200MW高效太阳能电池片、100MW高效太阳能电池组件生产项目环境影响评价报告书.doc
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1、国环评证甲字第3213号(简 本)项目名称:200MW高效太阳能电池片、100MW高效太阳能电池组件生产项目 建设单位:成都浩朗科技有限公司评价单位:中国轻工业成都设计工程有限公司编制日期:2013年11月目录1.建设项目情况11.1项目概况11.2主要建设内容11.3生产工艺31.4产业政策符合性131.5规划符合性132.建设项目周围环境现状162.1项目周围环境现状162.2项目评价范围163.环境影响预测与采取的环保措施173.1项目主要污染物类型、处理措施、排放情况173.2项目外环境及主要保护目标193.3项目环境影响预测结果203.4项目污染物治理达标排放情况213.5项目环境风
2、险影响分析223.6环保措施技术、经济论证223.7项目对环境影响的经济损益分析结果233.8项目卫生防护距离设置243.9建设单位拟采取的环境监测计划及环境管理制度244.公众参与264.1公众参与目的、作用和原则264.2公众参与调查的方式及内容275.环境影响评价结论296.联系方式306.1建设单位联系方式306.2评价单位联系方式301. 1、建设项目情况1.1 项目概况作为最理想的可再生发展,太阳能具有“取之不尽,用之不竭”的特点,而利用太阳能发电具有环保等优点,且不必考虑其安全性问题。这在发达国家得到了高度重视。在发展短缺,环境保护问题日益严重的我国,低成本高效率地利用太阳能将越
3、发重要。太阳能电池就是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置。近10年里,全球太阳能电池产业规模新大了35倍,据有关机构统计,2008年,世界太阳能电池产量已达5456MW,组件产量已达6791MW。受国际市场拉动,我国太阳能电池产业同期也出现了迅猛增长,2002年以来我国太阳能电池产量的年均增长速度超过了100%,2008年太阳能电池产量已突破2000MW,继2007年之后继续保持全球市场份额第一的地位。太阳能电池产业已成为全国许多地区的发展重点和投资热点,即使是在当前国际金融危机的大环境下,投资和发展的热情依然不减,且有方兴未艾之势。结合目前太阳能电池片及组件销售的形势,本项目筹建单
4、位成都浩朗科技有限公司拟在成都市西南航空港经济开发区新建年产200MW大规格高效晶体硅太阳能电池及100MW配套电池组件生产能力生产线,总投资约为10.8亿元,总用地面积约235亩,建设生产车间、办公、仓库等公辅设施235500平方米,购置各类生产设备,建设配套设施,项目建成后形成年产200MW太阳能电池片及100MW电池组件的生产能力。项目经双流县发展和改革局双发改投资备案2012104号备案同意。根据中华人民共和国环境影响评价法和国务院第253号令之规定,本项目应进行环境影响评价工作。受建设单位委托,由我公司承接了该项目环评工作,并组建了项目组。接受委托后,项目组立即开展了现场踏勘工作、资
5、料收集工作、初步工程分析后,委托有资质单位开展现状监测工作,在对该建设项目进行详细工程分析和各专题研究后,编制了本环境影响报告书。1.2 主要建设内容新征土地235亩,生产车间、办公、仓库等公辅设施235500平方米,购置各类生产设备,建设配套设施,项目建成后形成年产200MW太阳能电池片及100MW电池组件的生产能力。项目组成表见表1。表1 本工程项目组成及主要环境问题项目组成名称内容及规模主要环境问题备注施工期运营期南厂区(B区)主体工程太阳能电池片生产车间B区1、2、3号厂房,建筑面积48803.54m2,2F(局部3F),1条单晶硅太阳能电池片生产线,主要生产工艺包括预清洗、碱制绒、扩
