光伏电池评价报告Word下载.docx
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《300MW光伏电池片项目工程分析专项》[XX大学,2007年9月]
1.3评价目的
1.3.1贯彻落实国家有关职业卫生的法律、法规、规章、标准和国家的产业政策,从源头控制和消除本项目在生产过程和作业环境中产生或存在的职业病危害,防治职业病,保护劳动者健康。
1.3.2通过职业病危害预评价工作,识别和分析本工程项目在生产过程和作业环境中可能产生或存在的主要职业病危害因素及其主要环节,预测可能造成的职业病危害及其程度,确定本工程项目职业病危害类别。
1.3.3根据评价依据,论证和评价本项目拟采取的职业病危害防护措施的可行性、有效性和完整性,提出合理可行的职业病危害防护补充对策和建议,做出科学、客观、真实的职业病危害预评价结论,为本工程项目的职业病防护设施设计和施工提供参考和依据。
1.3.4为卫生行政部门进行本工程项目职业卫生审查和职业病危害分类管理提供科学的技术依据。
1.4评价范围
本报告的评价范围主要包括本项目的光伏电池片生产(包括硅片受入、清洗、制绒、磷扩散、等离子刻蚀、去PSG、等离子化学气相沉淀、丝网印刷、烧结、分类检测、包装等)系统及其辅助设施和污水(中和)处理设施,主要针对项目投产运行后可能产生或存在的职业病危害及防治内容进行评价。
1.5评价内容
主要包括选址、总体布局、建筑卫生学要求、生产工艺和设备布局、职业病危害因素和危害程度及对劳动者健康的影响、职业病危害防护设施、辅助用室基本卫生要求、应急救援与预案、个人使用的职业病防护用品、职业卫生管理措施、职业卫生专项经费概算等。
1.6评价方法
1.6.1类比法
通过对本项目现有生产单元及相似项目的职业卫生调查、工作场所职业病危害因素浓度(强度)检测、既往职业卫生资料以及对评价项目有关的文件、技术资料的分析,类推本项目运行过程中可能产生或存在的职业病危害因素的种类和危害程度,对职业病危害的隐患和后果进行风险评估,预测拟采取的职业病危害防护措施的防护效果。
1.6.2经验法
根据实际工作经验和掌握的相关专业知识,对照职业卫生有关法律、法规、标准等,借助经验和判断能力直观地对本项目运行期间可能存在的职业病危害因素进行识别、分析。
1.7质量控制
类比工程现场样品的采集、实验室分析以及评价报告编制过程的质量控制,均按国家现行标准检测方法、《XX市疾病预防控制中心质量手册》和《XX市疾病预防控制中心程序文件》的有关要求执行。
所有测试仪器均经过计量部门检定认可。
图1-1本项目评价过程质量控制程序
1.8评价程序
1.8.1准备阶段
主要工作为接受建设单位委托、收集和研读有关资料、进行初步调查分析、编制预评价方案并进行技术审核、确定质量控制原则及要点等。
建设项目职业病危害预评价应收集的主要资料见附录E。
1.8.2实施阶段
依据预评价方案开展评价工作。
主要工作为工程分析、职业卫生现场调查、类比调查,并进行职业病危害因素定性、定量评价及风险评估。
1.8.3完成阶段
主要工作为汇总、分析实施阶段获取的各种资料、数据,通过分析、评价得出结论,提出对策和建议,完成职业病危害预评价报告书的编制,对职业病危害预评价报告书进行专家评审。
图1-2本项目职业病危害预评价工作程序
2工程分析
2.1工程概况
2.1.1工程基本情况
项目名称:
XXXX太阳能电力股份有限公司300MW光伏电池片项目
项目性质:
新建
建设单位:
XXXX太阳能电力股份有限公司
拟建地点:
XX市经十东路8168号XX科技园内
投资总额:
13.8亿元
建设规模:
项目总用地面积122819.28m2(约合184.1亩),建设用地90559.07m2(约合136亩),总建筑面积54426m2。
一、二期工程设计建设三条生产线,年生产300MW光伏电池片。
2.1.2生产制度及劳动定员
本项目生产实行三班工作制。
劳动定员根据产品方案和生产规模确定为500人。
其中管理人员40人,研发人员20人,生产车间440人,人力资源配置见表2-1。
表2-1劳动定员表
序号
人员组成
人数
1
管理及营销人员
40
2
生产人员
440
3
研发人员
20
4
合计
500
2.1.3地理位置(见附件1)
本项目拟建厂址位于XX市经十东路8168号XX科技园内,北依XX市主要交通道路经十东路,西南临神武村,东邻三联新型建材有限公司,西邻神武村生产路。
2.1.4自然环境概况
拟建厂区所属地貌单元为第四系山麓斜坡堆积地貌,总体是北高南低,东高西低。
气候属暖温带湿润大陆季风气候,XX市区年平均气温13.5℃,湿度65.45%,降水665.3毫米,常年主导风向为西南和东北风。
2.1.5项目主要工程内容
2.1.5.1本项目主要工程内容
本项目拟总体规划,分期实施。
一期工程建筑面积9176m2,主要建设一座电池厂房(9000m2);
2个门卫室(分别为126m2、50m2)。
二期工程建筑面积45250m2,主要建设一座电池及组件厂房(24000m2);
一座成品仓库和一座原材料仓库(建筑面积均为6300m2);
变电室(200m2);
一座动力厂房(3000m2),内设车间变电站、纯水站、真空泵房和空压机房等;
水泵房(300m2);
危险品仓库(400m2);
地下水池(1250m2);
酸碱中和池;
太阳能科普馆(5000m2)。
2.1.5.2公用辅助设施
Ø
给水工程
本项目生产用水主要为生产用水和循环冷却水,其他用水包括卫生清洁用水和职工生活用水。
生产用水需采用软化水、去离子水和自来水,需配套建设水处理设施。
排水工程
项目排水采用有组织排放,设雨污两套管网。
场内雨水经汇集由雨水管网排出;
生活污水、生产污水(经废水处理设施中和处理后)排入XX科技园污水处理站。
供电工程
本项目电气系统分为强电和弱电系统。
电源由场址西侧潘家庄变电站引入,在车间内建双回路变配电室,经变压器降压后,由埋地电缆输送到各用电单元。
本项目总装容量为800KW,配电室内设两台500KVA变压器。
照明网络电压为380/220V,检修照明36V。
其他设施
本项目生产用压缩空气、氮气等气体,根据需要设立空气压缩机等设备及管道系统。
供热
光伏车间内拟设供热系统。
2.2本项目拟使用原材料及辅料情况
本项目所耗主要原材料为晶体硅片和银铝浆,晶体硅片是太阳能或半导体工业下脚料,由国内外市场供给,年耗用量约为8700万片,银铝浆年消耗量约99吨。
辅助材料有盐酸、三氯氧磷、氢氟酸、氢氧化钠、氮气、氧气、氨、硅烷(SiH4)等。
表2-2拟使用原材料及辅料
名称
单位
消耗量
备注
硅片(125×
125)
万片/年
8700
银铝浆
吨/年
99
氢氧化钠
900
以1%氢氧化钠计
盐酸
180
以5%HCI计
5
氢氟酸
以2%HF计
6
三氯氧磷
公斤/年
54
7
氨
升/小时
792
8
硅烷(SiH4)
1215
9
四氟化碳(CF4)
毫升/分钟
600
一天6小时
10
氮气
立方米/天
7650
11
氧气
升/分钟
16.2
一天20小时
2.3厂区总平面规划布置(见附件2)
本项目在XX科技园内实施,建设生产车间、生产辅助用房及办公科研用房。
根据生产工艺要求,生产车间布置力求简捷、顺畅,避免相互交叉。
