太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中的污染問(wèn)題

生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)常和重復出現的污染嚴重影響生產(chǎn)效益，在每個(gè)可能出現材料表面污染的工序使用接觸式清潔機，可以顯著(zhù)提高生產(chǎn)效益和太陽(yáng)能電池的功效。

當今光伏電池生產(chǎn)廠(chǎng)都面對不斷提高生產(chǎn)效益、改善其產(chǎn)品工作效率的壓力，另外原材料價(jià)格的劇烈變化也使其勢在必行。影響生產(chǎn)效益和產(chǎn)品功效提高主要問(wèn)題之一是生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)常和重復出現的污染，如果在涂布、印刷或層壓工序前材料表面有污染，生產(chǎn)效益將會(huì )被嚴重影響。

本文將注重污染的影響；污染的主要來(lái)源及其可能引發(fā)的問(wèn)題；并提出減小污染問(wèn)題的可行性解決方案。

污染如何影響太陽(yáng)能模塊的生產(chǎn)，取決于于生產(chǎn)哪一種太陽(yáng)能模塊。模塊的生產(chǎn)有三種：

第一代太陽(yáng)能電池 – 硅片： 塵埃和污染物會(huì )影響絲網(wǎng)印刷過(guò)程，引發(fā)許多問(wèn)題如‘立碑現象’、開(kāi)路和短路等。當錫焊接點(diǎn)中的污染物揮發(fā)和快速膨脹時(shí)，將導致漏焊和干焊。隨后太陽(yáng)能電池被封裝在EVA薄膜中，如果薄膜和電池之間有灰塵或污染顆粒，因為遮擋陽(yáng)光，最終產(chǎn)品的工作效率會(huì )降低。即使是肉眼看不見(jiàn)的微小污染顆粒，因為會(huì )有‘帳篷效應’將在復壓的表面出現‘魚(yú)眼’，從而產(chǎn)生視覺(jué)上的次品。這些都是制造廠(chǎng)要盡量避免的。

第二代太陽(yáng)能電池 – 真空合金：它更加高效，但是在進(jìn)入沉積工序前基片的表面必須保證是非常清結的。如果在連線(xiàn)電路中有污染顆粒，會(huì )出現和第一代工藝一樣的問(wèn)題，例如‘魚(yú)眼’和‘立碑’等。同樣，如果要達到最佳的電池工作效率，在封裝階段中玻璃或薄膜表面必須被清潔。

第三代太陽(yáng)能電池利用與電子行業(yè)類(lèi)似的絲網(wǎng)印刷技術(shù)。通常這類(lèi)電池沒(méi)有第一代和第二代高效，所以因為污染物而降低其效率的問(wèn)題顯得更加嚴重?；湍０姹仨氃诿總€(gè)印刷步驟之前被徹底的清潔。一般用于絲網(wǎng)印刷的基片是塑料材料或金屬箔片，這些進(jìn)入涂布或沉積前的基片從制造廠(chǎng)直接到達，通常都會(huì )帶有污染殘留物。例如，塑料薄膜一般會(huì )根據客戶(hù)要求被裁切成不同的尺寸，碎屑很可能殘留在材料的表面，靜電吸引塵埃也是一個(gè)嚴重的問(wèn)題。

污染不僅僅是在生產(chǎn)過(guò)程中引起問(wèn)題。如果污染物是導電材料，會(huì )造成成品腐蝕，很可能只有在產(chǎn)品的后期，當存放在庫房的時(shí)候才會(huì )被發(fā)現。

那么生產(chǎn)過(guò)程中的污染源來(lái)自哪里呢？

大量潛在的污染源包括人類(lèi)的毛發(fā)、織物纖維、脫落表皮（空氣塵埃的主要來(lái)源之一）、天花板、地面、包裝和支架，甚至稱(chēng)作‘無(wú)脫落纖維’的含有酒精類(lèi)物質(zhì)的清潔布也會(huì )成為一種污染源?！疅o(wú)脫落纖維’意味著(zhù)織物沒(méi)有表面脫落的纖維，但是當用其擦電池基片或模版組件時(shí)，纖維很可能脫落并殘留在被清潔物表面上。靜電是引發(fā)污染的另一個(gè)主要原因。一般電池板是由絕緣材料構成，易含有靜電電荷。因此，松散的顆粒會(huì )立刻被電池板表面吸引。運輸、去包裝或用抹布清潔電池板都會(huì )產(chǎn)生靜電。特別在印刷、涂布或壓層等需要進(jìn)行表面處理的工序時(shí)，清潔的基片對產(chǎn)品質(zhì)量、減少浪費和停機時(shí)間，直至提高生產(chǎn)效率和企業(yè)利潤都是至關(guān)重要的。

