JP2015071162A - 太陽電池モジュールの解体方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は太陽電池モジュールの解体方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、酸化雰囲気下で太陽電池モジュールに熱を加えるステップ、前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを囲む絶縁性保護層を除去するステップ、および前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを獲得するステップを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、太陽電池モジュールの解体方法に関する。

環境汚染および二酸化炭素の排出による地球温暖化を防ぐために、多様な代替エネルギー源が開発されている。代替エネルギー源のうちでも太陽光を電気に変換する太陽電池への関心が増大しており、各国家で設置される太陽電池も増加している。
太陽電池が設置された後に一定の期間が経過すると光電変換効率が低下するため、設置された太陽電池は撤去されなければならない。上述したように太陽電池の設置量が増加しているため、今後は撤去される太陽電池の量も増加するものと予想される。
太陽電池は光電変換効率を高めるために高価の材料を使用するため、太陽電池を撤去するときに、これらの材料を回収せずに撤去される場合には、資源浪費の問題だけではなく、廃太陽電池が深刻な環境汚染を誘発する恐れがある。

本発明は、廃太陽電池から太陽電池の材料を回収するためのものである。

本発明の太陽電池モジュールの解体方法は、酸化雰囲気下で太陽電池モジュールに熱を加えるステップと、前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを囲む絶縁性保護層除去するステップと、前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを獲得するステップとを含む。
前記太陽電池モジュールを酸化雰囲気下で摂氏４００度以上摂氏６５０度以下の熱を加えて前記絶縁性保護層を除去することができる。

前記絶縁性保護層は、ＥＶＡ、ＰＶＦ、ＰＶＢ、ポリエチレン、オレフイン系樹脂、シリコーン系樹脂、またはアイオノマ系樹脂のうち少なくとも１つを含むことができる。
前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスと前記絶縁性保護層の他側に位置するバックシートを備え、前記熱によって前記絶縁性保護層と前記バックシートが同時に前記太陽電池モジュールから除去されることができる。

前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスと前記絶縁性保護層の他側に位置するバックシートを備え、前記バックシートに対するプレヒーティングを実行して前記バックシートを除去した後に、前記絶縁性保護層を除去することができる。
前記絶縁性保護層を除去する前に、前記太陽電池モジュールの周りを囲むフレームを除去するステップをさらに含むことができる。
前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスを備え、前記ガラスは破損せずに獲得されることができる。
複数の前記太陽電池セルを連結する導電性リボンを獲得するステップをさらに含むことができる。

前記導電性リボンは、母材と前記母材を覆う金属コーティング層を備え、前記酸化雰囲気下で前記絶縁性保護層が除去される過程において、前記金属コーティング層の体積が増加して、前記導電性リボンが前記太陽電池セルから分離することができる。
前記酸化した金属コーティング層に力を加え、前記金属コーティング層を前記母材から分離することができる。
前記酸化雰囲気下で前記絶縁性保護層が除去される過程において、水分が流入することができる。

本発明の太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス、第１封止材、太陽電池セル、および第２封止材が順に配置された太陽電池モジュールから前記太陽電池セルを回収し、前記ガラスにクラックを形成するステップと、前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加えるステップと、前記太陽電池セルを回収するステップとを含むことができる。
前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加える前に、前記第２封止材にパターンを形成するステップをさらに含むことができる。
前記第２封止材を前記パターンを提供する第１パターン部材上に載せ、前記第１パターン部材を加熱するステップと、前記パターンが形成された前記第２封止材を前記第１パターン部材よりも温度が低い第２パターン部材に移動させるステップとを含むことができる。

本発明の太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス、第１封止材、太陽電池セル、および第２封止材が順に配置された太陽電池モジュールから前記太陽電池セルを回収し、前記第２封止材にパターンを形成するステップと、前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加えるステップと、前記太陽電池セルを回収するステップとを含む。
前記ガラスにクラックを形成するステップをさらに含むことができる。
前記クラックが形成された前記ガラスまたは前記パターンが形成された前記第２封止材のうちの１つにプレヒーティングを実行するステップをさらに含むことができる。

前記第２封止材を前記パターンを提供する第１パターン部材上に載せ、前記第１パターン部材を加熱するステップと、前記パターンが形成された前記第２封止材を前記第１パターン部材よりも温度が低い第２パターン部材に移動させるステップとを含むことができる。
前記プレヒーティングの温度は前記熱の温度に比べて高く、前記プレヒーティングを実行する時間は前記熱を加える時間に比べて短くするようにすることができる。

太陽電池モジュールの構成を示す図である。 太陽電池モジュールの構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法を示すフローチャートである。 太陽電池モジュールに熱を加えるためのファーネス（ｆｕｒｎａｃｅ）の一例を示す図である。 導電性リボンの断面を示す図である。 太陽電池モジュールの構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法を示すフローチャートである。 ガラスにクラックが形成された太陽電池モジュールの平面を示す図である。 図９ａは、第２封止材にパターンを形成する方法を示す図である。 図９ｂは、第２封止材にパターンを形成する方法を示す図である。 第１比較ケースによって回収された太陽電池セルを示す図である。 第２比較ケースによって回収された太陽電池セルを示す図である。 ガラスにクラックが形成され、第２封止材にパターンが形成された太陽電池モジュールの断面を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法によって回収された太陽電池セルを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法を示すフローチャートである。 第２封止材にパターンが形成されず、ガラスにクラックが形成された太陽電池モジュールの断面を示す図である。 クラックが形成されたガラスにプレヒーティングを施した結果を示す図である。 ガラスにクラックが形成されず、第２封止材にパターンが形成された太陽電池モジュールの断面を示す図である。 パターンが形成された第２封止材にプレヒーティングを施した結果を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法によって回収された太陽電池セルを示す図である。

