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生產環境中經常和重復出現的污染嚴重影響生產效益，在每個可能出現材料表面污染的工序使用接觸式清潔機，可以顯著提高生產效益和太陽能電池的功效。 當今光伏電池生產廠都面對不斷提高生產效益、改善其產品工作效率的壓力，另外原材料價格的劇烈變化也使其勢在必行。影響生產效益和產品功效提高主要問題之一是生產環境中經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，生產效益將會被嚴重影響。 本文將注重污染的影響；污染的主要來源及其可能引發的問題；并提出減小污染問題的可行性解決方案。 污染如何影響太陽能模塊的生產，取決于于生產哪一種太陽能模塊。模塊的生產有三種： 第一代太陽能電池 – 硅片： 塵埃和污染物會影響絲網印刷過程，引發許多問題如‘立碑現象’、開路和短路等。當錫焊接點中的污染物揮發和快速膨脹時，將導致漏焊和干焊。隨后太陽能電池被封裝在EVA薄膜中，如果薄膜和電池之間有灰塵或污染顆粒，因為遮擋陽光，最終產品的工作效率會降低。即使是肉眼看不見的微小污染顆粒，因為會有‘帳篷效應’將在復壓的表面出現‘魚眼’，從而產生視覺上的次品。這些都是制造廠要盡量避免的。 第二代太陽能電池 – 真空合金：它更加高效，但是在進入沉積工序前基片的表面必須保證是非常清結的。如果在連線電路中有污染顆粒，會出現和第一代工藝一樣的問題，例如‘魚眼’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。 第三代太陽能電池利用與電子行業類似的絲網印刷技術。通常這類電池沒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題顯得更加嚴重。基片和模版必須在每個印刷步驟之前被徹底的清潔。一般用于絲網印刷的基片是塑料材料或金屬箔片，這些進入涂布或沉積前的基片從制造廠直接到達，通常都會帶有污染殘留物。例如，塑料薄膜一般會根據客戶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嚴重的問題。 污染不僅僅是在生產過程中引起問題。如果污染物是導電材料，會造成成品腐蝕，很可能只有在產品的后期，當存放在庫房的時候才會被發現。 那么生產過程中的污染源來自哪里呢？ 大量潛在的污染源包括人類的毛發、織物纖維、脫落表皮（空氣塵埃的主要來源之一）、天花板、地面、包裝和支架，甚至稱作‘無脫落纖維’的含有酒精類物質的清潔布也會成為一種污染源。‘無脫落纖維’意味著織物沒有表面脫落的纖維，但是當用其擦電池基片或模版組件時，纖維很可能脫落并殘留在被清潔物表面上。靜電是引發污染的另一個主要原因。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產生靜電。特別在印刷、涂布或壓層等需要進行表面處理的工序時，清潔的基片對產品質量、減少浪費和停機時間，直至提高生產效率和企業利潤都是至關重要的。 所以怎樣做才能最小化因為污染而對太陽能電池產生的影響呢？如何才能與污染和靜電，還有它們對生產的影響作斗爭呢？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降低。正確的位置和設置是至關重要的，同樣速度、寬度和被清潔材料的類型也要和吸塵輸出匹配。缺點是工作環境周圍的污染殘余會在吸塵設備除塵過程中被激活。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，被吹氣的污染顆粒或塵埃很可能散落在生產線的其它地方，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，當今太陽能電池制造和使用者對質量的要求不斷提高，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。移動中的卷材或片材會形成一個空氣層，如果要達到高效清潔的效果，一定要突破這個空氣層。有些人認為，高壓的空氣一定會突破這層，然后吹掉表面上的顆粒。但在現實中這個應用不起作用。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被半導體行業所證實的技術 —— 接觸式清潔技術 。接觸式除塵技術始于70年代末80年代初，英國的Teknek研發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，污染物轉移到清潔輥表面。這是夾壓式的方法，清潔輥同時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劃傷敏感材料表面（如薄膜），橡膠滾輪不會損壞電池板的表面。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一步分析和銷毀。在清潔過程后，清潔過的電池板立刻通過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，可以顯著提高生產效益和太陽能電池的功效。接觸式清潔已經被證實是最高效的表面除塵、清潔方式。 結論 隨著原材料價格的不斷提高，太陽能電池生產廠必須要找到適合自己的提高生產效益和減少浪費的方法。污染物對生產效率和太陽能電池本身的效率都有重要的影響。接觸式清潔技術為提高生產和電池的效率提供了一個最佳的可選解決方案。 |
