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硅片工艺废水

发布时间:2022-05-18 08:47:12

① 单晶硅生产的环境影响

单晶硅项目的环境影响主要有以下几方面:
废气:主要为正常生产时废气处理工序尾气、产品后处理和硅芯制备工序酸性废气等,主要废气污染物为HCl、NOx、氯硅烷、HF等。
废水:主要为正常生产时产品后处理和硅芯制备工序水洗废水、装置区设备/地坪冲洗水,以及循环水、脱盐水系统排出的假定清净下水。主要废水污染物为SS、COD、盐等。
固废:主要固体废弃物为原料制备和SiHCl3合成工序产生的硅粉、工艺废料处理工序产生的NaCl和SiO2固体废物、酸洗废液处理工序产生的Ca(NO3)2/CaF2固体废物。
噪声:主要产噪设备为机泵、压缩机和放空管

答案补充:
废气处理:一般用10%NaOH溶液洗涤,废气中的氯硅烷(以SiHCl3为例)和氯化氢与NaOH发生反应而被除去。含有NaCl、Na2SiO3的出塔底洗涤液用泵送入工艺废料处理工序。
废液处理:一般分离提纯工序残液主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的液体以及装置停车放净的氯硅烷液体加入石灰乳液中和废液中的氯硅烷等和而被转化成无害的物质。经过规定时间的处理,用泵从槽底抽出含H4SiO4、CaCl2、H4SiO4、Na2SiO3的液体,送往工艺废料处理工序。
废料处理:A.Ⅰ类废液处理
来自氯化氢合成工序的废酸、液氯汽化工序的废碱、废气残液处理工序和废硅粉处理的废液等在此工序进行混合、中和后,经过压滤机过滤。滤渣(主要为SiO2、NaCl等)送渣厂堆埋。滤液主要为NaCl溶液,进行蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用(配置NaOH溶液),结晶固体氯化钠等外售或填埋。
B.Ⅱ类废液处理
来自硅芯制备工序和产品整理工序的废氢氟酸和废硝酸,用碱液中和,生成的氟化钠和硝酸钠溶液,进行蒸发、浓缩和结晶。蒸发冷凝液循环利用(配置NaOH溶液),结晶固体氟化钙和硝酸钠等外售或填埋。

② 多晶硅切片废水中聚乙二醇分子量是多少

单晶硅生产工艺之一:硅料——拉单晶做成硅棒——切方做成硅块——切片做成硅片
多晶硅生产工艺之一:硅料——定向凝固做成硅锭——切方做成硅块——切片做成硅片

③ 半导体芯片制造废水处理方法

芯片制造生产工艺复杂,包括硅片清洗、化学气相沉积、刻蚀等工序反复交专叉,生产中使属用了大量的化学试剂如HF、H2SO4、NH3・H2O等。

所以一般芯片制造废水处理系统有含氨废水处理系统+含氟废水处理系统+CMP研磨废水处理系统。具体方案可以咨询泽润环境科技(广东)有限公司网页链接

④ 请问太阳能电池(硅片)的生产工艺原理是怎样的

太阳能电池片生产制造工艺

太阳能电池片的生产工艺流程分为硅片检测——表面制绒——扩散制结——去磷硅玻璃——等离子刻蚀——镀减反射膜——丝网印刷——快速烧结等。具体介绍如下:

一、硅片检测

硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N型和微裂纹等。该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试模组主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。

二、表面制绒

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几百万个四面方锥体也即金字塔结构。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。硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。

三、扩散制结

太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。因为正是PN结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。

四、去磷硅玻璃

该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成,主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水,热排风和废水。氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。

五、等离子刻蚀

由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面,而造成短路。因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结。通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体。等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团。活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体。

六、镀减反射膜

抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。PECVD即等离子增强型化学气相沉积。它的技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。一般情况下,使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。这样厚度的薄膜具有光学的功能性。利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大为减少,电池的短路电流和输出就有很大增加,效率也有相当的提高。

七、丝网印刷

太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后,已经制成PN结,可以在光照下产生电流,为了将产生的电流导出,需要在电池表面上制作正、负两个电极。制造电极的方法很多,而丝网印刷是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上,该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。其工作原理为:利用丝网图形部分网孔透过浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内,印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触,接触线随刮刀移动而移动,从而完成印刷行程。