6、散、等离子刻蚀、去PSG、PECVD、印刷烧结、测试包装等,年产单晶硅太阳能电池片100MW。施工废水施工烟尘施工噪声施工固废废气、废水、固废、噪声B区6、7、8号厂房,建筑面积48803.54m2,2F(局部3F),1条单晶硅太阳能电池片生产线,主要生产工艺包括预清洗、碱制绒、扩散、等离子刻蚀、去PSG、PECVD、印刷烧结、测试包装等,年产单晶硅太阳能电池片100MW。废气、废水、固废、噪声B区10、11、12号厂房,建筑面积48737.76m2,2F(局部3F),1条多晶硅太阳能电池片生产线,主要生产工艺包括预清洗、酸制绒、扩散、等离子刻蚀、去PSG、PECVD、印刷烧结、测试包装等,年
7、产多晶硅太阳能电池片100MW。废气、废水、固废、噪声辅助公用工程供电高低压配电室,装机容量6000kVA,3台2000kVA干式变压器,位于9号厂房1F噪声供水生产生活用水依托园区市政供水,日用水量约2210m3/d;厂区雨污分流管网。噪声纯水站位于9号厂房1F,建筑面积1920m2,反渗透法(RO)纯水制备,纯水制备能力200t/h反洗废水循环水站3套循环冷却水系统,位于9号厂房1F,包括循环冷却水池、冷却塔、冷冻机组和循环冷冻水池,总循环水量600m3/h,冷冻机组采用419KW(36.1X104kcal/h)乙二醇冷冻机组。噪声空压站1920m2,60Nm3/min无油空压机3套,位于
8、5号厂房1F噪声制氮站3套制氮机组,采用深冷空分法制氮工艺,总氮气制备能力2400m3/h,分别位于2号、7号、11号厂房1F噪声仓储工程原料库房原料仓库7000m2,位于5号厂房1-2F噪声成品库房成品仓库16000m2,位于9号厂房1-2F、15号厂房1-2F噪声固废库房设置于15号厂房成品库房内,固废分类收集固废危废库房设置于固废库房内,各类危废分类单独收集储存固废办公生活设施生产管理用房A区配套管理用房,建筑面积1131m2,2F,含食堂生活废水、生活垃圾环保设施污水处理生活污水隔油池50m3(代处理北厂区污水)污水、污泥2000m3/d生产生活废水处理设施,由含氟废水单元和有机废水单
9、元组成,含氟废水单元采用钙盐沉淀,有机废水单元采用USAB+水解酸化+二级接触氧化工艺,设300m3污水事故池污水、污泥废气处理多晶制绒腐蚀槽酸性废气配备1套二级碱喷淋废气处理系统,1根25m排气筒废气、吸收废水酸洗、扩散、刻蚀酸性废气配备3套二级碱喷淋废气处理系统,3根25m排气筒废气、吸收废水POU燃烧室+湿式室净化装置+镀膜废气吸收塔,用于处理PECVD工艺产生的镀膜废气,配套1个20m排气筒废气、吸收废水丝网印刷烘干与烧结废气配备3套活性炭吸附有机废气处理系统,配套1个20m排气筒废气、固废单晶制绒有机废气净化装置2套,采用活性炭吸附,配套1个20m排气筒废气、固废北厂区(A区)主体工
10、程太阳能电池组件生产车间A区1-7号厂房,建筑面积60580m2,2F(局部6F),设置3条太阳能电池组件生产线,主要生产工艺包括分检、正面焊接、背面串接、层压敷设、层压、切边、装框、接线盒焊接、高压测试等,年产太阳能电池组件100MW。废气、废水、固废、噪声辅助公用工程供电高低压配电室,装机容量2000kVA,1台2000kVA干式变压器,位于2号厂房1F噪声供水生产生活用水依托园区市政供水,日用水量约111m3/d;厂区雨污分流管网。供气依托市政天然气管网循环水站1套循环冷却水系统,位于3号厂房1F,包括循环冷却水池、冷却塔,总循环水量80m3/h噪声空压站30Nm3/min无油空压机1套
11、,位于1号厂房1F噪声仓储工程原料库房原料仓库共6000m2,位于1-7号厂房1F噪声成品库房成品仓库4000m2,位于6号、7号厂房1-2F噪声固废库房设置于6号厂房1F,固废分类收集固废危废库房设置于固废库房内,各类危废分类单独收集储存固废办公生活设施生活配套设施A区配套管理用房,建筑面积1131m2,2F,含食堂生活废水、生活垃圾、油烟车库地下车库5956m2汽车尾气环保设施污水处理50m3生活污水隔油池+预处理池 污水、污泥废气处理生产废气布袋除尘装置3套,配套1个15m排气筒废气、固废员工食堂安装油烟净化装置,配套1个15m排气筒油烟1.3 生产工艺1.3.1 太阳能电池片生产工艺太