図１および図２は、太陽電池モジュール１００の構成を示す図である。図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１１０を囲む絶縁性保護層１２０、絶縁性保護層１２０の一側に位置するガラス１３０、絶縁性保護層１２０の他側に位置するバックシート（ｂａｃｋ ｓｈｅｅｔ）１４０、太陽電池セル１１０を直列連結する導電性リボン１５０、および太陽電池モジュール１００の周りを囲むフレーム１６０を備えることができる。
また、図２に示すように、太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１１０を囲む絶縁性保護層１２０、絶縁性保護層１２０の両側に位置するガラス１３０、太陽電池セル１１０を直列連結する導電性リボン１５０、および太陽電池モジュール１００の周りを囲むフレーム１６０を備えることができる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の解体方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の解体方法は、酸化雰囲気下で太陽電池モジュール１００に熱を加えるステップＳ１１０、太陽電池モジュール１００の太陽電池セル１１０を囲む絶縁性保護層１２０を除去するステップＳ１２０、および太陽電池モジュール１００の太陽電池セル１１０を獲得するステップＳ１３０を含む。

本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００の解体方法によって太陽電池モジュール１００のガラス１３０が獲得されることができ、これについては後述で詳しく説明する。
絶縁性保護層１２０は、ＥＶＡ（Ｅｔｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）、ＰＶＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｆｌｏｒｉｄｅ）、ＰＶＢ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｂｕｔｙｒａｌ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、オレフイン（ｏｌｅｆｉｎ）系樹脂、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系樹脂、アイオノマ（Ｉｏｎｏｍｅｒ）系樹脂のうち少なくとも１つを含むことができる。

太陽電池は屋外で約２０年以上使用されるため、自然環境の影響を酷く受ける。このような環境から太陽電池を保護するために、絶縁性保護層１２０は、高い耐候性、耐久性、光学的特性を有するようになる。
ＥＶＡはエチレンとビニルアセテートの共重合体であって、光学的特性に優れて高い接着性能を有し、適切な添加剤を配合すると耐熱／耐久性、加工性、絶縁性などの物性を向上させることができる。

絶縁性保護層１２０の除去は、太陽電池モジュール１００を酸化雰囲気下で摂氏４００度以上摂氏６５０度以下の熱を加えて実行されることができる。上述したように、絶縁性保護層１２０は樹脂系列の物質で形成されるため、摂氏４００度以上の熱が加えられると絶縁性保護層１２０が燃えて除去されるようになる。
このとき、熱は摂氏６５０度以下であることができ、これは太陽電池セル１１０の電極を形成する金属が溶ける点を考慮した上で設定されることができる。例えば、電極がアルミニウムで形成されている場合、アルミニウムが溶ける点は摂氏６６０度である。したがって、熱の温度をアルミニウムが溶ける点よりも低く設定するが、余裕マージンをもって摂氏６５０度以下に設定されてもよい。

図１を参照しながら上述したように、太陽電池モジュール１００は、絶縁性保護層１２０の一側に位置するガラス１３０と絶縁性保護層１２０の他側に位置するバックシート１４０を備えることができる。太陽電池モジュール１００に加えられる熱により、絶縁性保護層１２０だけでなくバックシート１４０が同時に燃えるため、絶縁性保護層１２０とバックシート１４０が太陽電池モジュール１００から除去されるようになる。これにより、バックシート１４０を太陽電池モジュール１００から取り除くための別途の工程が必要なくなる。

バックシート１４０は複数の機能層で積層されたフィルム形態であることができ、水蒸気と酸素の遮断性に優れた基材フィルムを耐候性に優れたフッ素高分子フィルムで囲む構造を有することができる。
基材フィルムはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成されることができ、耐候性フッ素高分子フィルムとしてはポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）で形成されることができる。ＰＥＴは水蒸気の遮断性に優れている上に比較的低廉な高分子物質であり、ＰＶＦはＵＶ光線、ＩＲ光線とオゾンのような環境的影響による性能低下が小さい、優れた耐候性を有する。

このとき、基材フィルムと耐候性フッ素高分子フィルムの間の付着性を向上させるために、ＰＥＴやＰＶＦの表面をコロナ放電やこれと類似の技術によって処理すると、付着性を向上させることができる。または、付着性を増加させるために、ＰＥＴ上に接着剤が塗布されてもよい。
このように、バックシート１４０はＰＶＦ系列のバックシートであってもよく、ＰＶＦ系列のバックシートは、ＰＶＦバックシートやＰＶＤＦバックシートであってもよいが、これに限定されるものではない。

