太陽能產業安全衛生調查研究 ·...

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勞安所研究報告 勞安所研究報告 調IOSH102-A318 102年度研究計畫 IOSH102-A318 太陽能產業安全衛生調查研究 Safety and Hygiene Assessment on Manufacturing Processes of Photovoltaic Industries GPN:1010300682 定價:新台幣120

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  • 勞安所研究報告勞安所研究報告

    太陽能產業安全衛生調查研究

    IOSH102-A318

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所

    102年度研究計畫 IOSH102-A318

    太陽能產業安全衛生調查研究Safety and Hygiene Assessment on Manufacturing

    Processes of Photovoltaic Industries

    GPN:1010300682定價:新台幣120元

  • IOSH 102-A318

    太陽能產業安全衛生調查研究

    Safety and Hygiene Assessment on Manufacturing Processes of

    Photovoltaic Industries

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所

  • IOSH 102-A318

    太陽能產業安全衛生調查研究

    Safety and Hygiene Assessment on Manufacturing Processes of

    Photovoltaic Industries

    研究主持人:楊秀宜、林子賢 計畫主辦單位:行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所 研究期間:中華民國 102 年 05 月至 102 年 12 月

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所 中華民國 103 年 3 月

  • 摘 要 本計畫主要針對國內太陽能產業可能產生之安全衛生危害及製程化學危害進行暴

    露調查,掌握國內相關勞工暴露之實況,並提出相關預防危害及改善之建議。本計畫

    藉由文獻、網路資料等收集方式完成國內廠商名冊、製程、危害物資料收集,實際參

    訪太陽能矽晶及薄膜製造廠,並針對廠區可能使用的化學品,如:氣狀物、無機酸、

    粒狀物等有害物,實施空氣中有害物作業環境測定,其中氣狀有害物包括乙醇蒸氣及

    氨氣,無機酸有害物主要有氫氟酸、鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸等陰離子,粒狀有害物

    主要針對特殊元素成分,如鎘、鉬、銀等,並依其採樣分析之結果,提出太陽能電池

    製造廠商改善及建議事項。

    太陽能矽晶電池廠 TVOC 採樣結果,調配銀鋁膠的工作桌,最大濃度為 1.8 ppm,

    盛裝廢棄物的垃圾桶最大濃度為 80 ppm。建議可於垃圾桶加蓋,並加裝局部排氣裝置

    來減少有機蒸氣逸散,並將揮發性氣體抽至洗滌塔處理後,再排至戶外。乙醇採樣結

    果,網印機台作業區域,平時機台操作時,暴露濃度最大濃度值為 220 ppb,建議現場

    可持續監測機台局部排氣風量及機台的密閉性;網印機台預修保養 (preventive

    maintenance, PM)作業時,個人採樣樣本之最大濃度值可達 836 ppb,接近我國八小時

    日時量平均容許濃度 (1,000 ppm),建議 PM 作業時,可將濃度較高之零件移至通風良

    好處清潔,且人員作業時應佩戴可吸附乙醇蒸氣之呼吸防護具。粒狀物採樣結果,都

    含有鋁,大多含鉛,銀則是出現在背鋁及正銀塗區。鋁、銀、鉛之最大濃度值分別為

    1,612、146、44 ng/m3,其中銀和鉛均遠低於容許濃度標準,鋁的部分則未於法規內規

    範。HF、HCl、HNO3、H3PO4 等無機酸之採樣結果,均低於法規標準值,至於 H2SO4

    則是機台作業員個人採樣及區域採樣各有一樣本,濃度接近或超過法規標準值。現場

    作業時,為降低工作人員呼吸區之暴露濃度,建議可增加現場通風換氣次數,且現場

    作業人員佩帶合適的呼吸防護具,另可持續安全衛生相關管理措施,例如定時檢查測

    漏,注意通風換氣,人員有機會接觸有害物時,需著適當個人防護具等。

    太陽能薄膜電池廠乙醇採樣結果,模組擦拭作業區域,最大濃度值為 450 ppb,建

    議作業時可於現場擺放風扇擾動氣流加強通風換氣,亦或稀釋乙醇濃度,降低員工暴

    露於較高濃度空氣中,建議作業人員佩戴合適防護具。PM 作業時,最大濃度值為 862

    i

  • ppb,建議 PM 作業可將零件移至通風良好處,並要求作業人員佩戴合適防護具。粒狀

    物採樣結果,分析樣本之金屬含有:鎘、鉬、銅、硒、銦、鎵,依據採樣結果分析,

    生產過程中所採樣的濃度均偏低,但在 PM、更換零件的部分,鎘、鉬、銅、硒、銦、

    鎵的濃度均有明顯上升,建議於 PM 時應設立專屬 PM 的作業場所,並做好通風換氣

    設施,人員作業時著適當個人防護用具;更換零件時,應先使用吸塵器將機台內部金

    屬粉塵吸附,並覆蓋作業區域,降低金屬粉塵逸散於大氣中,另現場可增加通風換氣

    次數,降低現場人員暴露濃度,且作業人員於作業過程中需全程佩戴合適防護用具。

    HF、HCl、HNO3、H3PO4、H2SO4 等無機酸之採樣結果均遠低於法規標準值,氨氣採

    樣結果亦同。故可持續安全衛生管理各項措施,包括定時檢查測漏、注意通風換氣、

    提供操作人員適當個人防護具等。

    根據本計畫採樣所測得的數據顯示,PM 作業時的環境為人員暴露濃度最高的時間

    點,建議可於人員 PM 作業區域加裝符合學理且有效之通風設備,增加換氣或排氣效

    果,以降低作業環境中有害物濃度。在行政管理方面,作業人員作業時也應佩戴防護

    具,減少暴露情形;工作結束後可加強清洗並且以消毒肥皂作為清潔用具,以降低危

    害物質危害之風險。在安全衛生教育訓練之內容,也要加入這些危害物質及相關製程

    之安全衛生管理事項。

    關鍵詞:太陽能電池、化學性危害、無機酸、空氣採樣與分析

    ii

  • Abstract The primary subject of this study was airborne chemical hazards in the solar panel

    manufacturing industry. The objectives were to conduct health and safety hazard surveys and

    exposure assessments for the purpose of characterizing worker exposure, and to recommend

    strategies for hazard prevention and control. A review of the literature and the Internet was

    used to collect and compile a list of solar panel manufacturing companies, information on

    their production processes, and the chemicals used. Following that, comprehensive

    walkthrough surveys were conducted at representative manufacturers. In addition, workplace

    exposure assessments were carried out to quantify the concentrations of airborne chemicals

    commonly encountered during production processes, including gas-phase alcohol and total

    volatile organic vapors (TVOC) as well as ammonia, inorganic acids, and particulate-phase

    cadmium, molybdenum, and silver.