12、阳能电池片制造主要包括预清洗制绒、扩散、等离子刻蚀、去PSG、PECVD镀膜、印刷烧结、测试包装等工艺,对于单晶/多晶硅片的处理,仅在制绒阶段工艺存在差异,后续工艺均相同。1、预清洗制绒工艺预清洗购进的原材料硅片由于表面附着粉尘、金属离子,采用超声波清洗方式进行清洗,洗涤采用去离子水,甩干后插入片篮,然后分别按照单晶/多晶硅片的不同性质进行碱/酸制绒。制绒制绒是利用硅的各向异性腐蚀特性,在硅片表面蚀刻出类似于金字塔或凹坑状结构,其目的是利用陷光原理,减少光的反射率,提高短路电流,增加P-N结的面积,从而提高电池片成品的光电转换效率。、单晶硅片制绒单晶硅片采用碱制绒,即将硅片浸入70的制绒液中(
13、5wt%NaOH,1.5wt%硅酸钠,5wt%异丙醇),反应1520min,利用碱对单晶硅表面的各向异性腐蚀,采用碱与醇的混合溶液对晶面进行腐蚀,在硅表面形成无数的四面方锥体类似“金字塔”状的绒面。单晶硅片制绒工艺反应方程式为:制绒后的硅片表面附着部分制绒液,呈碱性,经去离子水漂洗甩干后,首先进入中和槽利用5%wtHCl溶液浸泡3min,去除表面残留的钠离子和金属杂质,再进入酸洗槽内经5%wtHF溶液浸泡20S去除硅片表面的SiO2,HF去除SiO2反应式:酸洗槽出来的硅片再经去离子水两级溢流反洗后和喷淋后,通过氮气保护烘干的方式,得到干燥和洁净的硅片表面,然后将硅片送入扩散工序。制绒液通过添
14、加异丙醇与NaOH反复使用,当使用一定时间后Na2SiO3浓度增加,导致反应效率降低,此时需整体更换制绒液,重新配制。、多晶硅片制绒多晶硅片采用酸制绒,即将硅片浸入68的混合酸液(氢氟酸、硝酸)中(10wt%HF,35wt%HNO3),反应1.52min,利用硝酸的强氧化性和氢氟酸的络合性,对硅进行氧化和络合剥离,导致硅表面发生各向同性非均匀性腐蚀,从而形成类似“凹陷坑”状的绒面。多晶硅片制绒工艺反应方程式为:制绒后的硅片经去离子水漂洗后,进入3%wtNaOH溶液碱洗槽进行洗涤,去除硅片表面未完全反应的表面腐蚀层,再经去离子水漂洗甩干后,进入中和槽利用10%wtHCl溶液浸泡3min,去除表面
15、残留的钠离子和金属杂质,再进入酸洗槽内经5%wtHF溶液浸泡20S去除硅片表面的SiO2,HF去除SiO2反应式:酸洗槽出来的硅片再经去离子水两级溢流反洗后和喷淋后,通过氮气保护烘干的方式,得到干燥和洁净的硅片表面,然后将硅片送入扩散工序。制绒液通过添加HF和HNO3反复使用,使用一段时间后H2SiF6 浓度增加,导致反应效率降低,此时需整体更换制绒液,重新配制。2、扩散扩散工艺即磷扩散工艺,主要是在扩散炉内对硅片进行掺杂扩散,以形成P/N结的发射极。离子扩散层的浓度及均匀性将直接影响太阳能电池的光电转换效率,主要原辅料为三氯氧磷及氮气、氧气。先将硅片插入石英舟,再将石英舟放在碳化硅桨上,进入
16、扩散炉,利用氮气通过装有液体三氯氧磷的源瓶,携带三氯氧磷进入扩散炉中,再通入氧气进行高温扩散(扩散温度超过800)。在扩散温度条件下,三氯氧磷在高温下分解,在硅片表面形成磷硅玻璃:磷原子通过磷硅玻璃向硅片表面和内部扩散,形成P-N结。反应方程式如下:扩散后的硅片经少子寿命测试仪进行少子寿命测试,合格产品进入后续等离子刻蚀工艺,不合格产品重新进行扩散工艺。扩散产生的废气经设备自带风机抽真空排出,送酸雾洗涤塔处理,吸收液为NaOH。由于扩散工艺中产生的粉化五氧化二磷会附着于石英炉管和石英舟上,逐渐富集进而对扩散效率产生影响,因此石英舟及扩散炉管需定期采用10%HF溶液清洗(平均每月1次),再使用纯