このようなバックシート１４０のＰＥＴが絶縁性保護層１２０と共に熱で燃える過程において、セラミック粉末が生成されることがある。太陽電池モジュール１００を解体する過程において、セラミックス粉末が太陽電池セル１１０に付着すると、セラミック粉末を太陽電池セル１１０から分離する別途の工程が必要となる。
したがって、熱を利用してバックシート１４０と絶縁性保護層１２０を同時に除去するのではなく、バックシート１４０を太陽電池モジュール１００から先に除去した後に、熱によって絶縁性保護層１２０が除去されることができる。

すなわち、バックシート１４０に対するプレヒーティング（ｐｒｅ−ｈｅａｔｉｎｇ）を実行してバックシート１４０を除去した後、熱を加えて絶縁性保護層１２０を除去することができる。バックシート１４０に対するプレヒーティングの温度は、絶縁性保護層１２０の除去のために加えられる熱の温度より低いことができる。
プレヒーティングが行われると、バックシート１４０に塗布された接着剤の接着力が低くなるため、作業者や作業装置がバックシート１４０に力を加えることで、バックシート１４０を太陽電池モジュール１００から除去できるようになる。

一方、上述したように、酸化雰囲気下で熱が太陽電池モジュール１００に加えられる。図４は、太陽電池モジュール１００に熱を加えるためのファーネス（ｆｕｒｎａｃｅ）の一例を示している。図４に示すように、モジュール支持台２１０に太陽電池モジュール１００が置かれた状態で太陽電池モジュール１００がファーネス内部に配置されることができる。

ファーネスに設置されているヒーティング部（図示せず）が熱を太陽電池モジュール１００に加え、太陽電池モジュール１００の絶縁性保護層１２０が除去されることができる。このとき、ファーネス内部は大気に露出することにより、絶縁性保護層１２０は酸化雰囲気下で除去されるようになる。
このような配置式ファーネスの他にも、太陽電池モジュール１００が連続式ベルトに乗ってファーネスのホットゾーン（Ｈｏｔ Ｚｏｎｅ）に移動することによって太陽電池モジュール１００に熱が加えられてもよい。

また、太陽電池モジュール１００がファーネスで酸化するときに発生するガスは、ファーネスと連結するスクラッバ（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）(未図示)に移動して除去されるため、大気中にガスが漏出しない。
このように酸化雰囲気下で絶縁性保護層１２０が除去されるため、絶縁性保護層１２０が除去される過程において、シリコーンを含む太陽電池セル１１０にＳｉＯ_２が生成されるようになる。

例えば、酸化雰囲気下で絶縁性保護層１２０が除去される過程中に、シリコーンを含む太陽電池セル１１０が割れることがある。太陽電池セル１１０の一面および他面上にはそれぞれＳｉＮｘ層および電極（図示せず）が存在するため、太陽電池セル１１０の両面は酸化雰囲気に露出しないが、割れた太陽電池セル１１０の断面は酸化雰囲気に露出するようになり、これによって断面表面はＳｉＯ_２によって酸化する。

このようにＳｉＯ_２が生成された表面を有する太陽電池セル１１０は、電流が流れる電極を備えることができる。太陽電池モジュール１００から太陽電池セル１１０を得た後、電極とアルカリ性水溶液の接触によって電極を太陽電池セル１１０から分離することができる。
例えば、電極がアルミニウムで形成され、アルカリ性水溶液が２０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液である場合、ＡｌとＮａＯＨ水溶液の間の反応は下記のとおりとなる。
Ａｌ＋ＮａＯＨ＋３Ｈ_２Ｏ＝ＮａＡｌ（ＯＨ）_４＋１．５Ｈ_２

このような反応によって形成されたＮａＡｌ（ＯＨ）４は、アルミニウム製錬工程の循環周期を通じてＡｌとＮａＯＨに還元されることができる。アルミニウム製錬工程の循環周期は次のとおりとなる。
２ＮａＡｌ（ＯＨ）_４＋ＣＯ_２＝Ｎａ_２ＣＯ_３＋２Ａｌ（ＯＨ）_３＋Ｈ_２Ｏ
２Ａｌ（ＯＨ）_３＝Ａｌ_２Ｏ_３＋３Ｈ_２Ｏ高温焙焼工程
Ａｌ_２Ｏ_３とＮａ_３ＡｌＦ_６を混合すると摂氏１０００度付近で液状として存在するため、これを電解製錬法によってＡｌ_２Ｏ_３から負極でＡｌが回収され、両極で発生するＯ_２は両極材料であるＣと反応してＣＯ_２として放出される。

以上で説明したように、太陽電池セル１１０の電極の構成物質を回収するためにアルカリ性水溶液が使用されることができ、この過程において、ＳｉＯ_２が太陽電池セル１１０をアルカリ性水溶液から保護することができる。
したがって、アルカリ性水溶液によって太陽電池セル１１０のシリコーンが汚染されることを防ぐことができ、アルカリ性水溶液によってシリコーンがエッチングされてシリコーンの回収率が減少することを防ぐことができる。
高純度のシリコーンが太陽電池セル１１０から回収されるためにはＳｉＯ_２が除去されなければならないため、電極を分離した後、太陽電池セル１１０のＳｉＯ_２がエッチング工程を通じて除去されることができる。ＳｉＯ_２に対するエッチング工程はフッ酸（ＨＦ）溶液を利用して行われてもよいが、これに限定されるものではない。