生产车间内分为生产及空调区,区内布置有金相显微镜、扩散炉、等离子体刻蚀机、烧结炉、绒面腐蚀清洗工作台、PECVD、等离子切边系统等。
临近生产车间布置生产辅助用房,在场址入口迎面布置办公科研楼,布置有办公室、控制室、研发实验室、检测室等。
2.4生产工艺流程及生产设备
2.4.1生产工艺流程
2.4.1.1硅片清洗
采用超声方法对硅片表面可能玷污的杂质进行清洗。
主要目的是除去硅片上的污物。
将硅片放入清洗机后加入纯水,并按配比添加适量的中性清洗液,清洗机将会自动对硅片进行清洗。
2.4.1.2单晶硅绒面的制备
单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成百万个四面方锥体。
由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。
制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,采用酸液进行一般的化学清洗。
2.4.1.3磷扩散
制结过程是在一块基体材料上生成导电类型不同的扩散层,它和制结前的表面处理都是电池制造过程中的关键工序。
现用制结方法有热扩散、离子注入、外延、激光及高频电注入法等。
本项目用热扩散法。
热扩散制p-n结法就是在高温情况下将p掺入p型硅。
硅太阳电池所用的主要热扩散方法有涂布源扩散、液态源扩散,固态源扩散等。
硅片扩散后,在片子的两面和周边都形成n+扩散层。
硅片光照面形成的p-n结成为前结,是实现光电转换所必须的。
对于涂源扩散法,通常用涂源面作为前结,对于三氯氧磷液态源及其它气体携带法扩散,可选取表观较好的一面为前结。
在硅片背面形成的p-n结称为背结,光照时背结的存在将产生与前结相反的光生电压。
对于常规的非卷包式电池来说,硅片周边的扩散层和周边扩散层出去。
2.4.1.4等离子刻蚀
扩散完后,为了将边缘的PN结去掉,通常采用等离子刻蚀。
2.4.1.5去磷硅玻璃(PSG)
该工序是对刻蚀后硅片上的磷硅玻璃用氢氟酸腐蚀的方法进行清除。
2.4.1.6等离子化学气相沉淀(PECVD)
PECVD被使用在硅片上沉积氮化硅材料,是在400℃的温度下通过物理化学反映产生SiNx:
H的过程
等离子体的激励频率对Si-SiNx:
H的界面特性影响大。
主要原因是等离子体的频率低于4MHz时,离子运动能够跟上等离子体的激励频率,离子在电场的作用下具有较大的能量,从而对器件表面造成大的轰击损伤,因此低频直接PECVD法沉积的SiNx:
H薄膜紧紧对器件表面能够提供中等质量的表面钝化,而且这样的表面钝化层在紫外光照射下性能不稳定。
但当等离子体的频率大于4MHz时,由于加速周期短,离子吸收的能量小,不至于对器件表面造成大的轰击损伤,因此当电磁场的激励频率为高频时,用直接PECVD法在晶体硅太阳电池迎光面沉积的纳米SiNx:
H减反射膜具有较好的表面钝化作用和较好的抗紫外性能。
对远距PECVD法来说,等离子体的激励区和放样品区是分开的,等离子体的激励可以在真空室外进行,被激励的气体通过窄的石英管引导样品表面,远距PECVD法的有点是具有较高的沉积速率,这有利于提高生产效率。
ISFH的研究表明:
对晶体硅太阳电池来说,不管是高频直接PECVD法还是远距PECVD法都能够制备出性能优良且稳定的纳米SiNx:
H减反射膜。
PECVD法沉积的SiNx:
H薄膜对硅片表面有很好的钝化作用,能使晶体硅太阳电池的表面复合速率降至10cm/s左右,这使获得开颅电压超过650mv成为可能,2.0-2.1的折射率也有效地减小了光学反射,且给予SiNx:
H减反射膜之上地烧穿工艺不仅免去了电池焊接中的ARC工艺,而且SiNx:
H中大量的原子氢也会扩散到SiO2/Si界面,饱和了悬挂键,减少了态度密。
2.4.1.7丝网印刷
该工序是过丝网印刷机将银浆或银铝浆等导电材料印刷在硅片上,作为太阳能电池的正负电极和背场。
2.4.1.8烧结
该工序通过高温合金的过程,使硅片上的电极合金化。
2.4.1.9测试分档
成品电池按电性能进行测试分档。
图:
2-1本项目生产工艺流程
2.4.1.10污水(中和)处理
本项目生产产生的含酸含碱废水通过管道输送至公用工程厂房的废酸和废碱槽,通过中和槽进行中和处理。
废碱量不足时使用氢氧化钙,氢氧化钙与氢氟酸和盐酸反应生成氟化钙和氯化钙,反应物做定时清理。
污水中和处理达标后进入XX污水处理站。
2.4.2拟采用的生产设备
表2-3国内采购设备表
工序
设备名称
外形尺寸
(m×
m×
m)
数量
(台/套)
一
主要生产设备
绒面检查
金相显微镜
高温扩散
扩散炉及净化台(撞骗工作台、石英件)
6.4×
1.3×
3.1
18
石英管清洗槽
方块电阻测试
四探针测试仪
桌面办公型
边缘PN结腐蚀
等离子体刻蚀机
(装片工作台)
1.2×
1.1×
1.2
36
PN结去除效果测试
冷热二探针测试仪
膜厚测试
椭偏仪
硅片包装
包装机
3×
0.8×
区PSG(HF)
去磷硅玻璃设备
117
二
辅助生产设备
去离子水站
净化空调
液氧罐、液氮罐、废水废气处理装置
各1
表2-4国外进口设备表
序
号
生产厂家
绒面制作
绒面腐蚀清洗工作台(装片工作台)
捷克svcs公司
涂镀减反射膜
PECVD(装片工作台)
2.3
德国Roth@Rau公司
丝网印刷、烘干、测试、分档
丝网印刷机
意大利Baccini公司
烧结
烧结炉
美国DESPATCH公司
3类比调查
3.1类比企业概况
类比企业地址:
晶龙集团宁晋县产业园区。
类比性质:
不同地区相似生产性质的企业作为类比。
类比项目投产年月:
2005年。
产品方案及规模:
(1)单晶硅棒:
单晶炉100台,由于受电力等因素的影响,至今开展生产的60台,年产200余吨;
(2)硅片:
日产9万片(125×
125mm);
(3)太阳能电池片:
年产75MW太阳能电池片;
(4)太阳能电池组件:
年封装75MW太阳能电源板。
类比企业工人数:
现有员工约3000名。
3.2类比的可比性分析
表3-1拟评价的拟建工程与类比工程可比性对照表
项目类别
类比工程
拟建工程
名称
晶龙集团宁晋县太阳能生产厂区
项目地点
宁晋县产业园区
XX经十东路8168号XX科技园
自动化程度
单晶硅棒以单机自动化作业为主,硅原料清洗是手工作业;
硅片生产类似机械加工作业,切割机是单机自动化生产;
太阳能电池片以自动化流水作业为主,部分清洗流水线为手工操作;
太阳能电池组件以手工作业为主,人工焊接封装
光伏电池片以自动化流水作业为主,清洗机采用超声方法自动对硅片表面可能玷污的杂质进行清洗;
部分岗位为手工操作。
产品
单晶硅棒、硅片、太阳能电池片、太阳能电池组件
光伏电池片
生产规模
单晶硅棒:
200吨/年
硅片:
1989万片/年(125×
125mm)
太阳能电池片:
75MW
太阳能电池组件:
设计年生产300MW光伏电池片。
生产区域分布
单晶硅棒、硅片、太阳能电池片、太阳能电池组件分成四家企业
生产工人数
3000
化学物料
盐酸、硝酸、氢氟酸、氢氧化钠、三氯氧磷、四氟化碳、硅烷、乙醇、异丙醇、氨水、氮气、氩气
矽尘、煤油、盐酸、氢氟酸、氢氧化钠、三氯氧磷、氯气、五氧化二磷、氨、硅烷、氢氧化钙、氟化钙、磷化氢、四氟化碳、
物理因素
噪声、工频、超声波
3.3类比项目职业卫生防护措施调查
