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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立项环境评估报告书

国环评证甲字第3213号环境影响报告书

(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4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

1.1、建设项目情况 (1)

1.1项目概况 (1)

1.2主要建设内容 (1)

1.3生产工艺 (3)

1.4产业政策符合性 (12)

1.5规划符合性 (12)

2.2、建设项目周围环境现状 (15)

2.1项目周围环境现状 (15)

2.2项目评价范围 (15)

3.3、环境影响预测与采取的环保措施 (16)

3.1项目主要污染物类型、处理措施、排放情况 (16)

3.2项目外环境及主要保护目标 (17)

3.3项目环境影响预测结果 (19)

3.4项目污染物治理达标排放情况 (20)

3.5项目环境风险影响分析 (20)

3.6环保措施技术、经济论证 (21)

3.7项目对环境影响的经济损益分析结果 (22)

3.8项目卫生防护距离设置 (23)

3.9建设单位拟采取的环境监测计划及环境管理制度 (23)

4.4、公众参与 (25)

4.1公众参与目的、作用和原则 (25)

4.2公众参与调查的方式及内容 (26)

4.3公众参与调查结果 (28)

5.5、环境影响评价结论 (31)

6.6、联系方式 (32)

6.1建设单位联系方式 (32)

6.2评价单位联系方式 (32)

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[2012]104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。

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

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。

①、单晶硅片制绒

单晶硅片采用碱制绒,即将硅片浸入77~85℃的制绒液中(2wt%NaOH ,1.5wt%硅酸钠,5wt%异丙醇),反应15~20min ,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<100>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:

↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si

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SiO 2,HF 去除SiO 2反应式:

??O H SiF H HF SiO 262226+=+

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、多晶硅片制绒

多晶硅片采用酸制绒,即将硅片浸入6~8℃的混合酸液(氢氟酸、硝酸)中(10wt%HF ,35wt%HNO 3),反应1.5~2min ,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:

NO O H SiO HNO Si 42343223++=+

??O H SiF H HF SiO 262226+=+

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SiO 2,HF 去除SiO 2反应式:

??O H SiF H HF SiO 262226+=+

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:

525600335O P PCL POCL +??→?≥℃

↑+→+2522510254CL O P O PCL

P O S S O P 4i 5i 5252+→+

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除,本项目使用的反应气体为CF 4。

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CF 4和O 2,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:

CF 4 + SiO 2 SiF 4 + CO 2

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:

??O H SiF H HF SiO 262226+=+

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:

2SiH 4 + 2NH 3 2SiN + 7H 2

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800~1000℃。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。

图1 太阳能电池片生产工艺及产污位置图

1.3.2太阳能电池组件生产工艺

单体太阳能电池片不能直接做电源使用,必须将若干单体太阳能电池片串、并联连接和严密封装成组件,即为太阳能电池组件。

本项目太阳能电池组件生产工艺主要包括以下内容:

1、电池片分捡选片

由于电池片制作条件的随机性,生产出来的电池性能不尽相同,所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起,所以应根据其性能参数进行分类;通过电池分选仪进行电池测试即通过测试电池的输出参数(电流和电压)的大小对其进行分类,以提高电池的利用率,做出质量合格的电池组件。

2、正面焊接

是将裁剪好的汇流带焊接到电池正面(负极)的主栅线上,汇流带为镀锡的铜带,使用自动焊接组件机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上,焊接用的热源为红外灯(利用红外线的热效应),焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。

3、背面串接

背面焊接是将电池串接在一起形成一个组件串,项目采用的工艺是手动焊接,电池的定位主要靠一个膜具板,上面有放置电池片的凹槽,槽的大小和电池的大小相对应,槽的位置已经设计好,不同规格的组件使用不同的模板,操作者使用焊笔和焊锡丝将“前面电池”的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上,这样依次将电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。

4、层压

背面串接好且经过检验合格后,将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、TPT背板按照一定的层次(由下向上:玻璃、EVA、电池、EVA、玻璃纤维、TPT背板)敷设好,准备层压。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置,调整好电池间的距离,将敷设好的电池放入层压机内,通过抽真空将组件内的空气抽出,然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起,最后冷却取出组件。本项目使用快速固化EVA,层压循环时间约为25分钟,EVA固化温度为150℃。

5、切边

层压时EVA软化后由于压力而向外延伸固化形成毛边,所以层压完毕后使用切

边机将其切除。

6、装框

类似于给玻璃装一个镜框,为切边后的组件安装铝框,增加组件的强度,进一步的密封电池组件,延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充,各边框间用角键连接。