    In the production of crystalline silicon solar panels, the maximum TVOC

    concentrations measured during preparation of silver/aluminum paste and inside trash cans

    were 1.8 ppm and 80 ppm, respectively. The maximum alcohol concentrations at the printers

    and during preventive maintenance (PM) were 220 ppb and 836 ppb, respectively; the latter

    figure was close to the 8-hr time-weighted average permissible exposure level (PEL-TWA)

    of 1000 ppm. The maximum particulate-phase aluminum, silver, and lead concentrations

    were 1612, 146, and 44 ng/m3, respectively. The silver and lead concentrations were

    significantly below the PEL-TWA, whereas aluminum was not a regulated hazardous

    pollutant. With regard to inorganic acids, the concentrations of HF, HCl, HNO3, H3PO4, and

    H2SO4 were below their respective PEL-TWA or PEL-ceilings, with an exception where

    H2SO4 exceeded the PEL-TWA. These results suggest that, despite the fact that the exposure

    levels were mostly below PELs, further exposure reduction and control measures such as the

    installation and performance monitoring of local exhaust hoods at emission sources, an

    increase in air exchange rates for dilution ventilation, and the adjustment of work flows and

    practices are recommended. Under circumstances in which higher exposure is anticipated

    (e.g., PM), the use of personal protective equipment (PPE) is highly recommended.

    During thin film solar cell panel production, the maximum TVOC concentration in

    module-wiping areas and PM were 450 ppb and 862 ppb, respectively. The concentrations of

    particulate-phase cadmium, copper, indium, gallium, molybdenum, and selenium were all

    iii

  • well below the PEL-TWA during production process and PM. However, significant increases

    in concentrations of those elements were observed during PM and parts replacement,

    compared to those during normal operations. The concentrations of inorganic acids,

    including HF, HCl, HNO3, H3PO4, and H2SO4, as well as ammonia, were also well below

    their respective PEL-TWA or PEL-ceilings. These results suggest that, since exposure levels

    were all below PELs, current health and safety control measures implemented during

    production processes provide adequate worker protection and should be continued. Their

    performance should, however, be routinely monitored. In addition, the vacuuming of dust

    prior to parts replacement and the use of PPE are highly recommended when higher

    exposure is anticipated during PM.

    The results of area and personal exposure assessments indicate that the highest

    exposure risk most likely occurs during PM. It is therefore recommended that engineering

    controls such as local exhaust ventilation should first be considered and installed, with

    dilution ventilation to minimize personal exposure to hazardous chemicals. In addition,

    administrative measures such as the use of PPE and strengthened personal hygiene should be

    implemented. For example, workers should clean and disinfect their hands with soap after

    work to reduce the risk of contacting hazardous chemicals. Furthermore, education and

    training of workers in relation to health and safety hazards and their respective control

    measures during production processes are an integral part of health and safety management.

    Key Words: Solar Cell, Chemical Hazard, Inorganic Acid, Air Sampling

    iv

  • 目錄 摘 要 ....................................................................................................................................... i

    Abstract ................................................................................................................................... iii

    目錄 .......................................................................................................................................... v

    圖目錄 ..................................................................................................................................... vi

    表目錄 .................................................................................................................................... vii

    第一章 前言 ............................................................................................................................ 1

    第一節 目的 ........................................................................................................................ 8

    第二節 工作項目 ................................................................................................................ 8

    第二章 研究方法 .................................................................................................................... 9

    第一節 產業職災、職業病資料收集彙整 ........................................................................ 9

    第二節 產業製程之危害暴露資訊及評估有害氣體之流程或時段 ................................ 9

    第三節 製程有害物暴露調查 .......................................................................................... 12

    第三章 結果 .......................................................................................................................... 20

    第一節 太陽能產業職災、職業病資料收集彙整 .......................................................... 20

    第二節 製程之危害暴露資訊及製程中產生有害物之流程或時段 .............................. 28

    第三節 製程有害物暴露調查 .......................................................................................... 51

    第四節 安全衛生狀況調查 .............................................................................................. 60

    第五節 預防及改善建議 .................................................................................................. 62

    第四章 結論與建議 .............................................................................................................. 72

    誌謝 ........................................................................................................................................ 74

    參考文獻 ................................................................................................................................ 75

    v

  • 圖目錄 圖 1 矽晶太陽能電池產業之上、中、下游產業鏈 ............................................................... 2

    圖 2 TVA-1000B TVOC 儀器外觀[25] ................................................................................. 15

    圖 3 無機酸有害物採樣分析方法之流程圖 ........................................................................... 18

    圖 4 太陽能電池之分類[26] ..................................................................................................... 29

    圖 5 M1 廠 CIGS 薄膜太陽能電池製造設備流程圖 ........................................................... 32

    圖 6 M2 矽薄膜太陽能電池製作流程圖 .............................................................................. 36

    圖 7 S1 廠矽晶太陽能電池製造設備流程圖 ........................................................................ 37

    圖 8 S1 廠之 TVOC 直讀式儀器檢測結果 ........................................................................... 57

    圖 9 改善建議二,在不影響工作者之作業情況下,將氣罩往下方移動 ......................... 63

    圖 10 改善建議三,改裝成 BOOTH 型氣罩 ......................................................................... 64

    圖 11 改善建議四,增設具 SLOT 之包圍型氣罩 ................................................................. 65

    圖 12 改善建議四,具 2 條水平 SLOT 之包圍型氣罩[27] .................................................. 65

    圖 13 M1 廠爐體熱源開口照片 ............................................................................................ 66

    圖 14 氣罩開口離有害物發生源愈近愈好 .............................................................................. 67

    圖 15 無凸緣氣罩之氣流示意圖,會從四面八方捕集空氣 ................................................. 68

    圖 16 改善建議一,增設凸緣可提升局部排氣效能 ............................................................. 68