17、水漂洗后用氮气烘干。3、等离子体刻蚀由于在扩散工艺磷扩散过程中,硅片的所有表面(包括边缘)都将扩散上磷,从而造成P-N结正面收集到的光生电子将沿着边缘扩散有磷的区域流到P-N结的背面,造成短路,因此需经等离子体刻蚀去除边缘的N型层,消除短路。等离子体刻蚀是一种干法腐蚀技术,利用高频辉光放电现象将反应气体激活成活性粒子与腐蚀区反应,形成挥发性有机物被去除,本项目使用的反应气体为CF4。先将整叠硅片整理对齐,放入刻蚀专用夹具,送入刻蚀机,通入CF4和O2,使得硅片边缘一圈被刻蚀。刻蚀结束后,用冷热探针测试硅片边缘的PN型,以此确定刻蚀的完整性。检验合格后,将硅片插入塑料片篮,送入去PSG工序,不合
18、格品回刻蚀机重新刻蚀。等离子刻蚀反应原理如下:CF4 + SiO2 SiF4 + CO2刻蚀后的废气主要成分为SiF4,含少量过量未反应的CF4,送4、去磷硅玻璃(去PSG)由于扩散工艺的扩散作用在硅片表面会形成一层磷硅玻璃(Phospho Silicate Glass,简称PSG),会影响发射极的电参数,必须予以去除,使用5%wt浓度的HF溶液对刻蚀后的硅片进行浸泡去PSG。将等离子刻蚀后的硅片插入片篮后,进入去PSG机经过低浓度氢氟酸的清洗,然后经二级去离子水溢流漂洗,再经过甩干,当硅片表面达到干燥和洁净的要求后,送入后续PECVD工序。HF去除PSG原理为:5、镀减反射膜(PECVD等离
19、子增强化学气相沉积)PECVD等离子增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor eposition)是利用强电场或磁场使所需的气体源分子电离产生等离子体,等离子体中含有很多活性很高的化学基团这些基团经过经一系列化学和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜,是一种干法镀膜方式。该工艺主要作用是在太阳能电池及硅晶片的表面镀一层SiN薄膜,以硅烷和氨气为气源通过射频电极制备具有抗反射作用的SiN薄膜,这层薄膜可以减少太阳光的反射率,增加光电转换效率。它还具有良好的抗氧化和绝缘性能,同时具有良好的掩蔽金属和水离子扩散的能力,化学稳定性良好,除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外
20、,其他酸基本不起作用。用吸笔将硅片从片篮中取出,然后放到石墨板上,石墨板进入PECVD腔体内进行镀膜。在450下,硅烷和氨气在等离子体作用下,分解成硅和氮原子,硅和氮原子在硅片表面沉积,形成一层氮化硅膜。镀膜结束后,用石英吸笔将冷却后的硅片从石墨板上取下,插入片盒,送入印刷工序。该工艺反应方程式为:2SiH4 + 2NH3 2SiN + 7H2 PECVD镀膜结束后,用石英吸笔将冷却后的硅片从石墨板上取下,插入片盒,送入丝网印制与烧结工序。由于PECVD镀膜工艺中产生的氮化硅不仅会沉积于硅片表面,还会同时沉积于石墨板和腔体内壁表面,随着石墨板和腔体内壁氮化硅厚度的不断增加,会影响硅片沉积的同步
21、率,因此需定期(平均4h/台次)予以去除。氮化硅的去除采用RPSC(RemotePlasma source clean)远程等离子清洗源,通过通入清洗气体(CF4+O2),使用高频电源使清洗气体中的CF4电离,产生F离子,与SiN发生反应,这样固态的SiN就生成气态的SiF4,然后通过设备风机将SiF4抽走,达到清洗的目的。清洗频率约1次/12小时台,清洗原理如下:4CF4 4CF2 + 8F2SiN + 8F 2SiF4 + N24CF2 + 2O2 4COF2镀膜反应及RPSC产生的废气经设备自带风机抽真空排出,进入PECVD设备自带POU燃烧室燃烧处理,再经湿式室水吸收后,经1座废气吸收
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