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目前備受關(guān)注的太陽能電池是在什么樣的地方制造出來的呢?在記者采訪了位于日本宮崎縣東諸縣郡國富町的日本SolarFrontier公司國富工廠(宮崎第3工廠)內(nèi)部的情形。
該工廠面積約為擁有東京巨蛋體育場的8.6倍。我們一邊低頭看著整齊排列的精密機(jī)械，一邊沿著金屬材料鋪成的通道向前走。相當(dāng)于生產(chǎn)工序后半部分的“模塊化工序”生產(chǎn)現(xiàn)場，與前半部分“電路制造工序”的景象基本上沒有變化。這里是開始參觀國富工廠(宮崎第3工廠)之后最初允許“攝影”的地方。
在通常保用10年的光伏組件中，目前，SolarFrontier的CIS薄膜光伏電池是‘保證20年’。這種電池實(shí)現(xiàn)了模塊化，其外側(cè)是防護(hù)玻璃，內(nèi)側(cè)是背板，像三明治一樣將光伏組件夾在中間，在長達(dá)20年的時(shí)間里，刮風(fēng)下雨自不必說，哪怕下冰雹也沒有問題。簡單來說就是‘進(jìn)行了真空包裝’。
CIS薄膜類光伏電池與硅晶類不同，因?yàn)槭腔衔锉∧ゎ�，所以單個(gè)單元(電池)可以制成纖細(xì)的線狀。這樣形成的結(jié)構(gòu)不易因局部陰影遮蓋而受到影響，這也是CIS太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)之一。
把單元切開。也就是說，切割后的每一條細(xì)長的薄膜都是電池的電極。鉬是非常堅(jiān)硬的金屬，切割要使用激光。因?yàn)楣饩�射入眼睛非常危險(xiǎn)，所以采取了遮光措施。切割的對象只是涂布的鉬薄膜，如果切到玻璃就會(huì)碎了。而切割的寬度越窄，制造的單元數(shù)量越多，發(fā)電量也就越多。但寬度如果太窄，就會(huì)有相互接觸，產(chǎn)生漏電的風(fēng)險(xiǎn)。
第三道工序是“CIS薄膜太陽能電池”的核心部分，這道工序的裝置和在玻璃板上涂布鉬的裝置一樣，但涂布的材料不一樣。該公司太陽能電池的特點(diǎn)CIS中的銅(Copper)和銦(Indium)，以及鎵(Gallium)在這里涂布。硒(Selenium)在后面的工序中涂布。整個(gè)CIS層的涂層厚度是2～3微米。
“這一次面板從生產(chǎn)線上出來的時(shí)候，剛才在鏡面上加工了條紋的薄膜上附著了銅、鎵、銦。因?yàn)橥坎级鄬又蟮淖詈笠粚邮倾�，所以面板呈現(xiàn)的是銦的顏色‘乳白色’。
第五道工序是進(jìn)行化學(xué)處理。
在前面，切割鉬這種堅(jiān)硬的金屬使用的是激光，但CIS合金非常柔軟，所以是使用針進(jìn)行物理切割。機(jī)器人做完緩沖層制膜前的準(zhǔn)備后，在溶液中面板表面將形成稱為‘緩沖層’的薄膜。‘緩沖層’的作用是防止正負(fù)極之間短路，是不導(dǎo)電的絕緣體。
然后，機(jī)器人取出附著了緩沖層的面板，并將面板放回傳送帶。在這個(gè)階段，表面完全沒有色彩，呈現(xiàn)灰蒙蒙的色調(diào)，已經(jīng)接近了CIS的顏色�；旧鲜巧罨摇�
負(fù)責(zé)給記者介紹的吉田廠長走到流水線跟前。
“現(xiàn)在，正好傳送過來了。這是內(nèi)側(cè)的背板。雖然CIS太陽能光伏電池的外側(cè)是烏黑的，但內(nèi)側(cè)的背板卻是白色。”
“在這里將防護(hù)玻璃與背板稍微進(jìn)行粘接之后，在前面那個(gè)裝置內(nèi)用稍長的時(shí)間進(jìn)行加熱，使其逐漸粘牢。”
在此之后，“10框架安裝”“11端子箱安裝”工序由于時(shí)間的關(guān)系而割愛，最后的“12質(zhì)量檢查”工序推后參觀，先去參觀產(chǎn)品完成后在倉庫里的管理及供貨系統(tǒng)。
“至此為止，除了工序‘5’的‘緩沖層制膜’以外，面板一直是在密閉于玻璃箱中的狀態(tài)下在流水線上流動(dòng)，這有什么理由嗎?”