    圖 17 改善建議二,大開口之外裝型氣罩 ............................................................................. 69

    圖 18 改善建議三,狹縫型氣罩示意圖 ................................................................................. 70

    vi

  • 表目錄 表 1 太陽能電池產業技術及巿佔率[1] .................................................................................. 1

    表 2 矽薄膜太陽能電池製程[28] ............................................................................................ 3

    表 3 多晶矽太陽能電池的製造流程[3] .................................................................................. 7

    表 4 由勞工安全衛生研究所官網進入勞委會 GHS 官網之步驟 ......................................... 10

    表 5 由勞委會 GHS 官網取得危害標示及 SDS 之步驟 ........................................................ 11

    表 6 有害物危害資訊及參考出處 ........................................................................................... 11

    表 7 熱脫附/氣相層析儀分析條件 .......................................................................................... 14

    表 8 TVOC 之測定規格 ......................................................................................................... 15

    表 9 無機酸與氨氣之採樣分析方法 ....................................................................................... 16

    表 10 某家太陽能電池製造廠過去 4 年之職災紀錄 ............................................................. 20

    表 11 職災統計之主要項目 ..................................................................................................... 21

    表 12 某家太陽能電池製造廠過去 4 年之職災統計 ............................................................. 21

    表 13 國內太陽能電池製造廠廠商名冊 ................................................................................. 30

    表 14 M1 廠 CIGS 薄膜太陽能電池製程與使用化學物質 ................................................. 33

    表 15 M2 矽薄膜太陽能電池製程使用物料及其有害物質 ................................................ 35

    表 16 S1 廠矽晶太陽能電池製程與使用化學物質 .............................................................. 38

    表 17 S2 廠太陽能矽晶片製程與使用化學物質 .................................................................. 40

    表 18 S3 廠矽晶太陽能電池製程、使用原料及安全衛生相關資訊 .................................. 42

    表 19 製程中產生有害氣體之流程或時段 ............................................................................. 43

    表 20 無機酸之危害標示 ......................................................................................................... 44

    表 21 有機酸、鹼及其他液體之危害標示 ............................................................................. 45

    表 22 CIGS 薄膜太陽能電池製程氣狀危害物之危害標示 ................................................. 46

    表 23 CIGS 薄膜太陽能電池製程粒狀危害物之危害標示 ................................................. 47

    表 24 矽薄膜太陽能電池化學氣相沉積製程危害物之危害標示 ......................................... 48

    表 25 矽薄膜太陽能電池製程金屬及金屬氧化物之危害標示 ............................................. 49

    表 26 矽晶圓太陽能電池製程危害物質之危害標示 ............................................................. 50

    表 27 矽晶圓太陽能電池製程未取得危害標示之危害物質 ................................................. 51

    表 28 氣狀、無機酸、及粒狀有害物之採樣分析方法及樣本數 ......................................... 52

    表 29 M1 廠之空氣中乙醇蒸氣採樣分析結果 .................................................................... 53

    表 30 M1 廠維修保養人員之乙醇蒸氣暴露評估 ................................................................ 53

    vii

  • 表 31 M1 之空氣中氨氣採樣分析結果 ................................................................................ 54

    表 32 M1 廠之無機酸有害物採樣分析結果 ........................................................................ 54

    表 33 M1 廠粉塵採樣分析結果 ............................................................................................ 55

    表 34 S1 廠之乙醇蒸氣採樣分析結果 .................................................................................. 56

    表 35 S1 廠之無機酸採樣分析結果 ...................................................................................... 58

    表 36 S1 廠之粒狀有害物採樣分析結果 .............................................................................. 59

    viii

  • 第一章 前言

    太陽能產業為國內重要新興產業,其生產之太陽能電池(solar cell)、模組所產生之

    發電量,可取代一部份現有發電廠,減輕現有發電廠之電力負荷,也因為太陽能電池

    無二氧化碳排放,將可減少全球二氧化碳之產生。

    太陽能產業依技術可區分為矽晶、薄膜、聚光型、染料敏化等四大類 (表 1),目前

    市場主流為矽晶太陽能電池,約佔近九成市場,薄膜佔有約一成比重,聚光型則仍處

    於示範型專案階段,染料敏化亦尚處萌芽階段[1]。

    表 1 太陽能電池產業技術及巿佔率[1]