一方、図１および図２に示すように、太陽電池モジュール１００は、太陽電池モジュール１００の周りを囲むフレーム１６０を備えることができる。このような構造の太陽電池モジュール１００の場合、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００解体方法は、絶縁性保護層１２０を除去する前に、太陽電池モジュール１００の周りを囲むフレーム１６０を除去するステップをさらに含むことができる。

図１に示すように、絶縁性保護層１２０の両側にガラス１３０とバックシート１４０が位置したり、図２に示すように、絶縁性保護層１２０の両側にガラス１３０が位置したりすることがある。したがって、熱によって絶縁性保護層１２０が除去される場合、ガラス１３０は自然に太陽電池モジュール１００から破損せずに得られるようになる。
また、図２の太陽電池モジュール１００も、熱によって絶縁性保護層１２０が除去される場合、絶縁性保護層１２０の両側に存在するガラス１３０は、自然に太陽電池モジュール１００から破損せずに得られるようになる。
これにより、太陽電池モジュール１００の解体過程において、再利用に便利なガラス基板が得られるようになる。

すなわち、太陽電池モジュール１００に使用されるガラス１３０は強化処理が施されることができ、強化処理によるガラスの表面応力が熱処理によって解消されるため、ガラス１３０が破損せずに得られる。
このように、熱処理によってガラスの表面応力が解消され、破損せずにガラス１３０が得られるようになるため、ガラス１３０に対する裁断が可能となる。これにより、大型太陽電池モジュール１００から得たガラス１３０を裁断し、小型の太陽光電池モジュールのガラスに再利用することができる。

図１、図２、および図５に示すように、導電性リボン１５０は太陽電池セル１１０の間を連結し、導電性リボン１５０は、母材１５１と母材１５１を覆う金属コーティング層１５３を備えることができる。このとき、母材１５１は銅を含んでもよいが、これは一例に過ぎず、これに限定されるものではなく、電気が流れる多様な物質によって母材１５１が形成されてもよい。
このとき、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、複数の太陽電池セル１１０を連結する導電性リボン１５０を獲得するステップをさらに含むことができる。

酸化雰囲気下で絶縁性保護層１２０が除去される過程において、金属コーティング層１５３が酸化して太陽電池セル１１０から分離することができる。金属コーティング層１５３が酸化すると、体積が増加しながら金属酸化物が生成されるようになる。
このように、金属酸化物の体積が膨脹する過程において、導電性リボン１５０が太陽電池セル１１０から分離することができる。したがって、本発明の第１実施形態に係る太陽電池モジュール１００解体方法は、別途の工程がなくても太陽電池セル１１０から導電性リボン１５０を分離できるようになる。

このとき、酸化した金属コーティング層１５３に力が加えられると、金属コーティング層１５３が母材１５１から分離するようになる。金属コーティング層１５３の酸化による体積膨脹により、金属コーティング層１５３と母材１５１の間の接着力は多くが減少した状態となる。
これにより、摩擦力や打撃を与えることができる道具を利用して金属コーティング層１５３に力を加えると、金属コーティング層１５３が母材１５１から離れるため、母材１５１が回収されるようになる。
このように、金属コーティング層１５３の除去のために高温の除去工程や化学的な除去工程を経なくても、力を加えるという比較的簡単な除去工程により、高純度の母材１５１を回収することができる。

また、酸化雰囲気下で絶縁性保護層１２０が除去される過程において、水分が流入することができる。このように、酸化雰囲気下で水分が流入すると酸化度が増加し、これによって導電性リボン１５０の金属コーティング層１５３の酸化がより円滑に行われるようになる。金属コーティング層１５３がより円滑に酸化し、酸化した金属コーティング層１５３がより大きく膨脹するため、導電性リボン１５０が太陽電池セル１１０から適切に分離するようになる。

水分の流入は多様な方式によって行われることができる。例えば、図３のファーネス内部にノズルを経て水分が噴射されてもよい。
このように、熱を加えて絶縁性保護層１２０が除去される過程において、太陽電池セル１１０が破損することがあるが、後述する本発明の第２実施形態および第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池セル１１０の破損を防ぐことができる。

図６は、太陽電池モジュールの一例を示す図である。図６に示すように、太陽電池モジュールは、ガラス１３０、第１封止材１２１、太陽電池セル１１０、および第２封止材１２３が順に配置され、本発明の第２実施形態および第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法によって前記太陽電池モジュールから太陽電池セル１１０が回収されることができる。
このとき、第１封止材１２１および第２封止材１２３は、太陽電池セル１１０の両側に位置する絶縁性保護層１２０に該当することができる。
太陽電池セル１１０は、電流が流れる導電性リボン１５０を備えることができ、図９ａ、図９ｂ、図１２、図１５、および図１６に示された導電性リボン１５０は、第１実施形態を参照しながら上述されているため、詳細な説明は省略する。

第１封止材１２１および第２封止材１２３は、太陽電池セル１１０を微細な埃や湿気などの異物、あるいは外部衝撃から保護することができる。
また、太陽電池モジュールは、一般的に耐候性および電気絶縁性に優れたバックシート１４０をさらに備えることができ、バックシート１４０は太陽電池セル１１０を保護することができる。

