Такой низкий КПД  полученного солнечного элемента в большой степени определяется тем, что не удалось создать хорошего омического контакта. Кроме того, при диффузии с применением поверхностного источника на основе спиртового раствора ортофосфорной кислоты при нанесении раствора на пластину на тыльной стороне пластины образуются затеки. При проведении процесса диффузии на тыльной стороне пластины образуется p – n переход. Для снятия с тыльной стороны подложек слоя кремния с находящимся в нем в результате диффузии фосфором, приводящим к увеличению последовательного сопротивления СЭ на тыльном контакте необходимо применять, например, плазмохимическую обработку. Так как такой операции не было проведено, то можно сделать заключение, что образование на тыльной стороне p – n перехода существенно ухудшает электрофизические параметры СЭ.

ВЫВОДЫ

Одним из наиболее перспективных методов диффузионного легирования кремния для производства кремниевых солнечных элементов является диффузия из поверхностного источника. Особенностью этого метода является то, что создание слоя примесносиликатного стекла, из которого будет идти диффузия примеси в кремний, осуществляется до проведения процесса диффузии. Метод прост, не требует сложного оборудования, возможно проведение диффузионного отжига в атмосфере воздуха. Всвязи с этим, применение метода диффузии из поверхностного источника может удешевить технологию производства кремниевых СЭ.

 В данном дипломном проекте рассматривалось несколько поверхностных источников диффузии, также был рассмотрен твердый планарный источник.  Из поверхностных источников для диффузии бора и фосфора были достаточно полно изучены источники на основе спиртовых растворов борной и ортофосфорной кислот. Предложена технология проведения диффузии с использованием таких источников, которая позволяет надежно получать p – n переход в полупроводниковой пластине кремния.

Также были проведены опыты по наиболее перспективному из поверхностных источников – легированному окислу. Именно метод диффузии из легированного окисла представляет повышенный интерес в связи с промышленным применением в технологии производства кремниевых солнечных элементов. Большое внимание необходимо уделять технологии приготовления пленкообразующего раствора, соотношение компонентов смеси.

При использовании разработанного источника на основе ортофосфорной кислоты создан СЭ на кремнии с текстурированной поверхностью, измерены его электрофизические характеристики.

5. ОХРАНА ТРУДА

Закон Украины "Об охране труда" (новая редакция 2002 г.)  определяет основные положения по реализации конституционного права граждан на охрану их жизни и здоровья в процессе трудовой деятельности, регулированием отношений между работником и владельцем предприятия и устанавливает единый  порядок организации охраны труда Украины.

Охрана труда – это система правовых, социально-экономических, организационно-технических, санитарно-гигиенических и  лечебно-профилактических мер и средств, направленных на сохранение здоровья и трудоспособности человека в процессе    труда.

5.1. Анализ условий труда

Во время выполнения экспериментальной части дипломного проекта требуется присутствие в лаборатории технологии полупроводниковых приборов. В лаборатории, где происходит изготовление солнечных элементов  согласно определенному технологическому процессу, существует несколько опасных и вредных  групп  факторов, которые  согласно ГОСТ 12.0.003-74, можно разделить на:

-   физические;

-   химические;

-   биологические;

-   психологические;

В рабочем помещении имеют место следующие факторы:

1. Группа физических факторов: а) недостаток естественного света;                            б) электроопасность; в)  пожароопасность.

2. Группа химически опасных факторов: а) химические жидкости, например, кислоты (HCI, HNO3, HF), щелочи (KOH, NaOH) и другие вещества; б) горючие и легковоспламеняющиеся вещества (спирты, ацетон, бензин); в) наличие оловянно-свинцовых припоев в разогретом состоянии.

3. Психологические факторы: а) нервно-психологические перегрузки; б) монотонная работа; в)  работа, требующая повышенного внимания.

Недостаток освещения приводит к перенапряжению и быстрому утомлению органов зрения, что влечет за собой производственные травмы, снижает общую работоспособность организма, снижается производительность труда, увеличивается количество брака, способствует потере зрения.

Воздействие электрического тока может вызвать тяжелые последствия для организма человека, вплоть до смертельных случаев.

Химические вещества, используемые в технологических процессах, представляют опасность для здоровья, вызывают ожоги, головную боль, тошноту, различного рода отравления, сердцебиения. Например, специфика дипломного проекта предусматривает частое использование плавиковой и азотной кислот. Плавиковая кислота сильно ядовита, пары вызывают раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. Азотная кислота при непосредственном контакте с кожей вызывает кислотный ожог, при вдыхании паров слабое отравление выражается в головной боли, головокружении, шума в ушах, сонливости.

Не правильное применение легковоспламеняющихся веществ может привести к пожару. Пожар опасен как вследствие возможности получения термического ожога, так и вдыхание вредных продуктов горения.