“玻璃上面層疊了2～3微米的薄膜。在燒結(jié)之前，作為主角的是粉末狀金屬，所以既不能觸碰它們，也不能讓它們附著一絲灰塵。”
“如果是‘3：4(90cm×120cm)’尺寸的電池板，重量是20公斤左右。”
“雖然作為光伏組件是越薄越好，但為了提高強(qiáng)度，我們確定了最佳的厚度。我以前看過第一工廠、第二工廠的生產(chǎn)一線，最初的時(shí)候，光伏電池板從裝置里一出來就會(huì)斷裂。有時(shí)候干燥處理做得不好，也會(huì)發(fā)生彎曲。”
巨大的倉庫中是一座未來都市?
無人的臺車悄無聲息地出現(xiàn)在我們的視野中，卸下裝載的電池板，將它們存放到倉庫中�；蛘撸瑥膫}庫中取出電池板，如同滑行一樣地搬運(yùn)到某個(gè)地方。雖然臺車的移動(dòng)速度相當(dāng)快，但其動(dòng)作無論到何處都十分順暢。
參觀者一行人離開了自動(dòng)倉庫，向生產(chǎn)線的最后工序“12質(zhì)量檢查”走去。
這座工廠原來是一家大型家電企業(yè)的工廠。在同樣制造“電氣產(chǎn)品”這個(gè)意義上來說，是將工廠完全清空后才把裝置放進(jìn)來，所以裝置本身完全不同。
不過，對于那些同樣一直憑技術(shù)干活的員工，這家工廠也聘用了他們。這種“人力資源”方面的好處很大。然后，有廣闊的倉儲(chǔ)空間對我們也有非常大的幫助。正因?yàn)橛辛诉@些好條件，生產(chǎn)體制才得以很快建立起來。工廠全部加起來有800人。盡管是世界最大規(guī)模的太陽能電池制造工廠，運(yùn)轉(zhuǎn)所需的人員卻少得出乎意料，這是將自動(dòng)化推行到了極致的結(jié)果。
美麗的工廠
在最終工序的旁邊，幾個(gè)人正在進(jìn)行產(chǎn)品個(gè)別檢查。
至此，所有的工序都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，一直是使用機(jī)械完成制造。然而，最后的“最終檢查”的確還是要由人來進(jìn)行。
通過質(zhì)量最終檢查的產(chǎn)品，進(jìn)行包裝，然后出廠。以前第一工廠、第二工廠都是使用瓦楞紙殼箱，但產(chǎn)品到達(dá)交貨地之后，紙殼箱作為資源垃圾被丟棄。
雖說是“資源垃圾”，但要進(jìn)行回收利用也是需要能源。
在這里，考慮的不是回收利用，而是在能夠再利用方面下了功夫。機(jī)器人在電池板的四角裝上彎角，將25塊扎成一包，放到貨板上，自動(dòng)搬運(yùn)到剛才參觀的倉庫中。產(chǎn)品到達(dá)后，再將彎角和托盤送回來，這樣就構(gòu)筑起了一個(gè)完全再利用的運(yùn)送系統(tǒng)。
至此，對“SolarFrontier國富工廠(宮崎第3工廠)”的參觀便結(jié)束了。
在以前的采訪中，該公司技術(shù)本部部長栗谷川悟這樣闡述了只有該公司才能大量生產(chǎn)CIS薄膜太陽能電池的理由。
“穩(wěn)定、大量地制造大面積的CIS太陽能電池，在技術(shù)上非常困難。怎樣才能穩(wěn)定地量產(chǎn)呢，在這方面我們用了20年時(shí)間專心致志地進(jìn)行研究和開發(fā)，磨練了相關(guān)技術(shù)。我們的優(yōu)勢在于同時(shí)進(jìn)行工藝開發(fā)和裝置開發(fā)。我覺得這一點(diǎn)起到了很大作用。”
誠如其言，擁有歷經(jīng)20年打造而成裝置的國富工廠(宮崎第3工廠)生產(chǎn)線，正如行云流水一般順暢地運(yùn)轉(zhuǎn)著。
這里的生產(chǎn)一線可以用“美麗”這個(gè)詞來形容。
從這座美麗的工廠中，光伏組件源源不斷地生產(chǎn)出來，在日本乃至全世界廣為使用。
