光伏组件的背板切削和废屑回收工艺的制作方法

本发明属于环保，具体涉及一种光伏组件的背板切削和废屑回收工艺。

背景技术：

1、光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成，具体包括玻璃板、eva胶层、电池片、背板、接线盒和边框等组成，其中九成以上的材料都可以回收再利用，具有相当可观的回收价值和较高的经济利润，因此，对达到寿命期后的光伏组件需要进回收利用，不仅在一定程度上缓解光伏器件原材料短缺的问题，而且还可以避免对环境造成污染，即，将固体废物中电池片回收转变为有用原材料，同时也能够有效地进行环保治理、保护环境。

2、然而，在背板去除过程中，若采用热解进行背板去除时，我们知道背板主要包括pet基膜、通过胶粘剂分别形成在pet基膜正背面的外层氟膜和外内层氟膜，而氟膜在热解过程中会产生氟气，不仅有毒、造成污染环境，而且热解之后的残留物、硅、玻璃等全部混在一起，再加上硅和二氧化硅之间本来就很难分离，因此，所回收硅的纯度无法达到需求。

3、目前，大部分背板去除采用物理法为主，并通过湿式磨削、湿式切削的方式将背板去除，然而在实际操作中，存在以下技术缺陷：

4、1.物理削除很难完全剥离电池片表面的胶粘剂层和氟膜形成残留，同时切削后的碎屑，尤其在湿式磨削或湿式切削中，碎屑很容易粘附在电池片表面，即，残留部分和粘附残余部分形成硅混料后，不仅影响硅的分离，而且也影响回收硅的纯度；此外，湿式切削虽然压制了扬尘，但它是把pet微粉+氟膜微粒+玻璃细尘+老化胶黏剂强行搅入液相，形成一种高悬浮物、难自然沉降的有机-无机复合浆料，这种废水的微量氟化物若不精细过滤，极易造成二次土壤/水体污染；同时切削后的背板碎屑也很难随流动的切削液而脱离电池片表面，因此，吸附在电池片表面的碎屑形成混料，加大硅分离难度，进而影响硅纯度；

5、2.物理法切削中一旦废屑呈体积较大的块状或长条状时，废屑不仅需要较大的吸附力，而且也大幅度增加了吸附口的堵塞率，同时切削中二次粘附在电池片表面或者残余在电池片表面的废屑，无法脱离电池片表面，因此，残余或粘附在电池片表面的废屑会形成混料，不仅增加硅分离的难度，而且影响回收硅的纯度；

6、3.物理削除中很难控制侧向应力，尤其是磨削组件尾端时，刚性受限的组件易发生瞬态翘曲与微位移，这不仅大幅提升了电池片的边缘崩缺与隐裂率，更直接威胁了脆性玻璃基底的完整保存（致使整板玻璃的无损回收极难实现）；

7、4.废屑和悬浮颗粒收集难度较大，同时也无法有效地集中处理，因此，需要大量的人力去分散收集。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的光伏组件去除背板用的废屑收集工艺。

2、为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种光伏组件的背板切削和废屑回收工艺，其采用的背板去除设备包括切削单元和废屑回收单元，切削单元包括并排且同向转动的传输辊组、主削组件、辅削组件，废屑回收单元包括布局于传输辊组下方的接漏组件、负压收集组件、集料组件，其中负压收集组件基于负压协作辅削以将辅削脱落电池片的废屑碎解，且包括如下步骤：

4、s1.主削

5、基于主削组件和传输辊组形成主削通道，且主削通道在光伏组件传输方向上间隔分布且形成多段主削区，光伏组件的玻璃层贴合传输辊面、背板层朝上的依次水平经过各段主削区，且由多段主削区的分区或分层协作，以实施背板层的削除；

6、s2.辅削

7、基于辅削组件和传输辊组形成辅削通道，且辅削通道所采用的辅削组件基于光伏组件传输方向相反的反向抵铲和分梳碎解，以侧向限制和翘曲限制辅助主削，同时将残余或残留在电池片表面的废屑铲离，并在负压收集组件形成沿着反向抵铲角度负压协作下，辅削组件同步抵铲和碎屑，其中辅削组件包括抵铲刀具和梳齿刀具；