    技術 巿佔率

    矽晶 約九成, 市場主流

    薄膜 約一成

    聚光型 示範型專案階段

    染料敏化 萌芽階段

    從產業體系的角度來看,矽晶太陽能電池產業可劃分為上游的矽材、矽片,中游的

    太陽能電池片、模組,以及下游的系統建置(圖 1)。此外,尚有耗材(包括玻璃、軟性基

    材、氣體、靶材、槳料、染料、電極材料等)、設備等相關產業;薄膜太陽能電池則僅

    有中游的模組與下游的系統產業;聚光型太陽能電池則可分為中游的電池片、模組以

    及下游的系統。以下即依上、中、下游分別描述產業概況。

    1

  • 圖 1 矽晶太陽能電池產業之上、中、下游產業鏈

    一、上游

    矽材製造過程,係將石英礦砂經洗選加工、電弧爐還原冶金等程序後提煉而成,目

    前主流製程為改良西門子法,另有少數廠商採取流體床法以提升品質。目前全球矽材

    領導廠商主要為 Wacker (德國)、GCL (中國大陸)、OCI (南韓)、Hemlock (美國) 等國外

    大廠。

    矽片的製造過程,係將矽原料經由長/拉晶、切斷、圓磨、切片、清洗後完成。目

    前製程技術除了透過材料選擇與溫度控制提升長晶品質外,亦透過如金鋼鑽切割等方

    式朝薄型化、減少切割損耗等方向努力。隨著台灣電池片產業的成長,在就近供應的

    需求下,台灣矽片產業規模近年來亦快速成長。

    太陽能電池耗材從上游到下游大約包括氣體、電極材料、靶材、槳料、玻璃、軟性

    基材、染料等。在降低成本的壓力下,目前相關耗材主要朝降低成本的方向發展。隨

    著全球太陽光電生產基地移往大中華為主的亞太地區,我國在矽片切削液、銀鋁漿、

    EVA(樹脂材料)等耗材已有廠商積極投入。

    二、中游

    矽晶太陽能電池片製程係將矽片經由蝕刻、磷擴散、製作抗反射薄膜、電極網印、

    燒結、測試等過程而完成。在製程技術發展上,除了電極雙層列印、選擇性磷擴散等

    技術已獲廠商普遍採用外,PERC 等後段製程技術正成為廠商努力的新方向。矽晶太陽

    2

  • 能電池片依據原料來源不同可分為單晶與多晶兩種。其中,單晶電池片轉換效率較高,

    但採購成本亦相對較高;多晶電池片雖然轉換效率相對較低,但因上游矽片擴產較易、

    性價比較高,為目前市場主流。雖然競爭關鍵不同,但由於太陽能電池片製程相對接

    近半導體,在半導體相關人才的積極投入下,我國矽晶電池片以優越的品質與極高的

    性價比成為全球第二大生產基地。在產業佈局方面,我國太陽能電池片仍以專業分工

    為主,垂直整合態勢並不明顯。

    在矽晶太陽光電模組方面,原材料主要包括太陽能電池、EVA、玻璃、膠膜。其製

    造過程係將上述原料經檢視、焊接、串連、疊層、層壓、修邊、封邊、組框、測試、

    包裝後產出。隨著人力成本的增加,機器串焊取代人工串焊的比重持續增加。

    薄膜型太陽光電模組是在玻璃基板或其他材質基板上,經過多次薄膜沈積及雷射切

    割,製成金屬、半導體、透明導電等層薄膜,再經模組封裝後,直接完成模組之製作。

    從材料類別來看,薄膜型太陽光電模組又可劃分為非晶矽、碲化鎘、銅銦鎵硒等技術。

    其中非晶矽技術相對完整,廠商已發展至 2~3 層堆疊技術,惟轉換效率成長空間相對

    有限;碲化鎘技術則由美商 First Solar 一枝獨秀;多數後進廠商則投入轉換效率有機會

    與晶矽太陽光電模組一別苗頭的銅銦鎵硒,不過由於製造設備隨廠商材料配方而變,

    生產成本仍待降低。薄膜太陽光電模組技術發展時日相對較短,具備材料成本低之優

    勢,但由於整合度較高,製程設備相對昂貴。矽薄膜太陽能電池主要製程,如表 2 所

    示。

    表 2 矽薄膜太陽能電池製程[28]

    1. 製造矽薄膜太陽能電池的關鍵製程機台 2. 電漿輔助化學氣相沉積(PECVD) 3. 利用 PECVD 在 TCO(透明導電氧化物)玻璃上沉積矽薄膜 4. 再濺鍍沉積高反射率的背電極層 5. 焊接上錫銅帶 6. 以 EVA/背板熱壓合封裝 7. 最後組裝成太陽能電池模組

    3

  • 三、下游

    太陽能產業下游為系統建置與應用。目前太陽光電系統主要應用於屋頂與地面發電

    裝置,少數應用於路燈、交通號誌、建築外牆、救災設備及消費性產品。在缺乏國內

    市場需求支撐的情況下,我國太陽光電系統產業雖然廠商家數多於中上游,但相對規

    模小。在太陽光電系統零件、製造設備等方面,我國在逆變器、自動化與測試設備已

    有不錯的成績。

    以下即初步介紹整個太陽能產業的相關公司廠商[2]

    (一)使用各種原料的太陽能公司

    切入銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池:正峰新、錸德、亞化、光洋科、川飛、威奈

    聯合。

    (二)上游太陽能矽晶圓

    中美晶、合晶科技、綠能:太陽能矽晶圓、太陽能晶棒

    台勝科:多晶太陽能長晶棒、矽晶圓、半導體矽晶圓

    統懋:太陽能矽晶圓

    尚志:太陽能晶棒切片

    (三)中游矽太陽能電池:茂迪、旺能、益通光能、昱晶能源、昇陽科、太陽光、新日光、

    茂矽。

    (四)下游太陽能模組:錸德、科風、頂晶科。

    (五)矽薄膜太陽能電池:和鑫

    (六)III-V 族太陽電池:

    開發:嘉晶、華宇光能、晶電、華上、全新。

    模組:佰鴻、海德威

    (七)太陽能電池生產材料

    台玻:太陽能電池用超白玻璃

    國碩:太陽能電池用導電膠

    安可:導電玻璃~LCD Glass、TP Glass 及 Solar Glass

    永光:切入染料敏化太陽能電池用染料

    4

  • 九豪精密:切入太陽能連結器

    台虹科技:太陽能電池模組的 backsheet

    昇貿科技:切入太陽能銲接材料

    (八)太陽能電池相關設備

    盟立:薄膜太陽能電池製程設備

    萬潤:太陽能電池設備

    帆宣:太陽能電池設備

    均豪精密:太陽能電池全線自動化生產設備

    志聖:熱風多層爐

    港建:ASYS 太陽能網印生產線

    陽程科技:預計切入太陽能後段設備

    (九)太陽能電池相關產品代理

    大聯大:太陽能電池矽晶圓

    崇越科技:提供太陽能電池原料外包加工成 CELL 後出售

    華立、友尚:代理太陽能電池模組材料

    (十)轉投資生產太陽能電池

    台半:轉投資山陽科技生產太陽能多晶矽 poli-silicon 提煉

    強茂:轉投資江蘇艾德太陽能科技 70%股權(太陽能模組廠)

    臺聚:轉投資太陽能生產多晶矽 poli-silicon 提煉

    台苯:轉投資 3566 太陽光

    榮化:轉投資福聚太陽能 生產太陽能多晶矽 poli-silicon 提煉

    聯電:轉投資聯相光電 生產薄膜太陽能電池

    中環:轉投資富陽光電 生產薄膜太陽能電池

    鼎元:轉投資太陽能廠頂晶科(3562) (太陽能模組廠)

    興勤:轉投資元耀科技 開發出太陽能模組轉線盒 Junction box

    吉祥全:轉投資旭能光電 生產薄膜太陽能電池

    奇美電:轉投資奇美能源 生產薄膜太陽能電池

    李洲科技:轉投資 奈米龍 (太陽能模組廠)

    5

  • 景碩:轉投資 奈米龍 (太陽能模組廠)

