Phòng sạch trong ngành sản xuất Pin năng lượng mặt trời

Trong bài viết này, hãy cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu về phòng sạch sản xuất pin năng lượng mặt trời nhé.

Giới thiệu tấm silicon wafer

Tấm silicon wafer là những tấm tròn sáng bóng giống như gương, được làm từ vật liệu silicon và là nguyên liệu chính để sản xuất chip mạch tích hợp bán dẫn. Hiện nay, ngành công nghiệp vi điện tử đang phát triển mạnh mẽ, công nghệ mạch tích hợp đã đạt đến quy mô dưới 0,18 micron, điều này đã thúc đẩy sự phát triển của tấm silicon wafer trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Đồng thời, yêu cầu về các thông số hiệu suất của tấm silicon wafer cũng ngày càng cao. Vì vậy, triển vọng phát triển của tấm silicon wafer năng lượng mặt trời rất lạc quan.

1. Quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời wafer silicon

Nhìn chung, sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời wafer silicon bao gồm hai phần chính: sản xuất thanh tinh thể đơn silicon và sản xuất tấm wafer silicon năng lượng mới quang điện. Quy trình này được chia thành các công đoạn chính sau:

• Phát triển thanh tinh thể đơn
• Cắt và kiểm tra thanh tinh thể đơn
• Mài đường kính ngoài
• Cắt lát
• Vát mép (cạnh tròn)
• Mài/kiểm tra tấm mài
• Khắc (khắc hóa học, LP-CVD + AP-CVD và các quy trình khác)
• Xử lý nhiệt PTA
• Xử lý hư hỏng ngược
• Đánh bóng (đánh bóng thô ML, đánh bóng mịn ML)
• Làm sạch
• Kiểm tra chất lượng
• Đóng gói sạch

Quy trình từ phát triển thanh tinh thể đơn đến mài đường kính ngoài là quy trình sản xuất thanh tinh thể đơn silicon. Quy trình từ cắt lát trở đi là quy trình sản xuất tấm wafer silicon năng lượng mới quang điện. Lấy ví dụ từ một nhà máy wafer silicon của Nhật Bản, phần dưới đây sẽ giới thiệu thiết kế hệ thống lọc không khí và hệ thống điều khiển tự động cho quy trình sản xuất tấm wafer silicon năng lượng mới quang điện.

2. Yêu cầu kiểm soát môi trường cho từng quy trình sản xuất

Một nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời wafer silicon năng lượng mới quang điện với kích thước 4~6 inch và sản lượng hàng năm đạt 4,8 triệu tấm. Các tấm pin năng lượng mặt trời silicon này được ứng dụng trong sản xuất các thiết bị rời rạc, linh kiện điện và mạch tích hợp đặc biệt.

Hệ thống lọc điều hòa không khí trong nhà máy sản xuất pin năng lượng mặt trời

Thiết kế hệ thống lọc điều hòa không khí VCR được tích hợp chặt chẽ với bố trí quy trình và quy trình sản xuất. Hệ thống lọc điều hòa không khí của các nhà máy, tùy vào loại hình và mục đích sử dụng, đều có những đặc điểm riêng. Sau đây sẽ giới thiệu giải pháp hệ thống lọc điều hòa không khí cho quy trình sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời wafer silicon năng lượng mới quang điện.

Xem thêm: Hệ thống điều hòa không khí cho phòng sạch

1. Phòng cắt lát, phòng vát mép và phòng mài chỉ có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ

Máy điều hòa không khí tủ chia tách bơm nhiệt làm mát bằng không khí (PAC) được lắp đặt để đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ phòng. Dàn lạnh được đặt gần xưởng, kết nối với ống gió và áp dụng phương pháp cấp khí bên cửa thoát khí có cửa chớp hai lớp; dàn nóng được đặt trên mái. Thể tích khí thải của phòng cắt lát lớn và không khí trong lành được bổ sung bằng máy điều hòa không khí mái bơm nhiệt bay hơi trực tiếp S1-1 và S1-2. Xưởng có yêu cầu phòng chống bụi và máy điều hòa không khí tủ chia tách bơm nhiệt làm mát bằng không khí được trang bị bộ lọc hiệu suất trung bình tại cửa thoát khí hồi (hiệu suất đếm bụi trong khí quyển: ≥60%, đối với các hạt ≥1μm). Tương tự như vậy, máy điều hòa không khí mái cần được trang bị bộ lọc hai cấp.