8、s3.碎屑收集

9、首先，将主、辅削而散落的废屑相对承接并沿着光伏组件传输方向向前并向下转移，且转移的末端构成接漏收集点位；其次，负压收集组件与辅削通道连通，辅削组件辅削后的废屑和悬浮颗粒随着负压气流沿着抵铲角度和梳齿所形成槽区向上收集至负压斗，再通过固气分离将废屑分离，且分离后的废屑汇聚且汇聚的出口构成负压收集点位；最后，采用集料组件将接漏收集点位和负压收集点位衔接，并将收集的废屑向汇聚点位集中。

10、根据本发明的一个具体实施和优选方面，在步骤s1中，各段主削区布局有主削刀具，多个主削刀具之间协作所形成主削区域覆盖光伏组件的宽幅，且形成的切削量总和等于背板层的厚度；或者，多个主削刀具之间协作所形成主削区域覆盖光伏组件的宽幅，且各主削刀具的切削量与背板层的厚度相等，同时多个主削区在背板层的宽幅方向上错位且互补分布。

11、优选地，各主削刀具所形成切削区域宽幅相等，且形成的切削量等于背板层厚度；多组主削刀具在背板层的宽幅方向上错位且互补分布。采用分区加工方式，先开槽，再分切以实现全面削除；进一步的，各主削刀具包括多个间隔分布的盘刀。各主削刀具采用多组圆盘刀具（盘刀），沿进给方向前后排布，并在轴向（宽度方向）上错位互补，使各组盘刀的切削区域共同覆盖光伏组件的整个宽幅，从而进行相邻盘刀之间的切削轨迹无缝衔接，避免残留或过切，同时，基于各排盘刀的切削方向的不同，则相互抵消侧向应力，从而大幅降低施加于背板的总侧向弯矩，有效抑制翘曲、弯曲和边缘撕裂。或者，各主削刀具为滚刀，其中滚刀有并排且间隔布局在滚轴上的多把刀片，各刀片的形成宽度和间隔距离相等。采用滚刀的错位、互补以实施光伏组件整个宽幅方向切削，同时错位布局且先后切削还能够相互限制光伏组件产生侧向偏移，有效抑制翘曲、弯曲和边缘撕裂。

12、或者，各主削刀具为连续刀刃并覆盖整个背板层的宽幅的滚刀，且各滚刀所形成切削量之和等于背板层厚度。采用分层切削的方式，逐步削除背板，此方式不仅对组件产生的侧向应力小，而且将总切削深度按预设比例分配给多把连续刀刃、覆盖整个背板层宽度的宽幅滚刀，使得每一刀的瞬时切削面积与切削力峰值均被显著压低，合力方向更贴近进给方向，从而在根本上抑制背板的侧向滑移、弹性回弹、弯曲翘曲以及边缘撕裂风险；与此同时，由于各滚刀分担的切深相对均匀且恒定，切削负载波动小、冲击载荷降低，刀具磨损速率更可预测、刃口寿命延长；再加上宽幅滚刀一次成型即完成全宽切削，无需多次走刀对接，因而加工效率高、接刀痕与台阶缺陷几乎消除，最终获得的断面直线度、平行度与表面完整性均可达到较高水平。

13、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，传输辊组包括并排且间隔分布的多根传输辊，且多根传输辊的顶面构成传输面，各个主削刀具的下方正对布局一根传输辊，且传输辊为对位传输辊，其中对位传输辊形成的支撑力和切削所形成竖直方向的应力处于动平衡状态。一般情况下，切削位置与对位传输辊的顶部对位，且切削位置与下方的对位传输辊的轴心线上下对齐，简言之，基于铲削和支撑所形成当前位置在竖直方向处于受力平衡状态，以消除铲削瞬间造成光伏组件的翘曲、弯曲。

14、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在步骤s2中，抵铲刀具形成的抵铲与电池片表面形成的角度为β，0°≤β＜90°。一般情况下，0°≤β≤15°，简言之，抵铲与电池片表面形成的角度越小越好，当β=0°，说明完全沿着水平方向进行平铲，一方面不仅避免在竖直方向产生应力而造成电池片表面的铲伤，而且基于平抵所形成的限制改善切削和传输稳定性；另一方面形成的负压吸附导向，不仅消除向上吸附所造成的竖直方向应力，而且更顺畅地将碎屑自吸附口吸入。

15、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，抵铲刀具包括底铲板、连接板和端封板，其中底铲板靠近主削组件的侧面构成铲削面，连接板位于铲削面的相对侧且连接板与负压收集组件固定，端封板将底铲板和连接板相对两端连接并固定在负压收集组件以形成铲削腔，其中铲削腔沿着光伏组件宽幅方向延伸，铲削面和负压收集组件之间敞开构成吸附口，当铲削面抵铲电池片表面时，废屑自吸附口进入铲削腔。基于铲削腔的成型，不仅改变负压气流走向，而且为铲离废屑提供存留空间，减少铲起废屑二次粘附电池片的概率。

