる超音波振動を付与しながら６時間浸漬処理しガラス基板を剥離した（ステップ２）。浸漬処理後ガラス基板を剥離した残りのＥＶＡで包被された太陽電池セルをミルを用いて破砕、約１ｍｍ角程度にする細粒化処理を１５分間施した（ステップ３）。更に、処理槽にプロピレングリコール系溶剤又は／及びジアルキルグリコール系溶剤を含むアルカリ性剥離剤（ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート３０重量％、メチルプロピレントリグリコール４９重量％、モノイソプロパノールアミン１０重量％、1-テトラデセン５重量％、アセチレン系浸透剤１％、残り水）を８０度に加温保持し撹拌を付与しながら１時間浸漬処理した（ステップ４）。また、ＥＶＡ細粒、シリコン細粒、金属細粒が比重差により３０分で分離回収できた。処理時間はトータルで８時間、剥離状態はガラスにＥＶＡが全く見えない状態で完全に剥離していた。
【００５２】
実施例１、２は、トータルで８時間〜１６．５時間のリサイクル処理であり、目標とした２４時間以内を達成していた。いずれの実施例でもガラスの回収は無傷で、表面には付着物がなく、回収率としては１００％で回収できた。封止剤は剥離剤によりセルとの界面剥離することができ、再付着することなくバルクの状態で分離することができた。更に粉砕、細粒化処理を加えた実施例は、ＥＶＡ細粒、シリコン細粒、金属細粒の３種が分離回収できより効率的であった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールを、各マテリアルに分離する太陽電池モジュールのリサイクル方法において、各マテリアルに分離した部材への品質に影響がなく、使用環境上問題がなく安全で、処理後の廃液処理の問題もなく、簡単に太陽電池モジュールを各マテリアルに分離できる太陽電池モジュールのリサイクル方法を提供できる。封止剤がＥＶＡ、ＰＶＢなどの材質にかかわりなく、封止剤で包囲された太陽電池セルと受光面ガラスとバックシートとが積層されてなる太陽電池モジュールをリサイクル対象とすることができる。
【図１】
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【図２】
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