本発明の第２実施形態および第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池モジュールのバックシート１４０が除去されて第２封止材１２３が露出している状態で、前記太陽電池セル１１０を回収することができる。
また、図６に示す第１封止材１２１および第２封止材１２３は、ＥＶＡ、ＰＶＦ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ＰＶＢ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｂｕｔｙｒａｌ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、オレフイン（Ｏｌｅｆｉｎ）系樹脂、シリコーン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系樹脂、またはアイオノマ（Ｉｏｎｏｍｅｒ）系樹脂のうち少なくとも１つを含むことができる。

上述したように、ガラス１３０、第１封止材１２１、太陽電池セル１１０、および第２封止材１２３を備える太陽電池モジュールから太陽電池セル１１０を回収するために、図７に示す、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法を使用することができる。
図６および図７に示すように、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス１３０にクラック（Ｃｒａｃｋ）を形成するステップＳ２００、ガラス１３０および第２封止材１２３に向かって熱を加えるステップＳ２１０、および太陽電池セル１１０を回収するステップＳ２２０を含む。

本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス１３０および第２封止材１２３に向かって熱を加える前に、第２封止材１２３にパターンを形成するステップＳ２３０をさらに含むことができる。
このようなクラックおよびパターンの形成については、後述で図面を参照しながら詳しく説明する。

太陽電池モジュールに使用されるガラス１３０は、高温特性および強度に優れたガラス１３０であることができる。例えば、強化ガラスが太陽電池モジュールに含まれることができ、強化ガラスの特性上、衝撃が加わるときにクラックが発生したり、割れても破片が角張らないように小さく砕けたりする。
したがって、本発明の太陽電池モジュールの解体方法において、ガラス１３０にクラックを形成するステップＳ２００は、図８に示すように、ガラス１３０のコーナー１３１に力を加えることにより、太陽電池セル１１０が破損することなくガラス１３０にクラックが形成されるようになる。

例えば、強化ガラスの場合、強化ガラスのコーナーに力が加わると、コーナー領域だけではなく、強化ガラスの全体領域にクラックが形成されることがある。
ガラス１３０のコーナー１３１に力を加える道具や装置（図示せず）は多様であることができる。例えば、先端が尖った円柱の部材が使用されてもよい。
作業者または装置が前記部材に力を加えると、前記部材を通じてガラス１３０の各コーナー１３１に力が伝達されることにより、ガラス１３０にクラック１３２が形成されることができる。このとき、作業者や装置が前記部材に加える力は、太陽電池セル１１０が破損しない程度に調節されることができる。
その結果、図８に示すように、ガラス１３０にクラックが形成されても、太陽電池セル１１０は破損しないようになる。第１封止材１２１と第２封止材１２３は透明であるため、第１封止材１２１と第２封止材１２３は図８に明確には示されていない。

一方、第２封止材１２３にパターンを形成するステップＳ２３０を実行するために、図９ａに示された加熱装置４３０が使用されることができる。
図９ａに示すように、パターンを提供するパターン部材４２０上に第２封止材１２３が載せられることにより、パターン部材４２０は加熱されることができる。
パターン部材４２０は、格子模様のフレーム形状を有することができ。パターン部材４２０は、格子模様のフレーム形状の他に多様な形状を有することができる。例えば、パターン部材４２０はナイフであってもよく、作業者や操作装置がナイフを操作することによって第２封止材１２３にパターンを形成することができる。

加熱装置４３０によってパターン部材４２０が加熱すると、パターン部材４２０の熱が第２封止材１２３に伝達されて第２封止材１２３が加熱することができる。加熱した第２封止材１２３が溶けることにより、第２封止材１２３にパターンが形成されることができる。
第２封止材１２３にパターンが形成されると、加熱装置４３０の電源を遮断することができる。これにより、加熱装置４３０からパターン部材４２０への熱伝達が中止される。

このとき、第２封止材１２３およびパターン部材４２０が冷却された後、第２封止材１２３およびパターン部材４２０は互いに分離することができる。
第２封止材１２３およびパターン部材４２０の温度が上昇した状態で第２封止材１２３およびパターン部材４２０が分離すると、第２封止材１２３が加熱した状態で弾性が回復してパターンが消えることがある。これを防ぐために、第２封止材１２３およびパターン部材４２０は、結合した状態で冷却した後に分離することができる。

これと異なり、図９ｂに示すように、第１パターン部材４２０ａと第２パターン部材４２０ｂが一列に配置され、第１パターン部材４２０ａは加熱した状態であり、第２パターン部材４２０ｂは第１パターン部材４２０ａに比べて温度が低いことができる。
第２封止材１２３が先ず第１パターン部材４２０ａ上に載せられると、第１パターン部材４２０ａが加熱した状態であるため、第２封止材１２３に第１パターン部材４２０ａに該当するパターンが形成されるようになる。

前記パターンが形成された後、第２封止材１２３が第１パターン部材４２０ａに沿って移動して第２パターン部材４２０ｂ上に配置されることができる。このとき、第２パターン部材４２０ｂの温度が低いため、第２封止材１２３のパターン部分が冷却して第２封止材１２３のパターンが維持されるようになる。
この後、第２封止材１２３が９０度回転して第１パターン部材４２０ａと第２パターン部材４２０ｂに配置されると、第２封止材１２３には格子模様のパターンが形成されるようになる。