7、焊接接线盒

在组件背面引线处焊接一个盒子,以利于电池与其他设备或电池间的连接。

8、组件检验

包括高压测试和组件测试。高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压,测试组件的耐压性和绝缘强度,以保证组件在恶劣的自然条件(雷击等)下不被损坏;组件测试是对电池的输出功率进行标定,测试其输出特性,确定组件的质量等级。

9、包装入库

测试合格的组件经过拭擦后装箱入库。

本项目太阳能电池组件生产工艺及产污位置详见图2

汇流带

太阳能电池片Array成品入库

图2 太阳能组件生产工艺及产污位置图

1.4产业政策符合性

1.4.1国家产业政策符合性

本项目为太阳能级多晶/单晶电池片及电池组件制造,根据《产业结构调整指导目录(2011年本)》,项目属第一类“鼓励类”中信息产业类第21条“新型电子元器件(片式元器件、频率元器件、混合集成电路、电力电子器件、光电子器件、敏感元器件及传感器、新型机电元件、高密度印刷电路板和柔性电路板等)制造。

同时,中国电池行业“十一五”发展规划中明确“鼓励发展太阳能电池,支持便携式小型光伏电源系统和新型薄膜太阳能电池的开发和应用;支持太阳能电池用硅锭和硅片的研究与生产”。

项目经双流县发展和改革局双发改投资备案[2012]104号备案同意,本项目符合国家产业政策。

1.4.2成都市产业投资导向符合性

成都市人民政府办公厅于2006年2月9日印发了《成都市产业投资导向目录》,将电子信息产业中的电子封装及相关产品、新型电子元器件及专用设备列为鼓励发展产业行列。

本项目主要生产太阳能级多晶/单晶电池片及电池组件,属新型电子元器件及专用设备类,项目符合成都市产业投资导向。

1.5规划符合性

1.5.1四川光伏产业发展建设规划符合性

根据《四川光伏产业发展建设规划》相关要求可知,四川省多晶硅太阳能光伏产业布局要求为:

硅材料生产:在产业基础、技术力量和电力保障条件较好的乐山、眉山、成都和雅安地区,集中布局工业硅、三氯氢硅、多晶硅和单晶硅等硅材料产业,加强其副产物的循环利用,建成国内最大的硅材料生产基地。

多晶硅太阳能电池组件:在成都和乐山集中布局多晶硅太阳能电池组件生产线,利用接近原料产地和交通便捷的优势,就地延长多晶硅产业链。

本项目产品为太阳能电池片及电池组件,符合《四川光伏产业发展建设规划》

要求。

1.5.2与双流县城市发展规划符合性分析

本项目所在区域——西南航空港经济开发区,属于成都市东升分区。根据双流县规划管理局2007年1月制定的成都市东升分区规划图可知,项目用地属二类工业用地,项目用地符合成都市东升片区土地利用规划。

项目建设已取得双流县规划管理局出具的规划设计条件通知书(见附件),项目建设符合双流县城市发展规划。

1.5.3与四川双流经济开发区扩区规划符合性分析

根据《四川双流经济开发区扩区规划环境影响报告书》可知,由《四川省人民政府关于四川双流经济开发区扩区的批复》(川府函[2010]175号),四川省人民政府同意四川双流经济开发区扩区,扩区后开发区包括A、B区,其中:A区为原设立审核区域,原设立审核文件依据为《四川省计委关于补办西南航空港经济开发区审批手续的批复》(川计[1996]计综692号),规划开发面积7.86平方公里;B区为开发区域,规划控制面积为19平方公里。本项目北厂区位于B区,即位于四川双流经济开发区扩展区。

四川双流经济开发区扩区B区地处成都市南部、双流县城市规划区中部,属于双流城市有机组成部分。规划区位于航空港片区和华阳片区之间,处于黄甲大道与双黄路之间,西临黄甲大道,南至正公路,东至双黄路,北到规划20米道路,距成都市区5公里,规划区面积19平方公里。

四川双流经济开发区扩区B区涵盖了西南航空港组团中的工业集中发展区已进行的一至五期用地范围,一至五期占地面积分别为 1.52km2、4.83km2、2.04km2、4.18km2、3.17km2,其中工业集中发展区一期、二期、三期已于2007年编制《西南航空港组团环境影响评价报告书》,并通过四川省环保厅审查;工业集中发展区四期、五期的规划环评分别于2008年、2010年通过成都市环境保护局审查,审查意见文件分别为:成环建[2008]复字796号、成环建[2010]33号。

