Kos­ten­re­du­zie­rung bei Silizium-Dünnschicht-Solarzellen-Produktionslinie

06.12.2022 | Fallstudie BUG

Case Study

Kos­ten­re­du­zie­rung bei Silizium-Dünnschicht-Solarzellen-Produktionslinie

Ver­bes­se­run­gen der Abgasbehandlung

Auf­grund des Drucks zur Kos­ten­re­du­zie­rung in einer Dünn­schicht-Solar­zel­len-Fer­ti­gung wur­de der Ver­such gestar­tet, die lau­fen­den Kos­ten der Abgas­ent­sor­gungs­sys­te­me zu reduzieren.

Vor­aus­set­zung bei der Umset­zung war, dass die DRE (Des­truc­tion Rem­oval Effi­ci­en­cy) nicht redu­ziert wird. Ver­bes­se­run­gen für War­tung und Medi­en­ver­bräu­che wur­den vor Ort unter Pro­duk­ti­ons­be­din­gun­gen über einen Zeit­raum von sechs Mona­ten getestet.

Auf­bau der Dünn­schicht-Solar­zel­len-Fer­ti­gung in Bao­ding Tianwei

Point-of-use Abgasentsorgungskonzept Tianwei

Die a‑Si/μc-Si CVD-Pro­zess-Tools ver­wen­den gro­ße Men­gen an SiH4, H2 und NF3 sowie TMB und PH3 als Dotier­ga­se. Die Pro­zess­ga­se sind pyro­phor, explo­siv oder schäd­lich für die Umwelt. Des­halb wer­den die Pro­zess­ab­ga­se durch Brenner/Wäscher – Sys­te­me mit nach­ge­schal­te­tem, elek­tro­sta­ti­schen Staub­ab­schei­der am Ort ihres Ent­ste­hens (Point-of-Use)  ent­sorgt.  Jeden Tag wer­den etwa 100 kg SiO2 Staub und 180 kg HF erzeugt und in den Abgas­ent­sor­gungs­sys­te­men behan­delt. Die Abga­se aus den TCO-Tools ent­hal­ten DEZ, ZnO-Par­ti­kel und Koh­len­was­ser­stof­fe. Jedes TCO-Tool ist mit einem Bren­ner/­Wä­scher- Abgas­ent­sor­gungs­sys­tem ver­bun­den, wel­ches die brenn­ba­ren Ver­bin­dun­gen oxi­diert und Par­ti­kel abscheidet.

Kos­ten­re­du­zie­rung bei der War­tung: Haupt­ur­sa­chen und erziel­te Verbesserungen

Planmäßige Wartung Abgasentsorgung

KAI – Abgas­be­hand­lung mit GIANT/EDC

  • Par­ti­kel­ab­la­ge­run­gen im Reak­tor und in den Anschluss­lei­tun­gen zum elek­tro­sta­ti­schen Staubabscheider 
    • Abla­ge­run­gen im Reak­tor waren viel gerin­ger als erwar­tet → War­tungs­in­ter­vall wur­de verlängert
    • Zusätz­li­cher selbst­rei­ni­gen­der und war­tungs­frei­er Vor­fil­ter vor der Anschluss­lei­tung → kei­ne War­tung der
      Anschluss­lei­tung mehr erforderlich
  • Sedi­men­ta­ti­on der Par­ti­kel im Kreis­lauf­be­häl­ter → wird durch erhöh­ten Durchfluss/Rühren der Wasch­flüs­sig­keit verhindert
  • Salz­krus­ten­bil­dung stell­te sich als Haupt­ur­sa­che für Aus­fäl­le her­aus → kom­plett besei­tigt durch klei­ne Ände­run­gen im Tank

ESCAPE – War­tungs­in­ter­val­le vor Beginn des Tests glei­chen denen der TCO-Tools

  • Maß­nah­me: Ver­län­ge­rung der Wartungsintervalle
  • Ergeb­nis: kei­ne nega­ti­ven Aus­wir­kun­gen auf die Ver­füg­bar­keit der Anlage
  • Betriebs­kos­ten-Ein­spa­run­gen an Point-of-Use Abgasentsorgungssystemen

Betriebs­kos­ten-Ein­spa­run­gen an Point-of-Use Abgasentsorgungssystemen

Abgas­ent­sor­gungs­sys­tem GIANT

  • Opti­mie­rung des pH-Regimes → Redu­zie­rung des Laugeverbrauchs
  • Ver­mei­dung von Sedi­men­ta­ti­on und ver­bes­ser­te Fil­tra­ti­on der Wasch­flüs­sig­keit → höhe­re Kon­zen­tra­ti­on von Par­ti­keln in der Flüs­sig­keit mög­lich, Wassereinsparung

 

Abgas­ent­sor­gungs­sys­tem ESCAPE

  • Redu­zier­ter Was­ser­ver­brauch → kei­ne nega­ti­ven Auswirkungen
Medienverbrauch für Abgasentsorgung

Kos­ten­sen­kungs­maß­nah­men bei Abgasbehandlung

Durch ein­fa­che, aber kon­se­quen­te Ver­bes­se­run­gen kön­nen die lau­fen­den Kos­ten der Abgas­ent­sor­gungs­sys­te­me deut­lich redu­ziert werden.

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