上述した内容のように、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス１３０にクラックを形成し、第２封止材１２３にパターンを形成した後、ガラス１３０および第２封止材１２３に向かって熱を加えるステップＳ２１０を実行することができる。
ガラス１３０および第２封止材１２３に向かって熱を加える過程はファーネス（Ｆｕｒｎａｃｅ）内部で行われることができ、ガラス１３０と第２封止材１２３は大気に露出した状態であることもできる。

本発明の第２実施形態および第３実施形態とは異なる、第１比較ケースと第２比較ケースが存在することができる。第１比較ケースおよび第２比較ケースについては、図１０および図１１を参照しながら説明する。
第１比較ケースは、図６を参照しながら上述したガラス１３０にクラックのみを形成した後、第２封止材１２３にパターンを形成せず、熱はガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられる。

熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられると、第１封止材１２１は熱によって燃えながらガスに変わることができる。このとき、前記ガスは、ガラス１３０のクラックを経て太陽電池モジュールの外部に排出されることができる。
したがって、太陽電池セル１１０およびガラス１３０の間に留まる前記ガスの量が少なくなるため、太陽電池セル１１０は前記ガスの圧力を受けなくなる。 一方、第２封止材１２３は、温度上昇によって液状に変わる過程に急激に収縮することがある。第２封止材１２３の急激な収縮は、太陽電池セル１１０に急激なストレスとして作用し、太陽電池セル１１０の破損の原因となる場合がある。

これにより、第１比較ケースでは、熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられると、図１０に示すように、太陽電池セル１１０が破損することがある。
第２比較ケースは、図６に示すガラス１３０にクラックが形成されず、第２封止材１２３にパターンのみが形成され、熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられる。

熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられると第２封止材１２３が熱によって収縮し、熱が継続して加えられると第２封止材１２３は燃えて除去される。第２封止材１２３は、パターンによって太陽電池セル１１０と接触する面積が減ることがある。
したがって、第２封止材１２３が収縮するとき、第２封止材１２３の収縮によって太陽電池セル１１０に加えられるストレスが小さくなるため、第２封止材１２３の収縮は太陽電池セル１１０に影響を及ぼさなくなる。

一方、第１封止材１２１は、熱よって燃えながらガスに変わることができる。第１封止材１２１が燃えながら生成されるガスは外部に抜け出ることができず、ガラス１３０および太陽電池セル１１０の間に蓄積することがある。
ガラス１３０および太陽電池セル１１０の間に蓄積したガスは、太陽電池セル１１０に圧力を加えることがあるため、第２比較ケースで熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられると、図１１に示すように、太陽電池セル１１０が破損することがある。

本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、回収される太陽電池セル１１０が破損することを防ぐために、第１比較ケースおよび第２比較ケースとは相違するように、ガラス１３０および第２封止材１２３にそれぞれクラックおよびパターンを形成した後、ガラス１３０および第２封止材１２３に同時に熱が加えられる。
図１２は、ガラス１３０にクラックが形成され、第２封止材１２３にパターンが形成された太陽電池モジュールの断面を示す図である。

図１２に示すように、ガラス１３０のクラック１３２を通じて第１封止材１２３の少なくとも一部が外部に露出されることができ、第２封止材１２３のパターン４１０を通じて太陽電池セル１１０の少なくとも一部が外部に露出されることができる。
したがって、ガラス１３０および第２封止材１２３に熱が加えられると（Ｓ２１０）、クラック１３２およびパターン４１０を通じて熱が第１封止材１２１および第２封止材１２３に直接触れ、第１封止材１２１および第２封止材１２３が燃えるようになる。

第１封止材１２１および第２封止材１２３が燃えながら生成されるガスは、クラック１３２およびパターン４１０を通じて太陽電池モジュールの外部に排出されることができる。
前記ガスが太陽電池モジュールの外部に排出されることにより、太陽電池セル１１０に加えられる前記ガスの圧力が消えるようになる。
また、熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられるとき、第２封止材１２３が熱によって収縮しても、パターン４１０によって第２封止材１２３と太陽電池セル１１０が接触する面積が減り、第２封止材１２３の収縮によって太陽電池セル１１０に加えられるストレスを減少させることができる。
したがって、本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法によって図１２に示す太陽電池モジュールから太陽電池セル１１０を回収すると、図１３に示すように、太陽電池セル１１０の破損を最小化できるようになる。 図１４は、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法を示すフローチャートである。

図６および図１４に示すように、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、第２封止材１２３にパターンを形成するステップＳ３００、ガラス１３０および第２封止材１２３に向かって熱を加えるステップＳ３１０、および太陽電池セル１１０を回収するステップＳ３２０を含むことができる。
このとき、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス１３０にクラックを形成するステップＳ３０１をさらに含むことができる。

また、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、クラックが形成されたガラス１３０またはパターンが形成された第２封止材１２３のうちの１つにプレヒーティングを実行するステップをさらに含むことができる。
本発明の第２実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法とは異なり、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、第２封止材１２３にパターンが形成されることができる。
ガラス１３０にクラックが形成される方法および第２封止材１２３にパターンが形成される方法は、上述で図８、図９ａおよび図９ｂを参照しながら説明した内容と同一または実質的に類似するため、詳しい説明は省略する。

本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、第２封止材１２３にパターンを形成せずにクラックが形成されたガラス１３０にプレヒーティングを実行することができる。
または、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、ガラス１３０にクラックを形成せずにパターンが形成された第２封止材１２３にプレヒーティングを実行することができる。