《四川双流经济开发区扩区规划环境影响报告书》于2011年8月通过四川省环保厅审查,审查意见文件为川环建函[2011]303号,根据审查意见内容,四川双流经济开发区扩区B区的产业定位为:以新能源、电子信息为主,同时发展机械制造

业、新材料、建筑材料(不含水泥制品)。本项目北厂区太阳能电池组件生产线位于四川双流经济开发区扩区B区范围内,太阳能电池组件生产属新能源产业,符合四川双流经济开发区扩区B区规划。

1.5.4与西南航空港组团拓展区(工业集中发展区第四期)规划符合性分析

本项目北厂区太阳能电池组件生产线位于西南航空港组团拓展区(工业集中发展区第四期)范围内,其已于2008年编制《西南航空港组团环境影响评价报告书》,并于2008年9月通过成都市环保局审查,审查意见文件为:成环建[2008]复字796号。

规划区按照成都市政府“一区一主业”产业定位,以及成都市人民政府办公厅关于优化工业布局规划促进产业集约集群发展的通知,目标定位将工业集中发展区四期建设成以光伏光电及机电产业为主,同时发展电子、机械制造业、生物医药、新材料、建筑材料(不含水泥制品)等产业的现代产业基地。本项目北厂区电池组件制造生产线,属于光伏光电产业,属园区主导发展行业,可见,本项目北厂区电池组件生产线属于园区鼓励发展项目,符合园区规划。

1.5.5与成都市新能源产业功能区(工业集中发展区第六期)规划符合性分析

根据《成都市新能源产业功能区(工业集中发展区第六期)规划环境影响报告书》可知,由《四川省人民政府关于成都市新能源产业功能区(工业集中发展区第六期)的批复》(川府函[2010]175号),规划区范围北至黄甲镇南侧边界,南以双流机场油库南侧规划东西向40米道路为界,西至黄甲镇西侧边界及其西侧规划南北向20米道路,东至成昆铁路,规划区面积7.23平方公里。按照《成都市人民政府办公厅关于优化工业布局规划促进产业集约集群发展的通知》(成办发[2009]51号)的要求,成都市新能源产业功能区(工业集中发展区第六期)的产业定位为:重点发展以光伏、光热、光电、核能、风能等“三光两能”为主的新能源产业。

本项目南厂区的太阳能级多晶/单晶电池片生产线位于成都市新能源产业功能区(工业集中发展区第六期),属光电产业,符合园区产业定位。

2、建设项目周围环境现状

2.1项目周围环境现状

(1)环境空气质量

项目区域环境监测表明,各监测点的各项大气污染物因子均满足《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准要求。

(2)地表水环境质量

监测表明,锦江评价河段各断面氨氮、总磷指标出现不同程度超标,不能满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类水域标准。

(3)地下水环境质量

监测表明,项目区域地下水各监测点的氨氮指标出现超标,不能满足《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中Ⅲ类标准。

(4)声环境质量

监测表明,各监测点昼、夜间噪声监测值均满足《声环境质量标准》

(GB3096-2008)中3类区标准。

2.2项目评价范围

1)施工期评价范围:厂址边界外200米以内的区域。

2)营运期评价范围:见表3。

3、环境影响预测与采取的环保措施

3.1项目主要污染物类型、处理措施、排放情况

项目营运期主要的污染因素如下:

废气:项目废气主要为有机废气、酸性废气、碱性废气和粉尘、食堂油烟。

废水:主要包括含氟废水、酸碱废水、有机废水、生活污水。

固废:项目建成后固体废物主要有:废包装材料、废锡焊丝、组件切边废料、废铝框角键、布袋收尘、生活垃圾、污水处理系统污泥、废机油、废活性炭、危险化学品包装等。

噪声:废气排风系统风机及空压机、制氮站、工艺冷却水系统循环水泵、冷却塔、丝网印刷机、切边机、层压机、污水处理站水泵等,噪声值一般在70-90dB(A)范围内。

环境风险:项目主要环境风险为液氨钢瓶泄漏。

经采取有针对性的处理措施后均可实现达标排放。项目主要污染物处置及排放情况见表4。

3.2项目外环境及主要保护目标

拟建厂区位于双流县西航港经济开发区,项目分为南厂区(B区)和北厂区(A 区),两厂区间直线距离约1.8km。南厂区主要为太阳能级多晶/单晶电池片生产线,

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