2. Phòng lò và phòng BSD chỉ có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ

Máy điều hòa không khí tủ chia tách làm mát bằng điện (PAL) được lắp đặt để đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ phòng. Dàn lạnh được đặt gần xưởng, kết nối với ống dẫn khí và áp dụng phương pháp cung cấp không khí từ trên cùng qua bộ khuếch tán vuông; dàn nóng được đặt trên mái nhà. Không khí trong lành được tạo áp suất dương từ phòng sạch liền kề. Xưởng có yêu cầu phòng ngừa bụi. Máy điều hòa không khí tủ chia tách làm mát bằng điện được trang bị bộ lọc hiệu suất trung bình tại cửa thoát khí hồi (hiệu suất đếm bụi trong khí quyển: ≥60%, đối với các hạt ≥1μm).

3. Phòng kiểm tra nghiền có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm

Máy điều hòa không khí tủ chia tách làm mát bằng điện (PAL) được lắp đặt để đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ phòng. Dàn lạnh được đặt gần xưởng, kết nối với ống dẫn khí và áp dụng phương pháp cung cấp không khí từ trên cùng qua bộ khuếch tán vuông; dàn nóng được đặt trên mái nhà. Sau khi không khí trong lành được xử lý bởi bộ phận không khí trong lành (MAU-1, 2), không khí sẽ được kết nối với ống cung cấp không khí và đưa vào phòng. Độ ẩm tương đối được đảm bảo bởi bộ phận không khí trong lành, bộ phận này cũng được chia sẻ với hệ thống lọc. Xưởng có yêu cầu phòng ngừa bụi. Bộ lọc hiệu suất trung bình (hiệu suất đếm bụi trong khí quyển: ≥60%, đối với các hạt ≥1μm) được lắp đặt tại cửa thoát khí hồi của máy điều hòa không khí tủ chia tách làm mát bằng điện, và các bộ lọc hiệu suất thô và trung bình được lắp đặt trong bộ phận không khí trong lành.

Hệ thống phòng sạch sản xuất pin năng lượng mặt trời

Chất làm lạnh của máy điều hòa không khí tươi (MAU) và máy điều hòa không khí tuần hoàn (AHU) được sử dụng trong hệ thống dự án phòng sạch năng lượng mới quang điện sử dụng nước lạnh 6-11℃, hơi nước 0,2MPa được sử dụng để sưởi ấm và hơi nước sạch 0,1MPa được sử dụng để tạo ẩm. Hơi nước sạch được tạo ra bằng nước tinh khiết thông qua máy tạo hơi nước sạch.

• Mức độ phòng sạch của phòng CP là cấp 7, tần suất thông gió là 30 lần/giờ. Phòng CP sử dụng một lượng axit lớn trong quá trình sản xuất và áp dụng phương pháp điều hòa không khí bằng bộ điều hòa không khí tươi (MAU-3) kết hợp với cửa thoát khí lọc hiệu suất cao (HEPA BOX). Quy trình luồng không khí là: cửa vào không khí tươi → bộ lọc thô → bộ lọc hiệu suất trung bình → bộ gia nhiệt sơ bộ → bộ làm mát bề mặt → bộ gia nhiệt → làm sạch bằng hơi nước → quạt cấp khí → ống cấp khí → cửa thoát khí HEPA → khu vực sạch.
• Mức độ phòng sạch của phòng ML là cấp 7, tần suất thông gió là 30 lần/giờ. Phòng ML áp dụng phương pháp điều hòa không khí với hệ thống tươi (MAU) và hệ thống tuần hoàn (AHU) kết hợp cửa thoát khí HEPA. Không khí tươi được cung cấp từ hệ thống chung MAU-1 và MAU-2.
• Mức độ phòng sạch của phòng CP/CVD, LP/CVD và phòng đóng gói sạch là cấp 6, tần suất thông gió là 50 lần/giờ. Phòng áp dụng phương pháp điều hòa không khí bằng bộ điều hòa không khí tươi (MAU) kết hợp với bộ điều hòa không khí tuần hoàn (AHU) và cửa thoát khí HEPA. Không khí tươi được cung cấp từ hệ thống chung MAU-1 và MAU-2.