Нервно-психологические перегрузки, монотонная работа могут привести к депрессии, перевозбуждения мозга и как следствие – к снижению производительности труда.

Выявленные опасные и вредные факторы вызывают необходимость технических, технологических, организационных и противопожарных мероприятий.

Технические мероприятия: оснащение технического и вспомогательного оборудования ограждениями, предупредительными приспособлениями, сигнальными приборами, постоянный контроль за состоянием узлов и механизмов, органов управления, своевременный ремонт и испытания, применение спецодежды.

Организационные мероприятия: улучшение работы по обучению и инструктажу персонала, усиление надзора по охране труда, правил и норм безопасности.

Противопожарные мероприятия: блокировки, сигнализация, герметизация электроустановок.

5.2. Электробезопасность

Согласно ПУЭ и ГОСТ 12.1.013-78 помещение лаборатории технологии полупроводниковых приборов относится к первому классу – без повышенной опасности. Основным оборудованием, используемым в экспериментальной части дипломного проекта является электропечь СУОЛ-044 12-М2-У42. Технические характеристики   электропечи:  напряжение  220 В, мощность     2,5 кВт. Согласно ГОСТ  12.2.007.0-75.ССБТ. данная электропечь относится к  I классу.

Согласно ГОСТ 12.1.019-79 электробезопасность в рабочем помещении обеспечивается: конструкцией установок и технически-организационными мероприятиями.

Должны применяться следующие технические способы и средства: защитное заземление, малое напряжение, выравнивание потенциалов.

5.3. Расчет защитного заземления

Согласно  ГОСТ   12.1.030-81  защитное  заземление  должно  обеспечить   защиту людей   от  поражения электрическим током при прикосновении  к   металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением.

Заземлением называется преднамеренное соединение электроустановок с заземляющим устройством.

Заземлителем называется проводник, находящийся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом.

Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземленные части с заземлителем.

Совокупность соединяющих проводников и заземлителей называется заземляющим устройством. Для установок мощностью не более 100 кВт сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом, для установок мощностью более 100 кВт – 4 Ом.

Рассчитаем сопротивление одиночного заземлителя (электрода). Для вертикального электрода из круглой арматуры сопротивление растекания тока одиночного заземлителя рассчитывается по формуле :

,                                                        (5.1)

где      r - удельное сопротивление грунта, Ом × м;

l - длина электрода, м;

t- заглубление электрода,  м;

d - диаметр одиночного вертикального заземлителя, м.

Заглубление электрода t равно:

,                                                               (5.2)

где h - расстояние от вершины электрода до поверхности земли, м.

При проектировании заземляющих устройств учитывается коэффициент сезонности (f), который показывает изменение удельного сопротивления грунта в зависимости от погодных и климатических условий. С учетом длины электрода и климатической зоны III f =1,2

;

l = 5 м;

d = 0,03м;

h = 0,6 м;

r0= 100 .

Подставим указанные значения в формулу (5.2) и вычислим значение t:

 м

Подставляем найденные значения в формулу (5.1) и получаем результат:

Необходимое количество заземлителей определим, исходя из наибольшего допустимого сопротивления заземляющего устройства. Примем коэффициент использования заземлителей равным 0,63.

;                                                (5.3)

где     NЗ - необходимое количество заземлителей, шт.;

RЗАЗ - наибольшее допустимое сопротивление заземления, Ом;

hЗ - коэффициент использования заземлителей.

Примем значение RЗАЗ = 10 Ом ; hЗ= 0,63.

Рассчитаем теперь сопротивление растекания тока горизонтальных заземляющих соединительных проводников:

,                                        (5.4)

где RГ - сопротивление горизонтальных соединительных проводников, Ом;

r - удельное  сопротивление грунта с учетом f, Ом×м;

l1 - длина заземляющего проводника, м;

b - ширина стальной соединительной полосы (горизонтального               соединителя);

  b = 0,02 м;

t1 - глубина заземляющего проводника, м.

t1 = h = 0,6м.

Длина заземляющего проводника рассчитывается по формуле:

                                                 ,                                                 (5.5)

где      l'  - расстояние между заземлителями, м;

         NЗ  - необходимое количество заземлителей.

Расстояние между заземлителями определим по формуле :

,                                                                          (5.6)

где l - длина электрода, м.

Найденное значение l' подставляем в формулу (5.5) и находим  значение l1:

.

 Подставим найденные значения l1 и l' в формулу (5.4) и найдем значение сопротивления горизонтальных соединительных проводников:

.

Общее сопротивление группового заземления Rгр рассчитаем по формуле :

,                                       (5.7)

где      hГ = 0,77 – коэффициент использования горизонтального полюсового электрода для 4 вертикальных электродов размещенных в ряд (круглая арматура).