八、快速烧结

经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。当银电极和晶体硅在温度达到共晶温度时,晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料中去,从而形成上下电极的欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数,使其具有电阻特性,以提高电池片的转换效率。

烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升;烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值;降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上。

九、外围设备

在电池片生产过程中,还需要供电、动力、给水、排水、暖通、真空、特汽等外围设施。消防和环保设备对于保证安全和持续发展也显得尤为重要。一条年产50MW能力的太阳能电池片生产线,仅工艺和动力设备用电功率就在1800KW左右。工艺纯水的用量在每小时15吨左右,水质要求达到中国电子级水GB/T11446.1-1997中EW-1级技术标准。工艺冷却水用量也在每小时15吨左右,水质中微粒粒径不宜大于10微米,供水温度宜在15-20℃。真空排气量在300M3/H左右。同时,还需要大约氮气储罐20立方米,氧气储罐10立方米。考虑到特殊气体如硅烷的安全因素,还需要单独设置一个特气间,以绝对保证生产安全。另外,硅烷燃烧塔、污水处理站等也是电池片生产的必备设施。

⑤ 硅片切割废水怎么处理

根据废水中的污染物种类选择不同的处理方法。有没有大量悬浮物?有没有油类物质?氨氮多少?COD多少?等等。

⑥ 太阳能硅片生产废水中加入氢氧化钠为什么会产生气体

残余的Si和NaOH反应生成了H2
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

⑦ 硅片清洗废水处理方法有哪些

硅片清洗废水可以使用极限分离系统来处理废水,结合膜组件进行处理,建议使用陶氏反渗透膜+超滤膜的组合。

⑧ 太阳能电池片污水排放标准

《标准》中规定,太阳电池分为“硅太阳电池”和“非晶硅太阳电池”,“硅太阳电池”中又分“硅片制造”和“电池制造”两种工序,以及“硅片+电池制造”。其他类型太阳能电池均按照非晶硅太阳电池计算,允许排放浓度只有太阳电池的不到1/5。

现在问题来了。一个太阳能电池组装厂(购入电池模块,组装成大型太阳能组件),适用《标准》吗?因为产品是太阳能组件,所以这个厂的名称、营业执照上均包含电池字样,也参加经济部门的相关太阳能电池行业统计。从国民行业分类来说,确实落在电池工业中。

现实的情况是。由于是组装厂,它没有生产废水,只有生活废水。但由于人员多,折算排放浓度无法达到《标准》要求。但是《标准》只规定厂区总排口浓度,刻意不区分生活和生产用水。

在《标准》讨论过程中,2004年专家会上专家就提出了,”建议标准分为电池装配厂和原材料、原器件生产厂两种污染物排放标准限值“(编制说明)。这个建议最终并未反映在《标准》正式版中。

经多方咨询,最终,经征求《标准》制定者中国轻工业生产中心意见,明确,太阳能电池组件生产不属于《标准》控制范围。原因是根据1989年《太阳光伏能源系统术语》(GB 2297),”组件(太阳能电池组件)“作为独立术语有明确定义。这个1989年的标准未在《标准》中进行引用,业内人士都难以察觉。此外,从石英砂到多晶硅的上游过程,也不在《标准》控制范围内。

⑨ 硅片清洗废水处理方法都有哪些优势

优势有1、水质分类,合理优化资源

根据多晶硅片制造过程中各用水环内节对水质的要求,将容用水环节分成高等水质用水环节、中等水质用水环节、和低等水质用水环节。将高等水质用水环节排出的废水进行净化处理,然后作为中等水质用水环节和低等水质用水环节的用水。

2、增加沉淀池和过滤器,对水要求进行划分

根据本方法的另一个方面,还提供了一种废水循环利用系统,应用于单多晶硅片制造,该系统包括:第一级沉淀池,第二级沉淀池,过滤器。



3、通过传感器增加灵敏度

本方法提供的系统,还包括控制器,滤后储水槽内由高至低设置有第一高液位传感器、第一中液位传感器和第一低液位传感器三个液位传感器。

⑩ 如何处理光伏企业硅片清洗废水

根据废水中的污染物种类选择不同的处理方法。有没有大量悬浮物?有没有油类物质?氨氮多少?COD多少?等等。

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