200mw高效太阳能电池片、100mw高效太阳能电池建设环境评估报告书.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9月成都浩朗科技有限公司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报告书简本目录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121.5规划符合性122.建设项目周围环境现状152.1项目周围环境现状152.2项目评价范围153.环境影响预测与采取的环保措施163.1项目主要污染物类型、处理措施、排放情况163.2项目外环境
2、及主要保护目标183.3项目环境影响预测结果193.4项目污染物治理达标排放情况203.5项目环境风险影响分析213.6环保措施技术、经济论证213.7项目对环境影响的经济损益分析结果223.8项目卫生防护距离设置233.9建设单位拟采取的环境监测计划及环境管理制度234.公众参与254.1公众参与目的、作用和原则254.2公众参与调查的方式及内容265.环境影响评价结论286.联系方式296.1建设单位联系方式296.2评价单位联系方式29目录-1中国轻工业成都设计工程有限公司成都浩朗科技有限公司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报告书简本 1. 1、建
3、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20
4、00MW,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
5、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245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
6、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
7、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
8、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
9、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,由含氟废水系统和有机废水系统组成,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+接触氧化工艺污水、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、吸收废水燃烧室+水喷淋净化装置,用于处理PEVCD工艺产生的酸性废气,配套20m排气筒废气、吸收
10、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20m排气筒废气、固废单晶制绒有机废气净化装置1套,采用活性炭吸附,配套20m排气筒废气、固废北厂区(A区)主体工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/
11、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,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生活污水收集池,送B
12、厂区污水站处理污水、污泥废气处理生产废气布袋除尘装置,配套15m排气筒废气、固废员工食堂安装油烟净化装置,配套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
13、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7785的制绒液中(2wt%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
14、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。、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
15、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。2、扩散扩散工艺即磷扩散工艺,主要是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
16、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。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
17、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,不合格品回刻蚀机重新刻蚀。等离子刻蚀反应原理如下:CF4 + SiO2 SiF4 + CO24、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,
18、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(PEVCD等离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
19、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,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 PEVCD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
20、入片盒,送入丝网印制与烧结工序。6、丝网印制与烧结首先在硅片一面印上背银电极(银浆),经过低温烘干后,再印上背铝层(铝浆),经过第二次低温烘干后,再将硅片翻面印上正银电极(银浆),然后进入烧结炉高温烧结。烧结就是把印刷到硅片上的电极在高温下烧结成电池片, 使得电极嵌入表面,形成牢固的力学接触和良好的电学连接,最终使电极和硅片本身形成欧姆接触,从而提高电池片的开路电压和填充因子两个关键因素参数,使电极的接触具有电阻特性,达到生产高转效率电池片的目的。在该工艺过程中,铝和硅形成共晶合金,在铝背场和衬底之间形成高/低结,有效地阻止了少数载流子向电池的背面扩散,降低了电池背表面和复合率。铝背场可将电池
21、背面的复合速率降低到200em/s以下,此外,硅铝合金能对硅片进行有效地吸杂,硅和银形成欧姆接触,降低了电池的串联电阻。烧结炉采用红外加热方式,使用石英玻璃管加热器,烧结点温度为8001000。这道工艺后,电池片的制造过程结束,最后电池被送入测试分选工序。7、测试分选对电池进行测试,按电池的实际效率进行分档,大概能够分为16个档位,本工序不产生不合格产品,产品分等级出售。太阳能电池片生产工艺流程及产污位置详见图1。单晶硅片多晶硅片碱制绒(7785oC,1520min)制绒腐蚀槽NaOH、硅酸钠、异丙醇、纯水漂洗+水喷淋(20 oC,6min)制绒清洗槽纯水HF、HNO3、纯水G2酸性废气HCl
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