    大億科技:轉投資大億光能 與 NanoPV 合作量產薄膜太陽能電池

    廣運機械:轉投資太極能源生產太陽能電池 SOLAR CELL

    立碁電子:旗下立碁光能(再轉投資真美晶能源生產太陽能電池模組)

    光寶科 :益通轉投資宇通光能 生產薄膜太陽能電池

    力晶:轉投資新日光能源(3576) 生產太陽能電池 SOLAR CELL

    台達電:轉投資旺能光電(3599) 生產太陽能電池 SOLAR CELL

    億光:轉投資福聚太陽能(多晶矽 poli-silicon 提煉) 億芳能源科技(III-V 族太陽能電

    廠)

    東貝:與華上合資成立華旭環能( III-V 族太陽電池 系統開發)

    目前上述相關產業之安全衛生議題,尚未大量接受評估。以某中游多晶矽太陽能

    電池廠為例,曾發表製程機台風險評估之實務經驗[3],該廠主要從事太陽能電池之研

    發生產與銷售。有鑑於製程需求,必須使用到可燃性及毒性物質、高溫、高風險機台

    設備,使得廠房潛藏了更多安全衛生之風險,惟其主要討論重點在於職場安全方面,

    對於有害物暴露部份,較少探討。其製程如表 3 所示。

    由表 3 得知,該製程會使用無機酸,包括 HF、HNO3、H2SO4,進行濕蝕刻完成

    絕緣作業。在磷玻璃蝕刻時,也會使用氫氟酸來去除這層不必要的磷玻璃。在這些製

    程中,可能會因使用不當或製程環璄控制措施不夠完善,而使無機酸逸散到作業環境

    空氣中,使勞工有機會暴露。

    本研究即欲針對此太陽能相關產業,先瞭解其製程及其可能使用或產生之有害

    物,進行職災與職業病之資料收集,並進行臨場調查,針對比較具代表性之有害物類

    型,包括氣態、無機酸、粒狀有害物中之特定金屬成份,進行初步評估,建立適當可

    行之採樣分析方法,並進行作業環境測定,掌握國內相關產業勞工暴露之實況,並提

    出相關改善及預防危害之建議。

    6

  • 表 3 多晶矽太陽能電池的製造流程[3]

    流程 製程描述 粗表面 蝕刻

    粗表面蝕刻是利用酸或鹼蝕刻晶片表面,產生粗糙之結構,目的

    是讓入射太陽光反射減少,得到更高得發電功率。 擴散製程 太陽能電池晶片照光後,產生電子與電洞,藉由PN界面的電場分

    離後形成電流。 磷玻璃 蝕刻

    磷玻璃(phosphosilicate glass)是一種氧化物,是磷擴散製程下產生的副產品,但是這層磷玻璃會影響晶片的發電效率,利用氫氟酸

    可以去除這層不必要的磷玻璃。 抗反射膜 製程

    太陽能電池轉換效率的損失,其中一項為光反射的損失,主要原

    因為化學蝕刻去除切割後的破損,矽表面變成光亮表面,反射率

    可達35%以上,經過此製程後,將可降低光反射。 金屬化 製程

    1. 金屬化製程可視為一系列印刷、乾燥作業、高溫快速燒結作業及絕緣作業。主要功能在於矽晶片上印刷出金屬電極,用以收集

    晶片上的電流。 2. 印刷、乾燥作業始於矽晶片上印刷正面銀電極及乾燥,翻面再印刷背面銀電極及乾燥,最後印刷背面鋁電極。

    絕緣製程 本製程之絕緣作業目的是要減少太陽能電池邊緣之漏電流現象,絕緣作業是以H2SO4、HNO3、HF等進行濕蝕刻完成絕緣作業。

    測試 測試製造完成太陽能電池晶片相關係數,如轉換率…等。

    7

  • 第一節 目的

    隨科技進步及我國產業發展變遷,勞工於作業環境場所中所面臨之化學危害因

    子的種類與暴露形態日益複雜。近來國內太陽能產業因國際油價高漲蘊釀而起,正迅

    速發展中,本研究針對此新興產業可能產生之安全衛生危害及製程化學危害進行暴露

    調查,掌握國內相關勞工暴露之實況,並提出相關改善及預防危害之建議。

    第二節 工作項目

    一、近年太陽能產業職災、職業病資料收集彙整。

    二、針對太陽能產業公司進行臨廠調查,以評估可能產生有害物之流程及安全衛生狀

    況調查。

    三、對於製程之作業環境進行氣狀有害物及粒狀有害物的採樣與分析。

    四、針對現場調查結果提出改善及預防的建議。

    8

  • 第二章 研究方法 本計畫在進行臨廠調查與評估之前,先從國內檢查處統計相關產業製程發生過

    職災、職業病資料收集及彙整近五年國內太陽能產業之職業災害與職業疾病資料。

    我們藉由網路資料、文獻收集國內太陽能產業之廠商名冊與太陽能產業之製程資

    料,並且經由 PubMed 醫學文獻資料庫收集太陽能產業製程可能之危害暴露資訊。

    在研究期間,我們總共現場訪視 5 家具代表性之太陽能產業公司進行合作,其

    內容包括危害辨識、現場訪視、氣狀有害物採樣分析、粒狀有害物採樣分析。

    第一節 產業職災、職業病資料收集彙整

    進行近 5 年國內檢查處統計相關產業製程發生過職災、職業病資料收集及彙整,

    資訊來源之取得,有 3 種方式:

    一、透過臨廠調查,由受訪廠家提供相關資訊。

    二、透過各勞動檢查機構,提供各相關廠家之職災統計資訊。

    三、透過各勞動檢查機構之網站,蒐尋相關產業之職災案例報告。

    第二節 產業製程之危害暴露資訊及評估有害氣體之流程或時段

    藉由文獻、網路資料、廠商自行提供等收集方式完成下列各項:

    一、國內廠商名冊收集:主要來自文獻、網路資料、及廠商自行提供。

    二、國內廠商製程資料收集:主要來自臨場訪視及廠商自行提供。

    三、製程相關危害物資料收集:製程之相關危害物清單,主要由廠商自行提供;危害

    物之危害標示及 SDS (Safety Data Sheet)主要來自勞委會 GHS (Global Harmonized

    System)網站。

    四、臨廠調查各製程中可能產生空氣中有害物之流程或時段。

    危害標示及物資安全資料表之查詢方式,主要透過勞工委員會 GHS 官網。由行

    政院勞工委員會勞工安全衛生研究所官網,進入勞工委員會 GHS 官網之步驟,如表 4

    所示。

    9

  • 表 4 由勞工安全衛生研究所官網進入勞委會 GHS 官網之步驟

    步驟順序 步驟內容

    1. 進勞研所網站 http://www.iosh.gov.tw/

    2. 點選左側 frame 中的“資料庫”