16、优选地，铲削面自下而上倾斜设置，且底铲板平压在电池片表面。基于倾斜铲削面的设计，不仅能够将铲起的废屑导向铲削腔内，而且所形成刃能够全面铲除残余或残留在电池片表面的废屑。

17、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，梳齿刀具的齿槽在光伏组件宽幅方向并排间隔分布，且梳齿刀具包括沿着所述铲削腔长度方向间隔分布的多个刀体，相邻两个刀体之间形成梳齿槽，各刀体在底铲板和连接板厚度方向的投影均呈三角形，各刀体形成的梳齿刃自下而上倾斜延伸。基于梳齿刀具进行碎解，避免大体积废屑无法顺利脱离电池片表面，降低废屑造成的混料概率，同时，采用独特造型的刀体布局，不仅能够达到所需的碎解功能，而且还能够有效的导流，更顺畅地将碎屑导流至负压斗。

18、优选地，三角形呈等腰三角形。不仅在更有利于废屑的碎解，而且所形成导向更有利于废屑和气流混合物的变向、转移。

19、优选地，铲削面和各梳齿刃的倾斜角度相等。被铲起的废屑随着负压流程相对贴合梳齿刃而逐步内移动，从而便于大体积块状或条状的废屑碎解。

20、进一步的，各梳齿刃和铲削面共面。此共面指代的是：各梳齿刃对齐形成的平面和铲削面是在同一平面内。这样设置的最大好处就是：将铲和切形成协作，避免废屑缠绕梳齿刃，改善碎解效率和品质，同时在负压带动下更有利于实施大体积块状或条状的废屑碎解。

21、更优的，各梳齿刃的上端位于吸附口的顶部边缘和连接板的顶部边缘之间。基于角度和位置布局，使得铲削腔的体积自下而上竖直变大，不仅有利于碎解废屑和负压混合气流的顺畅通过，而且配合负压更利于实施废屑的碎解和悬浮废屑颗粒的吸附。

22、根据本发明的又一个具体实施和优选方面，传输辊组包括并排且间隔分布的多根传输辊，多根传输辊的顶面构成传输面，底铲板的下方正对布局一根传输辊，且传输辊为对位传输辊，其中对位传输辊形成的支撑力和底铲板所形成竖直方向的应力处于动平衡状态。基于铲削和支撑所形成当前位置在竖直方向处于受力平衡状态，以消除铲削瞬间造成光伏组件的翘曲、弯曲。

23、优选地，负压收集组件包括负压斗、分离器、除尘器，其中连接板和端封板分别固定在负压斗，且负压斗位于铲削面上方布局有栏板，栏板和铲削面之间敞开构成吸附口。基于分离器产生负压进行吸料，然后固气分离，分离后的固态废屑被负压收集，分离后的废气进入除尘器后排出。

24、优选地，分离器为旋风分离器。采用离心力的方式进行分离，也是常规外购产品。

25、优选地，除尘器为滤袋除尘器。其主要用于废气净化，也是常规外购产品。

26、此外，在步骤s3中，集料组件采用环形传输带进行漏收集点位和负压收集点位的衔接。

27、优选地，集料组件包括环形传输带组和集料斗，其中环形传输带组包括自端部相对衔接的第一传输带和第二传输带，第一传输带水平设置，且将漏收集点位和负压收集点位连通；第二传输带自下而上倾斜设置，且下端部与第一传输带衔接，上端部安装集料斗，集料斗的出料口构成汇聚点位。基于汇聚点位的设置，只需要根据接料框即可，操作人员可以定期换框即可，不仅节约人力成本，而且促进去背板的智能化发展。

28、由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

29、1.基于多段主削区的分区或分层协作，结合辅削抵铲和碎解，不仅将电池片表面的残余或残留的废屑相对铲离，而且抵铲协能够形成侧向限制和翘曲限制，辅助光伏组件平稳切削和水平传输，降低电池片的损伤率(边缘崩缺与隐裂率)和提高脆性玻璃基底的完整无损回收率；

30、2.基于接漏和负压收集的协作实现电池表面无残余或残留的收集，不仅适配于任何一种物理切削，而且无废水、无氟气产生，同时基于沿着反铲角度负压气流对电池片产生竖直方向的较小应力牵扯，而且负压气流协助辅削和碎解，消除大体积废屑造成的吸附堵塞，此外废屑二次粘附率低，降低废屑的混料率，而且将散落、铲落、负压收集汇聚集中，降低人力成本；

