钙钛矿太阳能电池的回收方法与流程

本申请涉及电池回收领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池的回收方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池是指利用有机无机杂化金属卤化物例如有机铅碘化物作为吸光层的一种新型太阳能电池，其具有低成本、高效率和良好稳定性等优势，受到越来越多的关注。在钙钛矿太阳能电池的回收中，钙钛矿吸光层是一个回收的重点，从环境角度看，铅元素需要被妥善处理以避免水体或土壤的重金属污染；从经济角度上，低丰度的碘元素价格始终昂贵，因此钙钛矿太阳能电池回收的主要目的在于减少有毒的铅废料的产生以及回收其中高价值的碘元素。

2、传统的钙钛矿太阳能电池的回收方法中，用n,n-二甲基甲酰胺（dmf）、二甲基亚砜（dmso）、n-甲基吡咯烷酮（nmp）等溶剂溶解提取钙钛矿吸光层，再经减压蒸馏等方式将碘化铅分离回收。然而减压蒸馏需要较高温度，能耗高。

技术实现思路

1、基于此，本申请一些实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的回收方法，有利于简化工艺，降低能耗。

2、一种钙钛矿太阳能电池的回收方法，包括如下步骤：

3、在第一ph下，用氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液对钙钛矿太阳能电池进行溶解，使铅离子与所述氨基羧酸类多齿络合剂及其盐发生络合生成水溶性络合物，经第一固液分离处理，得到第一溶液；

4、调节所述第一溶液的ph为第二ph，使所述氨基羧酸类多齿络合剂及其盐与所述铅离子发生解络合，所述铅离子与卤素离子发生反应，生成第一卤化铅沉淀。

5、在其中一些实施例中，所述氨基羧酸类多齿络合剂包括乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸及三乙烯四胺六乙酸中的一种或几种。

6、在其中一些实施例中，所述第一ph为5~7，所述第二ph≤1。

7、在其中一些实施例中，调节所述第一溶液的ph为第二ph的步骤中，向所述第一溶液中加入氢卤酸。

8、在其中一些实施例中，在第一ph下，用氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液对钙钛矿太阳能电池进行溶解的步骤包括：

9、向浓度为0.1mol/l~1mol/l的氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液中加入碱性试剂，调节ph为所述第一ph，所述碱性试剂包括氢氧化钠及氢氧化钾中的一种或几种；

10、用具有所述第一ph的氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液对所述钙钛矿太阳能电池进行溶解。

11、在其中一些实施例中，生成第一卤化铅沉淀的步骤中，还经第二固液分离处理，得到了第二溶液；

12、所述回收方法还包括：向所述第二溶液中加入水溶性铅盐，使所述第二溶液中的卤素离子与铅离子反应，生成第二卤化铅沉淀。

13、在其中一些实施例中，所述水溶性铅盐包括醋酸铅及硝酸铅中的一种或两种。

14、在其中一些实施例中，所述水溶性铅盐的加入量根据所述第一卤化铅沉淀的质量以及所述钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料的组成确定。

15、在其中一些实施例中，使所述第二溶液中的卤素离子与铅离子反应，生成第二卤化铅沉淀的步骤中，还经第三固液分离处理，得到了第三溶液，所述回收方法还包括：调节所述第三溶液的ph为所述第一ph，回收所述氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液。

16、在其中一些实施例中，经第一固液分离处理，得到第一溶液的步骤之前，还包括：回收透明导电玻璃的步骤。

17、本申请一些实施例的钙钛矿太阳能电池的回收方法包括：在第一ph下，用氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液来溶解钙钛矿太阳能电池，以钙钛矿吸光层材料为fapbi3为例，此时，钙钛矿吸光层材料fapbi3遇水分解为pbi2和fai，在第一ph下，钙钛矿吸光层中的铅离子与氨基羧酸类多齿络合剂及其盐发生络合生成水溶性络合物，得到第一溶液。再调节第一溶液的ph为第二ph，减弱氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的络合能力，与铅离子发生解络合，铅离子与碘离子重新沉淀为碘化铅，而实现对碘化铅的回收。可以理解，以上仅以钙钛矿吸光层材料为fapbi3为例进行说明，上述钙钛矿吸光层的材料中a位阳离子还可以为其它，x位卤素离子也不限于为碘离子，还可以为其它卤素离子。上述回收方法采用廉价的氨基羧酸类多齿络合剂及其盐水溶液，在室温环境下，通过简单的调节ph和固液分离处理能够实现钙钛矿电池中有价值组分的高效回收，工艺简单，且无需减压蒸馏等方法，能耗低，适应当下节能减排以及循环经济的要求。

1.一种钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，所述氨基羧酸类多齿络合剂包括乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸及三乙烯四胺六乙酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，所述第一ph为5~7，所述第二ph≤1。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，调节所述第一溶液的ph为第二ph的步骤中，向所述第一溶液中加入氢卤酸。

5.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，在第一ph下，用氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液对钙钛矿太阳能电池进行溶解的步骤包括：

6.根据权利要求1~2及4~5任一项所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，生成第一卤化铅沉淀的步骤中，还经第二固液分离处理，得到了第二溶液；

7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，所述水溶性铅盐包括醋酸铅及硝酸铅中的一种或两种。

8.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，所述水溶性铅盐的加入量根据所述第一卤化铅沉淀的质量以及所述钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料的组成确定。

9.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，使所述第二溶液中的卤素离子与铅离子反应，生成第二卤化铅沉淀的步骤中，还经第三固液分离处理，得到了第三溶液，所述回收方法还包括：调节所述第三溶液的ph为所述第一ph，回收所述氨基羧酸类多齿络合剂及其盐的水溶液。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的回收方法，其特征在于，经第一固液分离处理，得到第一溶液的步骤之前，还包括：回收透明导电玻璃的步骤。