    3. 點選第 4 項“物質安全資料表”

    4. 點選第 2 行“行政院勞委會化學品全球調和制度 GHS 介紹網站(含新版 MDS 範例

    下載) 2009/01/06”

    5. 點選最下面 1 行“行政院勞委會化學品全球調和制度 GHS 介紹網站(勞委會網站)”

    6. 進入勞委會 GHS 官網 http://ghs.cla.gov.tw/frontPage/index.html

    GHS 官網需事先申請帳號密碼,由線上申請,經過幾個工作天,即可取得個人或

    團體的帳號密碼。進入勞委會 GHS 官網後,可開始查詢有害物之危害標示及物質安全

    資料表,查詢步驟如表 5 所示。

    10

    http://www.iosh.gov.tw/http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=8http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=25&P=1514http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=25&P=1514http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=25&P=1514http://ghs.cla.gov.tw/frontPage/index.htmlhttp://ghs.cla.gov.tw/frontPage/index.html

  • 表 5 由勞委會 GHS 官網取得危害標示及 SDS 之步驟

    步驟順序 步驟內容

    1. 勞委會 GHS 官網 http://ghs.cla.gov.tw/frontPage/index.html

    2. 點選左邊“GHS”

    3. 進入 http://ghs.cla.gov.tw/CHT/masterpage/index_CHT.aspx

    4. 輸入帳號&密碼。[需事先申請,需數個工作日]

    5. 點選“登入”

    6. 點選表頭第 3 項“危害物質危害數據資料”

    7. 輸入查詢資料:4 種輸入欄位中至少填入 1 欄,例如“硫酸”

    8. 按鍵盤“enter”

    9. 出現查詢結果,從清單中找到該物質[硫酸在第 7 頁]

    10. 點選硫酸最右邊的“檢視”

    11. 點選“GHS 標示”,自動下載“GHS_Mark_???.pdf”檔[???是該物質之編號]

    12. 點選“GHS SDS”,自動下載“GHS_SDS_???.pdf”檔[???是該物質之編號]

    13. 點選上方列“查詢”,回到步驟 7,填入下一物質

    查得危害標示及物質安全資料表之後,下載此 2 檔案之 PDF 檔,並彙整其相關資

    訊,包括中英文名稱、警示語、危害圖示、物品危害分類,其清單如表 6 所示。

    表 6 有害物危害資訊及參考出處

    項次 參考出處檔案名稱 說明

    警示語 GHS_Mark_ 有:危險、警告、無等 3 種

    危害圖示 GHS_Mark_ 有火焰、驚嘆號等 11 種

    物品危害分類 GHS_SDS_ 資訊來源:二、危害辨識資料第 1 項

    11

    http://ghs.cla.gov.tw/frontPage/index.htmlhttp://ghs.cla.gov.tw/CHT/masterpage/index_CHT.aspxhttp://ghs.cla.gov.tw/CHT/masterpage/index_CHT.aspxhttp://ghs.cla.gov.tw/CHT/masterpage/index_CHT.aspx�

  • 第三節 製程有害物暴露調查

    一、設備

    (一)感應耦合電漿原子放射光譜儀(ICP-OES, Inductively Coupled Plasma - Optical

    Emission Spectrometer):Optima 7000DV,Perkin Elmer。

    (二)密閉式微波消化爐:MW3000 microwave, Perkin Elmer。

    (三)冷凍捕集濃縮器:7100A Preconcentrator,ENTECH。

    (四)感應耦合電漿質譜分析儀(ICPMS, Inductively coupled plasma mass spectrometry ):

    ELAN DRCII ICP-MS,Perkin Elmer。

    (五)六位數天平:MX5 microbalance,Mettler Toledo。

    (六)CENTER 322 噪音計:Center。

    (七)揮發性有機蒸氣偵測器: TVA-1000B, Thermo Scientific - GasTech, Newark, USA。

    (八)手提式微粒計數器(handheld CPC):TSI P-trak Model 8525。

    二、材料

    (一)乙醇 (ethanol, HPLC grade, Merck)

