Солнечная энергетика, производство солнечных элементов с по

Oerlikon Leybold Vacuum GmbH предлагает специальные вакуумные решения для производства солнечных элементов (процессы выращивания монокристаллов, напыление полупроводниковых слоёв, процесс ламинирования). Из-за наличия особых требований по вредности, чистоте и температурным условиям проведение данных процессов предъявляет особые требования к используемым вакуумным системам.

Рассмотрим особенности применений и вакуумные системы для осуществления различных процессов в производстве солнечных модулей.

Выращивание кристаллов поли-, монокристаллического кремния для солнечной энергетики с помощью вакуумного оборудования Leybold Лейбольд.

Ключевые требования к вакуумному оборудованию для солнечной энергетики

• Способность откачивать среду с большим количеством твердых частиц (нечувствительность вакуумной системы к наличию частиц)
• Откачка аргона (Ar), высокие температуры откачиваемой среды (при сжатии аргона в вакуумном насосе температура конца сжатия будет достигать больших значений, т.е. необходимо учитывать при проектировании)
• Требуемые низкие предельные остаточные давления вакуумной системы, совместная работа с системами течеискания
• Высокая надежность и простота сервисных работ
• Низкие совокупные затраты при эксплуатации для привлекательности инвестирования
• Вакуумные системы для проведения процесса выращивания кристаллов

Основные недостатки используемых вакуумного оборудования насосов и

• Использование золотниковых (плунжерных) маслозаполненных насосов имеющих высокую стоимость и эксплуатационные затраты
• Необходимость установки вакуумных насосов РУТС
• Наличие фильтров твердых частиц (дорогостоящих), увеличенная длина трубопроводов и значительное снижение быстроты откачки

Вакуумная система с винтовыми насосами DRYVAC либо SCREWLINE это

• Нечувствительное к среде инновационное решение
• Достигается необходимое давление вакуума без использования вакуумного насоса РУТС
• Фильтр (сборник твердых частиц) устанавливается на выхлопе из вакуумного насоса

Сравним вакуумные системы с использованием маслозаполненного вакуумного насоса и безмасляного винтового вакуумного насоса DRYVAC для проведения процесса при с давлении 5х10^-3мбар

Классическая схема – вакуумная система двухступенчатый золотниковый вакуумный насос с вакуумным насосом типа РУТС

Срок службы золотникового (плунжерного) вакуумного насоса напрямую зависит от корректной работы фильтра (правильности выбора, соблюдении интервалов чистки). Золотниковый вакуумный насос отлично работает в данных условиях при соблюдении температурных условий и качественном техническом обслуживании.

Частицы, накапливаемые в фильтре, классифицируются как вредное вещество, поэтому чистка фильтра представляет собой небезопасную процедуру – прибавляя сложности в общий процесс обслуживания установки.

Решение по вакуумному оборудованию Oerlikon Leybold Vacuum для солнечной энергетики

Предлагается использовать безмасляный винтовой вакуумный насос DRYVAC.

Так как винтовой вакуумный насос DRYVAC не чувствителен к твердым частицам в откачиваемой среде, то необходимости в специальном фильтре на всасывании нет. Отсутствие фильтра – приводит к увеличению скорости откачки (трубопроводы меньшей длины, отсутствует сопротивление фильтра)

• Высокая надежность безмасляного винтового насоса DRYVAC
• Винтовой вакуумный насос DRYVAC – приянты меры для надежной многолетней эксплуатации
• Способность откачки среды с содержанием пыли Si/SiO
• При вакуумировании с напуском воздуха газобалласта частицы Si/SiO вступают в реакцию (окисляются), причем реакция происходит в процессе сжатия внутри рабочей камеры откачного агрегата. Благодаря данной патентованной технологии (проведения реакции внутри винтового агрегата), нет необходимости в дорогостоящих выхлопных фильтрах.Также винтовые вакуумные насосы имеют систему напуска инертного газа для защиты уплотнений от твердых частиц. Также отсутствует любая возможность попадания масла из зубчатой передачи.

Применение винтовых вакуумных насосов в процессах нанесения фотоэлектрических слоев.

• Нечувствительность вакуумных насосов к наличию твердых частиц является основным требованием в процессах производства тонкопленочных фоточувствительных элементов.
• Наличие газобалласта предотвращает конденсацию (осаждение) внутри вакуумного насоса.
• Напуск инертного газа предотвращает попадание твердых частиц в полость зубчатой передачи
• Устойчивая работа винтовых вакуумных насосов в условиях повышенных тепловых нагрузок, т.е. при откачке больших потоков горячей, активной (вступающей в реакцию) среды.

Особые требования к вакуумному оборудованию процессов солнечной энергетики

• На внутренних поверхностях вакуумного насоса происходит осаждение, препятствующее теплообмену
• Высокая газовая нагрузка по аргону
• Откачка газовой среды с высокой температурой
• Протекание реакций в ходе процесса откачки

Концепция водяного охлаждения винтовых вакуумных насосов DRYVAC

• Максимальная эффективность теплообмена
• Отсутствие любой возможности попадания воды в процесс
• Оптимальный поток охлаждающей воды
• Удобство очистки водяной рубашки
• Устраняет необходимость установки холодной ловушки

Особенности при откачке сред содержащих селен

• Селен необходимо конденсировать до вакуумного насоса (т.е. использовать холодную ловушку)
• Селен конденсируется (осаждается) на более холодных поверхностях вакуумного насоса
• Селен не конденсируется (осаждается) на роторах вакуумного насоса из-за их высокой температуры
• Селен не нарастает на внешних поверхностях, т.е. заклинивания произойти не может
• Селен токсичен

Ламинирование солнечных панелей

Основные требования в процессе ламинирования солнечных элементов

В процессе ламинирования (склеивания) солнечных панелей используется полимеры (EVA Элитен винил ацетат, PVB поливинил бутират). При вакуумировании частицы мономеров (EVA Элитен винил ацетат, PVB поливинил бутират) остаются в форвакуумном насосе.Вакуумная система должна надежно работать в условиях откачки данных паров.

Особые требования к вакуумной системе с процессах ламинирования

Для надежной и многолетней работы винтовых вакуумных насосов Oerlikon Leybold Vacuum GmbH в качестве необходимых условий предъявляет: постоянный контроль температуры масла (температуры ротора т.к. масло циркулирует для отвода теплоты сжатия), газобалласт, напуск инертного газа в подшипник.