31、3.采用分区加工方式，先开槽，再分切以实现全面削除；各主削刀具包括多个间隔分布的盘刀，各主削刀具采用多组圆盘刀具（盘刀），沿进给方向前后排布，并在轴向（宽度方向）上错位互补，使各组盘刀的切削区域共同覆盖光伏组件的整个宽幅，从而进行相邻盘刀之间的切削轨迹无缝衔接，避免残留或过切，同时，基于各排盘刀的切削方向的不同，则相互抵消侧向应力，从而大幅降低施加于背板的总侧向弯矩，有效抑制翘曲、弯曲和边缘撕裂，或者，采用滚刀的错位、互补以实施光伏组件整个宽幅方向切削，同时错位布局且先后切削还能够相互限制光伏组件产生侧向偏移，有效抑制翘曲、弯曲和边缘撕裂；

32、4.采用分层切削的方式，逐步削除背板，此方式不仅对组件产生的侧向应力小，而且将总切削深度按预设比例分配给多把连续刀刃、覆盖整个背板层宽度的宽幅滚刀，使得每一刀的瞬时切削面积与切削力峰值均被显著压低，合力方向更贴近进给方向，从而在根本上抑制背板的侧向滑移、弹性回弹、弯曲翘曲以及边缘撕裂风险；与此同时，由于各滚刀分担的切深相对均匀且恒定，切削负载波动小、冲击载荷降低，刀具磨损速率更可预测、刃口寿命延长；再加上宽幅滚刀一次成型即完成全宽切削，无需多次走刀对接，因而加工效率高、接刀痕与台阶缺陷几乎消除，最终获得的断面直线度、平行度与表面完整性均可达到较高水平；

33、5.切削位置与对位传输辊的顶部对位，且切削位置与下方的对位传输辊的轴心线上下对齐，简言之，基于铲削和支撑所形成当前位置在竖直方向处于受力平衡状态，以消除铲削瞬间造成光伏组件的翘曲、弯曲；

34、6.抵铲刀具形成的抵铲与电池片表面形成的角度为β，一般情况下，0°≤β≤15°，简言之，抵铲与电池片表面形成的角度越小越好，当β=0°，说明完全沿着水平方向进行平铲，一方面不仅避免在竖直方向产生应力而造成电池片表面的铲伤，而且基于平抵所形成的限制改善切削和传输稳定性；另一方面形成的负压吸附导向，不仅消除向上吸附所造成的竖直方向应力，而且更顺畅地将碎屑自吸附口吸入；

35、7.基于铲削腔的成型，不仅改变负压气流走向，而且为铲离废屑提供存留空间，减少铲起废屑二次粘附电池片的概率；同时基于倾斜铲削面的设计，不仅能够将铲起的废屑导向铲削腔内，而且所形成刃能够全面铲除残余或残留在电池片表面的废屑。

36、8.基于梳齿刀具进行碎解，避免大体积废屑无法顺利脱离电池片表面，降低废屑造成的混料概率，同时，采用独特造型的刀体布局，不仅能够达到所需的碎解功能，而且还能够有效的导流，更顺畅地将碎屑导流至负压斗；三角形呈等腰三角形。不仅在更有利于废屑的碎解，而且所形成导向更有利于废屑和气流混合物的变向、转移，铲削面和各梳齿刃的倾斜角度相等，被铲起的废屑随着负压流程相对贴合梳齿刃而逐步内移动，从而便于大体积块状或条状的废屑碎解；各梳齿刃对齐形成的平面和铲削面是在同一平面内，这样设置的最大好处就是：将铲和切形成协作，避免废屑缠绕梳齿刃，改善碎解效率和品质，同时在负压带动下更有利于实施大体积块状或条状的废屑碎解；此外，基于角度和位置布局，使得铲削腔的体积自下而上竖直变大，不仅有利于碎解废屑和负压混合气流的顺畅通过，而且配合负压更利于实施废屑的碎解和悬浮废屑颗粒的吸附。

37、9基于分离器产生负压进行吸料，然后固气分离，分离后的固态废屑被负压收集，分离后的废气进入除尘器后排出；

38、10.基于汇聚点位的设置，只需要根据接料框即可，操作人员可以定期换框即可，不仅节约人力成本，而且促进去背板的智能化发展。