• Hệ thống luồng không khí được sử dụng trong các phòng sạch cấp 7 và cấp 6 là: cửa thoát khí HEPA trên cùng để cấp khí và cửa thoát khí cửa chớp dưới để hồi khí. Quy trình luồng không khí là: trộn khí hồi tươi → bộ lọc hiệu suất trung bình → bộ làm mát bề mặt → quạt cấp khí → ống cấp khí → cửa thoát khí HEPA → khu vực sạch → cửa thoát khí cửa chớp dưới → ống dẫn khí hồi → trộn khí hồi tươi.
• Phòng vệ sinh và phòng kiểm tra chất lượng có cấp độ thanh lọc là cấp 7, áp dụng phương pháp điều hòa không khí bằng bộ điều hòa không khí tươi (MAU) kết hợp với bộ điều hòa không khí tuần hoàn (AHU) và bộ lọc quạt (FFU). Hình thức luồng không khí được áp dụng là cung cấp không khí từ FFU trên cùng và hồi khí qua cửa gió dưới của phòng. Tỷ lệ phủ toàn bộ FFU là 33%. Phòng vệ sinh và phòng kiểm tra chất lượng có yêu cầu về nồng độ NH4+ và SQx, và cần bổ sung bộ lọc hóa học vào hệ thống AHU. Quy trình luồng không khí của phòng thanh lọc cấp 5 là: trộn khí hồi tươi → bộ lọc hóa học (NH4+) → bộ lọc hóa học (SQx) → bộ lọc hiệu suất trung bình → bộ làm mát bề mặt → quạt cấp khí → ống dẫn khí → hộp áp suất tĩnh cấp khí → bộ lọc quạt (FFU) → khu vực sạch → cửa thoát khí hồi gió dưới phòng → ống dẫn khí hồi → trộn khí hồi tươi. Không khí tươi được cung cấp từ hệ thống MAU-1 và MAU-2 được chia sẻ với các hệ thống khác.
• Không khí tươi cần thiết cho các phòng sạch ngoài phòng CP được xử lý tập trung bởi hai bộ phận không khí tươi (MAU-1 và MAU-2), sau khi xử lý, không khí tươi sẽ được chuyển đến các đơn vị điều hòa không khí tuần hoàn (AHU). Quy trình luồng không khí là: cửa vào không khí tươi → bộ lọc thô → bộ lọc hiệu suất trung bình → bộ gia nhiệt sơ bộ → bộ làm mát bề mặt → bộ gia nhiệt → làm ẩm bằng hơi nước sạch → quạt cấp khí → ống dẫn khí → các đơn vị điều hòa không khí tuần hoàn (AHU).
• Phòng CP, phòng ML và phòng vệ sinh sử dụng một lượng axit tương đối lớn. Tấm khuếch tán của cửa thoát khí lọc hiệu suất cao trong phòng CP và phòng ML cần phải được làm bằng thép không gỉ, và lưới của FFU trong phòng vệ sinh cũng cần được làm bằng thép không gỉ.
• Cần lưu ý rằng phòng kiểm tra chất lượng theo yêu cầu của quy trình cần sử dụng tấm tường và trần màu đen, và cửa thoát khí hồi phải là cửa màu đen tương ứng. Lưới của FFU trong phòng kiểm tra chất lượng cần phải là lưới màu đen.

Điều khiển tự động hệ thống điều hòa không khí của hệ thống lọc

Bộ điều hòa không khí tươi (MAU-1, 2) sử dụng quạt tần số thay đổi, và bộ biến tần được điều khiển bởi cảm biến áp suất tĩnh trên ống dẫn khí chính. Các van điều chỉnh điện được lắp đặt trên các đường ống khí tươi nối với từng lượng khí và bộ điều hòa không khí tuần hoàn (AHU) để kiểm soát áp suất dương. Độ mở của các van điều chỉnh điện được điều chỉnh dựa trên giá trị áp suất dương của từng phòng sạch, sao cho giá trị này không thay đổi theo sự biến động của lượng khí thải từ các thiết bị sản xuất. Sự thay đổi độ mở của van điều chỉnh điện sẽ làm thay đổi áp suất tĩnh trên ống dẫn khí chính, từ đó tần số quạt của AHU-1 và AHU-2 được điều chỉnh theo giá trị đã cài đặt để đạt được mục tiêu kiểm soát.

1. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của xưởng lọc

2. Kiểm soát hệ thống làm mát

PN