    (二)濃硝酸:用於樣品製備。超純級或經確認合乎品質要求之其他等級試劑(比重 1.41)。

    (三)金屬檢量儲備溶液(Calibration Stock Solution):1000 μg/mL(或 100 μg/mL)市售單一

    或混合標準溶液。

    (四)稀釋酸溶液:5% HNO3。

    (五)高純度液態氬氣,純度等級 99.99%。

    (六)去離子水:使用Minipore Mini-Q所製的去離子水,其比電阻(Specific

    resistance)需達≧18M Ω-cm。

    (七)吸附管:Carbotrap TM 300 , Part. No.25050, Supelco。

    (八)矽膠管:400 mg/200 mg 。

    (九)硫酸矽膠管 400 mg/200 mg 。

    (十)纖維素酯(mixed cellulose ester, MCE) 濾紙置於濾紙匣中,濾紙孔徑 0.8 μm,濾紙

    直徑 37 mm 採樣介質。

    (十一) 不銹鋼筒(Canister):ENTECH。

    12

    http://www.certifiedairsafety.com/thermo-scientific-gas-tech

  • (十二)15 mL 玻璃小瓶:備有聚四氟乙烯(PTFE)內襯的蓋子。

    (十三)3-5 mL 注射針筒(或自動注射器)。

    (十四)量瓶:10 mL,Class A。

    (十五)微量吸管:50-1000 μL。

    (十六)ICPMS 樣本瓶:PP 材質,4 mL。

    三、乙醇之採樣分析方法

    (一)活性碳/氣相層析儀分析

    依行政院勞委會公告之標準分析參考方法,編號 1904。惟採樣介質,由活性碳管

    (100 mg/50 mg),改成 Carbotrap TM 300 不鏽鋼吸附管 (Part. No. 25050, Supelco)。脫附

    方法採用熱脫附法,取代 1904 所列之危害性較高之二硫化碳脫附法。採樣泵為低流量

    幫浦 (SKC XR5000 型個人空氣採樣器,附低流量恆壓控制器),採樣的流量設定為 100

    mL/min。

    (二)熱脫附/氣相層析儀分析

    1.採樣管的製備、調適(condition)與儲存

    採樣管在使用前先以 330oC 調適 10 分鐘以去除雜質。所有經調適、使用過的採

    樣管置於塑膠盒中,並儲存於有活性碳的密閉乾燥器中。採樣管經過調適後,須任意

    取一個採樣管進行分析以確保背景值沒有過高的現象發生。

    2.樣品採樣及保存

    本研究的空氣樣本以採樣管配以低流量幫浦完成,採樣的流量設定為 100

    mL/min,採樣時間為 1 小時,採樣管的採樣高度約 1.2~1.5 m(大約一個成年人的鼻口

    高度)。採樣時同時製作空白樣品,採樣完畢後所有樣本連同空白樣本立即蓋上氣密

    蓋。採樣管採樣完成後,應避免陽光直接照射或是暴露在高溫之下,將將放置在冰箱

    中,並在 2 週內完成分析。

    3.樣品脫附

    以注射針分別抽取不同質量的乙醇標準品,注入通有純化空氣(約 200 cc/min)的

    Flash Evaporation System 中,此系統可以將注入、氣化後的乙醇帶至另一端的採樣管中

    吸附,採樣管以熱脫附處理後,以 GC/FID 進行分析,所得的積分面積與同量的乙醇標

    13

  • 準品直接注射至 GC/FID 所得的波峰面積相除,所得的比值即是脫附率。

    4.樣品分析

    在本研究中儀器分析條件乃根據行政院勞委會之標準分析參考方法 (編號

    1904),配合現有儀器設備加以修改而得,氣相層析儀分析的乙醇條件設定為其起始溫

    度為 70oC 維持 10 分鐘,而熱脫附條件則綜合其它相關研究結果與測試而得,儀器操

    作參數見表 7 所示,並利用檢量線計算其濃度。

    表 7 熱脫附/氣相層析儀分析條件

    熱脫附儀器 Perkin Elmer ATD-400 熱脫附溫度 250oC 熱脫附時間 10 分鐘 閥溫度 200oC 冷凍捕集升溫速度 快速 冷凍捕集低溫 -30oC 冷凍捕集高溫 350oC 冷凍捕集高溫持續時間 6 分鐘 入口分流 60 mL/min 出口分流 30 mL/min 管線溫度 200oC 氣相層析儀 Agilent 7890A GC 管柱 HP-5MS,30 m×0.25 mm 管柱溫度 75oC (維持 10 分鐘),

    以 8oC/min 升溫至 120oC, 維持 1 分鐘, 再以20 oC/min升溫至200oC

    火燄離子化偵檢器 240oC 流速 N2:5 mL/min H2:30 mL/min Air:300 mL/min

    14

  • 五、TVOC (Total Volatile Organic Compounds)測定

    TVOC 是利用 TVA-1000B (Thermo Scientific - GasTech, Newark, USA)測定,

    TVA-1000B 是將 FID 和 PID 檢測器結合在一起的肩背式揮發性氣體分析儀。由於操作

    簡便、體積小,每 5 秒紀錄一次數值,TVA-1000B 可以同時快速連續分析和記錄有機

    揮發氣體。TVA-1000B 可檢測到 0~50000 ppm 高濃度範圍內的有機氣體。TVA-1000B

    (如圖 2)其規格如表 8 所示。

    表 8 TVOC 之測定規格

    項次 規格內容

    廠牌 Thermo

    型號 TVA-1000B

    檢測項目 揮發性有機物

    濃度範圍 FID:0~5000 ppm

    PID:0~2000 ppm

    流量 1 L/min

    LOD FID:300 ppb (己烷)

    PID:100 ppb (苯)

    圖 2 TVA-1000B TVOC 儀器外觀[25]

    15

    http://www.certifiedairsafety.com/thermo-scientific-gas-tech

  • 六、無機酸及氨氣採樣分析調查分析方法

    太陽能產業之代表性無機酸與鹼性氣體包括:氫氟酸(HF)、鹽酸(氯化氫, HCl)、硝

    酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)、及氨(NH3)等。前述無機酸、鹼之基本特性、

    容許濃度標準、採樣/分析方法,如表 9 所示,其中採樣/分析方法主要係參考行政院勞

    工委員會勞工安全衛生研究所(IOSH)與美國 NIOSH 公告之方法。

    表 9 無機酸與氨氣之採樣分析方法

    氟化氫 氯化氫 硝酸 磷酸 硫酸 氨 分子式 HF HCl HNO3 H3PO4 H2SO4 NH3 分子量 20.01 36.5 63.01 97.99 98.08 17.03

    密度 (g/mL) 0.987 0.987 1.05 1.88 1.84 0.6 沸點 (oC) 19.5 -85.0 83 260 290 -33.4 熔點 (oC) -83.1 -114.8 -42.0 21.0 3.0 -77.7 容許濃度 標準(PEL)*

    TWA 3 ppm

    C 5 ppm

    TWA 2 ppm

    TWA 1 mg/m3

    TWA 1 mg/m3

    TWA 50 ppm

    採樣/ 分析方法

    IOSH 2331

    IOSH 2901

    IOSH 2406

    NIOSH 7903

    IOSH 2407

    NIOSH 6016

    採樣介質 矽膠管 矽膠管 矽膠管 矽膠管 矽膠管 矽膠管 (含硫酸)

    採樣流量 (L/min) 0.2-0.5 0.2-0.5 0.2-0.5 0.2-0.5 0.2-0.5 0.2-0.5 分析方法 IC-anion IC-anion IC-anion IC-anion IC-anion IC-cation

    方法偵測極限 2 μg/mL

    2 μg/mL

    2 μg/mL

    2 μg/mL

    2 μg/mL

    2 μg/sample

    取自「勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準」; TWA 係指八小時日時量平均容許濃度;C 係指最高容許濃度

    (一)採樣步驟(圖 3):