.

Поскольку R ГР< RЗАЗ (5,52 < 10), значит заземляющее устройство рассчитано верно.

5.4. Техника безопасности при работе с химическими веществами

При выполнении дипломной работы приходилось работать с различными химическими реактивами.

Во время работы в химической лаборатории необходимо соблюдать следующие мероприятия:

-   не пробовать на вкус химические вещества;

-   на операциях, где выделяются вредные вещества, работу производить только при включенной вентиляции;

-   использовать при работе специальную одежду;

-   не хранить, не принимать пищу в рабочих помещениях.

Хранение химических веществ должно производиться с учетом их свойств и правил совместного хранения. Общая вентиляция должна включаться за 15 – 20 минут до начала работы и выключаться за 20 – 30 минут до окончания рабочего дня. Вытяжное устройство рассчитывается так, чтобы скорость всасывания воздуха в сечении открытых дверцах шкафа была в пределах 0,5 – 0,7 м/с, а при работе с особо вредными веществами до 1 – 1,5 м/с.

В работе из кислот используются плавиковая, азотная и фосфорная кислоты. При попадании на кожу они могут вызвать ожог, поэтому операции с использованием этих кислот необходимо проводить в резиновых перчатках. Переливать кислоты из бутылки неосходимо используя качалки, сифоны и другие приспособления, предотвращающие разбрызгивание их. Пролитые на пол кислоты или другие химические растворы следует немедленно нейтрализовать специальным раствором и при уборке использовать опилки.

Безопасная работа с органическими растворителями, кислотами, щелочами включает:

1.   При использовании давления оно не должно превышать 0,2 атмосферы.

2.   Бутылки с кислотами и щелочами должны находиться в исправных корзинах, устланых соломой или другими материалами (стружка), пропитанных раствором хлористого кальция.

3.   Фтористоводородная (плавиковая) кислота разъедает стекло, поэтому должна храниться в парафиновых или эбонитовых сосудах.

Безопасная работа с легко воспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ):

1.   Все операции с ЛВЖ должны производиться с малым количеством в вытяжных шкафах.

2.   Для нагрева ЛВЖ следует применять закрытые электронагревательные приборы.

3.   При случайных проливах ЛВЖ необходимо выключать нагревательные приборы, место пролива засыпать песком.

4.    В случае воспламенения горючей жидкости необходимо:

а)   немедленно выключить вентиляцию и нагревательные приборы;

б)   вынести из помещения все сосуды с огнеопасными веществами;

в) применить наиболее эффективные средства тушения, руководствуясь противопожарной инструкцией.

5.       Запрещается выливать в канализацию горючие жидкости, не смешивающиеся с водой, так как они легче воды и образуют на поверхности пленку.

5.5.  Освещенность рабочего места

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует безопасности труда, снижает травматизм.

В лаборатории технологии полупроводниковых приборов, где выполняется экспериментальная часть дипломного проекта, имеет место совмещенное освещение, которое состоит из естественного бокового и искуственного (представленного газоразрядными лампами). Искуственное освещение имеет равномерный и локализованный характер.

Исходя из выполняемой работы помещения полупроводникового производства согласно СНиП  П-4-49 относятся к помещениям с высокой точностью – объект различения   0,3 – 0,5 мм.

Непостоянство – большой недостаток естественного  освещения. Величина естественного освещения зависит от времени года, времени суток и технологических условий. Естественное освещение характеризуется отвлеченной величиной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО), равным отношению освещенности точки внутри помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности, создаваемой   рассеянным  светом  полностью  открытого  небосвода, в процентах:                                                                                                   

                                               l=(Eвн/Eнар)∙100                                                 (5.8)

Нормированное значение КЕО для зданий, располагаемых в I, II, IV и V поясах светового климата, в зависимости от характеристик зрительных работ, системы и вида освещения определяется согласно СНиП  II-4-79 по формуле [19]:

                                       lнI,II,IV,V=lнIII∙m∙C,                                               (5.9)

где lнIII - значения КЕО для зданий, располагаемых в I, II, IV и V полосах светового климата; m - коэффициент светового климата; С - коэффициент солнечного   климата.

По данным таблиц [20] определяем, что Херсонская область принадлежит к IV поясу светового климата, lнIII=3 %, m=0,9, C=0,85 (при зрительной работе, относящейся к III категории). Подставляя значения в (5.9) получим:   

lнIV=3∙0,9∙0,85=2,3 %

При боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО lmin. Для III категории зрительных работ lmin=2,0 [20].

Следует отметить, что зрительные работы, которые проводятся в вытяжных шкафах, относятся согласно СНиП  П-4-79 к I группе.

5.6. Оздоровление воздушной среды

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11