VOC Reduktion in der Solarzellenproduktion

Die Kontakte von Silizium-Solarzellen werden mit metallischen Pasten auf der Vorder-und Rückseite des Wafers gedruckt. Die organischen Bestandteile der Paste verdampfen in thermischen Prozessschritten und werden mit einer kontrollierten Luftströmung aus dem Ofen ausgestoßen.

Flüchtige organische Bestandteile (VOC) in der Silizium-Solarzellen-Produktion

Je nach Prozesstemperatur können einige Verbindungen teilweise oxidieren. Während flüchtige organische Bestandteile (VOC) schnell unter ihren Dampfdruck verdünnt werden, neigen Verbindungen mit niedrigem Dampfdruck dazu, Flüssigkeiten oder Feststoffe zu bilden. Diese können sich auf den Oberflächen der Abgasleitungen ablagern und im Laufe der Zeit zu viskosen oder sogar festen Verbindungen oxidieren. Die Ansammlung flüssiger und fester Rückstände in den

Abgasleitungen ist ein typisches Problem solcher thermischen Prozesse. Flüssigkeiten können auslaufen oder wieder in das Prozess-Tool zurücklaufen und Feststoffe können bewegliche Teile blockieren. Außerdem trägt die organische Belastung der Abluft zum Gesamtausstoß organischer Emissionen der Produktionslinie in die Atmosphäre bei. Die Entwicklung einer technischen Lösung für diese Probleme ist in dieser Publikation beschrieben.

Produktionslinie mit elektrostatischem Kondensatabscheider

Drei Drucker/Trockner-Kombinationen sind in einer Linie aufgestellt, gefolgt von einem Brennprozess. Diese Linien haben verschiedene Abgasanschlüsse, wobei die höchsten organischen Belastungen beim Kontaktieren der Rückseiten auftreten. Diese Abgase verlassen die Anlage bei einer Temperatur von etwa 200 °C. Bei Verwendung eines herkömmlichen Kondensators zur Reduzierung der organischen Emissionen wird Kondensat in der Abgasleitung akkumuliert.

Entwicklung von JUNIPER

Das neu entwickelte System ist ein elektrostatischer Kondensatabscheider. Es besteht aus einem Wärmetauscher, kombiniert mit elektrostatischen Abscheidersäulen. Wärmetauscher und Abscheidersäulen sind über einem Tank installiert, in dem das Kondensat gesammelt wird. Organische Kohlenstoffverbindungen mit niedrigem Dampfdruck bilden beim Abkühlen Aerosole. Diese Tröpfchen werden dann in dem Partikelfilter eingefangen. Das gesamte System befindet sich in einem Schrank. Gesammeltes Kondensat kann automatisch in einen zentralen Sammelbehälter abgelassen werden. Das System verfügt über Sicherheitsvorkehrungen, die im Falle eines Alarms die Druckerlinie stoppen. Es kann mit einem Fernüberwachungssystem verbunden werden.

Evaluierungsergebnisse JUNIPER

Nach der erfolgreichen Evaluierung des Prototyps wurden mehrere JUNIPER- Systeme an Druckerlinien der gleichen Produktion von Solarzellen installiert. Messungen der Konzentration der organischen Kohlenstoffverbindungen vor und nach dem System zeigten, dass mehr als 97 % der flüchtigen organischen Komponenten von JUNIPER entfernt werden. Der Prototyp arbeitete über ein Jahr stabil und wartungsfrei.

Die folgenden Beispiele zeigen Messungen der Gesamtmenge organischer Verbindungen während der Produktion an zwei verschiedenen Anlagen (gemessen mit FID).

Zusammenfassung: Reduktion organischer Emissionen

Mit dem elektrostatischen Kondensatabscheider JUNIPER kann die Belastung der Abluft aus dem Brennprozess mit organischen Kohlenstoffverbindungen um mehr als 97 % reduziert werden. Die installierten Systeme arbeiten stabil.  Durch die automatische Entleerung des Kondensats wird eine manuelle Handhabung der Kondensatkanister vermieden und der Wartungsaufwand extrem niedrig gehalten.

Headquarter in Dresden

Ihr Ansprechpartner zum Thema Abgasbehandlung und VOC-Reduktion:

Frau Juliette Cavaillier/Herr Falk Allmrodt
Key Account Manager

+49 0351 40494 – 400