对晶龙集团宁晋县产业园区太阳能生产厂区的职业卫生管理情况卫生学调查结果如下:
3.3.1职业卫生管理机构
无专职的职业卫生管理机构,员工的健康管理由人事部门负责。
未能提供相关各部门的职业卫生工作分工及职责。
3.3.2职业卫生档案管理
有部分建立,但不够完善。
3.3.3职业危害因素检测
未能提供。
3.3.4职业健康体检
能提供员工上岗前健康检查档案。
但检查单位无职业病健康体检资质,属于普通健康检查,而非职业性健康体检。
3.3.5安全卫生培训
未提供员工安全卫生培训资料。
3.3.6应急救援预案和措施
该企业涉及使用危险化学品,需要制订化学中毒应急救援预案,但企业未提供相关资料。
3.3.7个体防护用品
现场调查发现洁净车间员工基本都佩戴了个体防护用品。
防护用品的发放及管理制度未能提供,防护用品的配备资料未能提供。
但是现场配备了防护用品柜及防护用品,配备的品种基本符合职业卫生要求。
3.3.8辅助卫生用室
厂区及车间分别设有食堂、浴室、更衣室、洗衣房、厕所等,辅助卫生用室配备符合职业卫生要求。
3.3.9职业病危害因素识别
类比项目主要存在氢氟酸、三氯氧磷、四氟化碳、硅烷、盐酸、氯、氨、氢氧化钠以及噪声、工频电场等职业病危害因素,与拟建项目的职业病危害因素相似。
3.3.10职业病危害警示标识的设置状况
太阳能电池的生产设备主要进口,设备上均贴有警示标志。
另外化学品储存间及特气室等接触有毒物品和气体的部位有警示标志。
3.3.11现场接触状况分析及防护措施调查
单晶原料清洗,使用硝酸和氢氟酸,单独布置,清洗池上方有吸风罩,车间地面设置了围堰。
职业病防护主要是防酸烧灼伤,以作业人员穿戴个体防护用品为主。
单晶棒生产车间,将单晶炉生产场所与配套的真空系统和电源系统隔离布置,避免职业病危害因素噪声和工频的影响,单晶炉密布生产,拉单晶车间空调环境,该车间基本不接触职业病危害因素。
单晶棒的切、磨加工车间,有数控自动化切割机,也有人工操作的普通机床和磨床,作业方式与普通机械加工相似,但均采用了湿式作业方式,因此切、磨过程基本不产生粉尘和噪声。
单晶棒切片,使用全密闭和自动化切割机,用钢线、金刚砂和乳化液进行切割,基本不产生粉尘,但是噪声强度较大。
单晶片清洗,采用超声波和清水,有人工清洗机和自动化清洗机,基本不接触职业病危害因素。
单晶硅的制绒工艺是通过NaOH和异丙醇(或乙醇)反应,制绒车间还有表面腐蚀,表面腐蚀加入盐酸和氢氟酸。
制绒生产环境采用准洁净环境,制绒和清洗采用全自动化和密闭化进口流水线,流水线安装有吸风设施。
清洗加氢氟酸需要人工加入,每班一次,加入量不大于500ml(包装500ml/瓶),员工有严格的防酸烧灼伤个体防护用品。
磷扩散,使用三氯氧磷,生产环境为洁净环境,选用全自动化流水线,流水线安装有吸风设施,员工主要将单晶片架装上和取下,扩散前的单晶片清洗是人工作业。
刻蚀:
使用四氟化碳,生产环境为准洁净环境,选用全密闭化机器,安装有吸风设施。
去磷硅相:
该工序是对刻蚀后硅片上的污物用氢氟酸清洗的方法进行清除。
生产环境为准洁净环境,选用全自动化流水线,流水线安装有吸风设施,员工主要将单晶片架装上和取下。
等离子化学气相沉积(PEVCD):
使用硅烷,是在300-900℃的温度完成,生产环境为准洁净环境,选用全密闭化机器,安装有吸风设施。
丝网印刷:
通过丝网印刷机将银浆或银铝浆等导电材料印刷在硅片上,生产环境为准洁净环境,选用全密闭化机器,安装有吸风设施。
但是银浆或银铝浆的调配为人工作业,使用乙醇,无防护设施。
烧结:
通过高温合金的过程,生产环境为
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