これにより、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池セル１１０の破損を最小化することができる。
すなわち、図１０および図１１を参照しながら上述した第１比較ケースおよび第２比較ケースとは異なり、熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられる前に、クラックが形成されたガラス１３０またはパターンが形成された第２封止材１２３にプレヒーティングが実行されることができる。

本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法のプレヒーティングステップは、図１５〜図１８を参照しながら説明する。
図１５は、第２封止材にパターンを形成せずにガラスにクラックが形成された太陽電池モジュールの断面図であり、図１６は、クラックが形成されたガラスにプレヒーティングが実行された結果を示す図である。
図１５に示すように、ガラス１３０のクラック１３２を通じて第１封止材１２１の少なくとも一部が外部に露出することができる。

ガラス１３０に対するプレヒーティングが実行されると、クラック１３２が形成されたガラス１３０の第１領域４５０と接触する第１封止材１２１は、クラック１３２が形成されていないガラス１３０の第２領域４６０と接触する第１封止材１２１よりも早く除去されることができる。
すなわち、外部の熱は、クラック１３２を通じて第１領域４５０と接触する第１封止材１２１に直接伝達されることができる。したがって、第１領域４５０と接触する第１封止材１２１は、第２領域４６０と接触する第１封止材１２１よりも温度が速く上昇することができる。このとき、第１封止材１２１が燃えながら生成されるガスは、クラック１３２を通じて外部に排出されることができる。

一方、第２封止材１２３は、プレヒーティングによって収縮されることができる。プレヒーティングのとき、第２封止材１２３の収縮量は、第１比較ケースでの第２封止材１２３の収縮量に比べて小さいことができる。したがって、プレヒーティングのとき、第２封止材１２３の収縮量は、太陽電池セル１１０にストレスとして作用しないため、太陽電池セル１１０は破損しないようになる。

このようなプレヒーティングのとき、第２封止材１２３の収縮量の調節のために、プレヒーティングの時間および温度が調節されることができる。
ガラス１３０にプレヒーティングが実行された結果、図１６に示すように、第１封止材１２１および第２封止材１２３の一部が燃えて太陽電池セル１１０の表面に残ってはいるが、太陽電池セル１１０は破損しないということが分かる。

図１７は、ガラスにクラックを形成せずに第２封止材にパターンが形成された太陽電池モジュールの断面図である。
図１７に示すように、第２封止材１２３のパターン４１０を通じて太陽電池セル１１０の少なくとも一部が外部に露出することができる。
第２封止材１２３に対するプレヒーティングが実行されると、熱がパターン４１０を通じて太陽電池セル１１０に直接伝達されることができる。一方、太陽電池セル１１０に触れた熱は、導電性リボン１５０を通じて第１封止材１２１に伝達されることができる。

第１封止材１２１は、プレヒーティングによって燃えながらガスに変わることができる。第１封止材１２１がプレヒーティングによって排出するガスの量は、上述した第２比較ケースにおいて、第１封止材１２１が排出するガスの量に比べて少ないことができる。
したがって、プレヒーティングのときに第１封止材１２１が燃えながら排出するガスにより、太陽電池セル１１０に加わる圧力は太陽電池セル１１０にストレスとして作用しないため、太陽電池セル１１０は破損しないようになる。 このようなプレヒーティングのとき、第１封止材１２１のガス量を調節するために、プレヒーティングの時間および温度が調節されることができる。

第２封止材１２３にプレヒーティングが実行された結果、図１８に示すように、第１封止材１２１および第２封止材１２３の一部が燃えて太陽電池セル１１０の表面に残ってはいるが、図１９に示すように、太陽電池セル１１０は破損しないということが分かる。
したがって、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、上述した第１比較ケースおよび第２比較ケースとは異なり、プレヒーティングが実行され、プレヒーティングの時間および温度が調節されることにより、第２封止材１２３の収縮量が調節されたり、または第１封止材１２１のガス量が調節され、太陽電池セル１１０の破損を防ぐことができる。

すなわち、本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法において、プレヒーティングの温度は、プレヒーティング後にガラス１３０および第２封止材１２３に加えられる熱の温度に比べて高く、プレヒーティングが実行される時間は、前記熱が加えられる時間に比べて短いことができる。
ガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられる熱の温度は、例えば、摂氏４００度から摂氏６５０度の間の温度であることができる。前記熱の温度は、第１封止材１２１および第２封止材１２３が溶けなければならないため、摂氏４００度以上であることができる。

また、太陽電池セル３００１１０のアルミニウム電極（図示せず）が溶けることを防がなければならないため、熱の温度は摂氏６５０度以下であることができる。
これにより、プレヒーティングの温度は、前記熱の温度よりも高い摂氏６５０度以上の温度であることができる。また、プレヒーティングの時間は、前記熱が加えられる時間よりも短いことができる。

プレヒーティングは前記熱よりも温度が高いが、プレヒーティングが実行される時間が短いため、第２封止材１２３は前記熱が加えられるときに比べて収縮量が少ないことができ、第１封止材１２１は前記熱が加えられるときに比べて排出するガス量が少ないことができる。したがって、プレヒーティングのときに太陽電池セル１１０の破損を防ぐことができる。
また、プレヒーティングの実行時間が短いため、アルミニウム電極が溶けることを防ぐことができる。