所以怎樣做才能最小化因為污染而對太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的影響呢？如何才能與污染和靜電，還有它們對生產(chǎn)的影響作斗爭呢？當前有兩種表面除塵、除靜電的方法： 非接觸式和接觸式除塵。

非接觸式除塵是指清潔設備不直接與被清潔的材料表面接觸，例如吸塵、吹塵或超聲波。結合除靜電棒和吸塵直接與卷材機械性接觸以達到除塵效果。如果是吸塵系統，在整個(gè)表面的吸塵力必須平均分布。如果連接被清潔物和吸塵機的密封不嚴，清潔操作的有效性會(huì )降低。正確的位置和設置是至關(guān)重要的，同樣速度、寬度和被清潔材料的類(lèi)型也要和吸塵輸出匹配。缺點(diǎn)是工作環(huán)境周?chē)奈廴練堄鄷?huì )在吸塵設備除塵過(guò)程中被激活。同樣，如果是吹塵的方式，同樣要保證材料表面的吹塵空氣力要一致，另外，被吹氣的污染顆?；驂m埃很可能散落在生產(chǎn)線(xiàn)的其它地方，或者被材料表面的靜電二次俘獲。非接觸式除塵方法在清除中等程度的污染上（污染物大約25微米）是相對成功的。然而，當今太陽(yáng)能電池制造和使用者對質(zhì)量的要求不斷提高，因為其很難有效突破被清潔材料的表面空氣層，只能清除大概25微米的污染物，這樣的清潔表現顯然是不夠的。移動(dòng)中的卷材或片材會(huì )形成一個(gè)空氣層，如果要達到高效清潔的效果，一定要突破這個(gè)空氣層。有些人認為，高壓的空氣一定會(huì )突破這層，然后吹掉表面上的顆粒。但在現實(shí)中這個(gè)應用不起作用。因為污染源散布在空氣中，然后在清潔后的材料的另一點(diǎn)停留。所以，傳統的非接觸式清潔機如超聲波或氣流型，因其不能突破被清潔材料的表面空氣層所俘獲的污染顆粒，所以不是最有效的方式。

另一種選擇是利用已經(jīng)被半導體行業(yè)所證實(shí)的技術(shù) —— 接觸式清潔技術(shù) 。接觸式除塵技術(shù)始于70年代末80年代初，英國的Teknek研發(fā)并制造了世界上第一臺接觸式清潔機。接觸式清潔通常利用清潔滾輪與被清潔物表面的物理接觸達到清潔、除塵的目的。接觸式清潔輥是聚合物覆蓋的膠輥，提供一種高效的卷材和單張清潔方式。當清潔輥與基片表面污染物有物理接觸時(shí)，污染物轉移到清潔輥表面。這是夾壓式的方法，清潔輥同時(shí)擠壓基材表面的空氣層。結果能夠在高速的情況下高效（96%以上）清除微小的污染物（通常小于10微米）。它不像毛刷式或機械刷的清潔系統會(huì )劃傷敏感材料表面（如薄膜），橡膠滾輪不會(huì )損壞電池板的表面。利用接觸式清潔設備能夠清除硅片、玻璃或EVA薄膜等基材表面的小到1位微米的松動(dòng)污染顆粒，而不損傷基材表面。隨后被清除的污染顆粒轉移到粘塵紙卷進(jìn)一步分析和銷(xiāo)毀。在清潔過(guò)程后，清潔過(guò)的電池板立刻通過(guò)靜電消除單元去處靜電，防止吸引顆粒引起再次污染。

在每個(gè)可能出現材料表面污染的工序使用接觸式清潔機，可以顯著(zhù)提高生產(chǎn)效益和太陽(yáng)能電池的功效。接觸式清潔已經(jīng)被證實(shí)是最高效的表面除塵、清潔方式。

結論

隨著(zhù)原材料價(jià)格的不斷提高，太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠(chǎng)必須要找到適合自己的提高生產(chǎn)效益和減少浪費的方法。污染物對生產(chǎn)效率和太陽(yáng)能電池本身的效率都有重要的影響。接觸式清潔技術(shù)為提高生產(chǎn)和電池的效率提供了一個(gè)最佳的可選解決方案。