なお、プレヒーティングによって第１封止材１２１および第２封止材１２３の一部が除去されるため、残っている第１封止材１２１および第２封止材１２３の量はプレヒーティング前の第１封止材１２１および第２封止材１２３の量に比べて少なくなる。
したがって、プレヒーティング後にガラス１３０および第２封止材１２３に同時に熱が加えられることにより、第１封止材１２１によるガス発生や第２封止材１２３の収縮が急激に起こらなくなり、太陽電池セル１１０の破損を防ぐことができる。

本発明の第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法は、クラックが形成されたガラス１３０またはパターンが形成された第２封止材１２３のうちの１つにプレヒーティングが実行された後、熱がガラス１３０および第２封止材１２３に同時に加えられ、太陽電池セル１１０の破損が最小化するように回収することができる。
以上で参照した図面において、本発明の第２実施形態および第３実施形態に係る太陽電池モジュールの解体方法によって回収された太陽電池セル１１０は、破損せずに完全であることができる。

太陽電池モジュール：１００
太陽電池セル：１１０
絶縁性保護層 ：１２０
ガラス ：１３０
バックシート（back sheet）：１４０
導電性リボン ：１５０
フレーム ：１６０

Claims (19)

1. 酸化雰囲気下で太陽電池モジュールに熱を加えるステップ、
   前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを囲む絶縁性保護層除去するステップ、および
   前記太陽電池モジュールの太陽電池セルを獲得するステップ
   を含む、太陽電池モジュールの解体方法。
2. 前記太陽電池モジュールを酸化雰囲気下で摂氏４００度以上摂氏６５０度以下の熱を加えて前記絶縁性保護層を除去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解体方法。
3. 前記絶縁性保護層は、ＥＶＡ、ＰＶＦ、ＰＶＢ、ポリエチレン、オレフイン系樹脂、シリコーン系樹脂、またはアイオノマ系樹脂のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
4. 前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスと前記絶縁性保護層の他側に位置するバックシートを備え、
   前記熱によって前記絶縁性保護層と前記バックシートが同時に前記太陽電池モジュールから除去され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解体方法。
5. 前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスと前記絶縁性保護層の他側に位置するバックシートを備え、
   前記バックシートに対するプレヒーティングを実行して前記バックシートを除去した後に、前記絶縁性保護層を除去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解体方法。
6. 前記絶縁性保護層を除去する前に、前記太陽電池モジュールの周りを囲むフレームを除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
7. 前記太陽電池モジュールは、前記絶縁性保護層の一側に位置するガラスを備え、
   前記ガラスは破損せずに獲得され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解体方法。
8. 複数の前記太陽電池セルを連結する導電性リボンを獲得するステップをさらに含む、請求項１に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
9. 前記導電性リボンは、母材と前記母材を覆う金属コーティング層を備え、
   前記酸化雰囲気下で前記絶縁性保護層が除去される過程において、前記金属コーティング層の体積が増加して前記導電性リボンが前記太陽電池セルから分離することを特徴とする、請求項８に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
10. 前記酸化した金属コーティング層に力を加え、前記金属コーティング層を前記母材から分離することを特徴とする、請求項９に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
11. 前記酸化雰囲気下で前記絶縁性保護層が除去される過程において、水分が流入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解体方法。
12. ガラス、第１封止材、太陽電池セル、および第２封止材が順に配置された太陽電池モジュールから前記太陽電池セルを回収する太陽電池モジュールの解体方法であって、
    前記ガラスにクラックを形成するステップ、
    前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加えるステップ、および
    前記太陽電池セルを回収するステップ
    を含む、太陽電池モジュールの解体方法。
13. 前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加える前に、前記第２封止材にパターンを形成するステップをさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
14. 前記第２封止材を前記パターンを提供する第１パターン部材上に載せ、前記第１パターン部材を加熱するステップ、および
    前記パターンが形成された前記第２封止材を前記第１パターン部材よりも温度が低い第２パターン部材に移動させるステップ
    を含む、請求項１３に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
15. ガラス、第１封止材、太陽電池セル、および第２封止材が順に配置された太陽電池モジュールから前記太陽電池セルを回収する太陽電池モジュールの解体方法であって、
    前記第２封止材にパターンを形成するステップ、
    前記ガラスおよび前記第２封止材に向かって熱を加えるステップ、および
    前記太陽電池セルを回収するステップ
    を含む、太陽電池モジュールの解体方法。
16. 前記ガラスにクラックを形成するステップをさらに含む、請求項１５に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
17. 前記クラックが形成された前記ガラスまたは前記パターンが形成された前記第２封止材のうちの１つにプレヒーティングを実行するステップをさらに含む、請求項１６に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
18. 前記第２封止材を前記パターンを提供する第１パターン部材上に載せ、前記第１パターン部材を加熱するステップ、および
    前記パターンが形成された前記第２封止材を前記第１パターン部材よりも温度が低い第２パターン部材に移動させるステップ
    を含む、請求項１５に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
19. 前記プレヒーティングの温度は前記熱の温度に比べて高く、
    前記プレヒーティングを実行する時間は前記熱を加える時間に比べて短い、請求項１７に記載の太陽電池モジュールの解体方法。