    1.切開矽膠管兩端封口。

    2.校正個人採樣泵流速:校正時採樣泵連結矽膠管, 進行流速校正。

    3.採樣泵的流速調於 0.2-0.5 L/min,以正確且已知流速之採樣泵採樣,總採集空氣量

    3-100 L。

    4.採樣後蓋上塑膠蓋,並以石臘薄膜加封後運送。

    5.每組需有 2-10 個現埸的空白樣品。

    (二)分析步驟

    16

  • 1. 打開矽膠管兩端封口。

    2. 分別取出前後段玻璃綿,過濾膜連同矽膠倒入 15 mL 量瓶中。

    3. 無機酸氣樣本:加入 10 mL 1.8 mM Na2CO3/1.7 mM NaHCO3 流洗液,於沸水浴

    中加熱 30 分鐘以上。

    4. 氨氣樣本:加入 10 mL 去離子水,於超音波震盪槽震盪 40 分鐘。

    5. 離子層析儀分析

    儀器規格與操作條件如下所示:

    有害物種類 HF、HC、HNO3、H2SO4、H3PO4、及 NH3 儀器型號 Dionex ICS-900 管柱 陰離子:IonPac AS22;陽離子: IonPac CS12A 偵測器 Suppresses conductivity 流洗液 陰離子:Na2CO3/NaHCO3;陽離子: Methansulfonic acid 流速 (mL/min) 1.2 計量範圍 (μS) 15-25 注射量 (μL) 100 自動再生系統 陰離子:ASRS;陽離子:CSRS 資料處理軟體 Chromeleon Version 7.1

    17

  • 採樣及分析 回收效率試驗 矽膠管(400/200 mg) 切開矽膠管,

    採樣流量校準並設定流量 並倒出/丟棄 200-500 ml/min 後段矽膠 採樣並設定採樣體積 3-100 L 添加已知量之 標準溶液於 採樣後流量校準 前段矽膠中 玻璃綿、過濾膜連同矽膠 冷藏靜置過夜 倒入 15 mL 量瓶中

    檢量線製作 加入 10 mL 流洗液

    配製 5 種 於沸水浴中加熱 30 分鐘以上 不同濃度的 標準溶液

    IC 分析

    建立檢量線、 計算濃度與回收率

    圖 3 無機酸有害物採樣分析方法之流程圖

    七、直讀式粉塵計數器測定

    在臨廠訪視時(walk through survey),為了在現場即時鑑別潛在粉塵逸散源,本研

    究使用手提式微粒計數器(handheld CPC;TSI P-trak Model 8525)進行調查。此設備原理

    係使懸浮微粒先通過含有飽和蒸汽(水或醇)之加熱飽和腔(saturator),再通過低溫的冷

    凝腔(condensor),此時過飽和的蒸汽就會冷凝在微粒表面上,致使微粒粒徑快速的成長

    (奈米至微米),以利接續之光學計數;其適用之粒徑範圍約 20-1000 nm,濃度範圍上限

    為 5×105 #cm3,採樣流量約 0.7 lpm。

    此設備之使用前準備包括流量確認與零點測試(zero check);前者係使用皂泡計確

    認採樣流量在 0.7+0.05 L/min 範圍內,後者則是暖機 1 分鐘後,在設備進氣口處裝上

    HEPA 進行量測,微粒數目濃度應在約 1 分鐘內降至 0 #/cm3、且可維持約 30 秒以上。

    18

  • 八、粒狀有害物採樣分析方法

    採集依不同工廠特性,各於暴露區選定點採樣。環境採樣設備,使用內裝 37 mm、

    0.5 μm PVC 濾紙之濾紙匣,高流量個人採樣器 (Gilian,USA),採樣流量設定為 2

    L/min,採樣時間約為 5-7 小時。

    將採樣樣本濾紙打開濾紙匣,取出樣本及空白樣本,放入微波消化管中,加入約

    3mL 濃硝酸,蓋上鎖緊微波消化管,置於微波消化爐中,以 600 W ( 功率 100%) ,15

    分鐘,待消化完全,冷卻後,將溶液吸入定量瓶中,用 1﹪硝酸溶液定量至 10mL。再

    將過濾液依檢量線範圍以 1% (v/v) 鹽酸與硝酸稀釋,再以感應耦合電漿質譜儀

    (ICP-MS) 分析稀釋液中硒、鎘等微量元素濃度,再計算樣本濃度。

    19

  • 第三章 結果

    第一節 太陽能產業職災、職業病資料收集彙整

    一、臨廠調查

    臨廠調查近 5 年之職災統計,各廠之職災,大致以被夾、被撞等機械危害為主。

    以某家太陽能電池製造廠為例,其過去 4 年之職災紀錄如表 9 所示,另一大宗為上、

    下班途中之交通事故,並未呈現在表 10 之中。今年(民國 102 年)至臨廠訪視當日為止,

    尚無職災紀錄。民國 99 年至 101 年,3 年間共有 5 件職災紀錄,其中 4 件為本國勞,

    且非原主民身分,另 1 件為菲律賓外勞。災害類型包括衝撞、被撞,以及被夾、被捲

    等 3 類。

    職災統計之項目,主要有失能災害頻率、失能災害嚴重率、總合傷害指數等 3 項。

    其定義如表 11 所示。以某一廠之職災統計為例(表 12),該廠過去 3 年(99 年至 101 年),

    其失能傷害件數分別為 1、3、1 件,計算出失能災害頻率分別為 0.81、2.50、1.23。3

    年損失工時日數分別為 22、19、18 日,計算出失能災害嚴重率分別為 17.93、15.83、

    22.17,總合傷害指數分別為 0.12、0.29、0.17。另,承攬人於 98 年度造成 2 件失能傷

    害,於 100 年度造成 1 件無職災之火災/爆炸事故。

    表 10 某家太陽能電池製造廠過去 4 年之職災紀錄

    案件日期 身分別 受傷

    部位 災害 類型

    媒介物 失能傷害 種類

    失能傷害

    損失日數

    099/08/10 本國-非原住民 足 被撞 堆高機 暫時全失能 22

    100/03/30 本國-非原住民 指 被夾、被捲 齒輪 暫時全失能 12 100/07/25 外籍:菲律賓 臉頰 被撞 其他設備 暫時全失能 2

    100/07/27 本國-非原住民 肩 衝撞 其他設備 暫時全失能 5 101/08/05 本國-非原住民 指 被夾、被捲 未包裝機械 暫時全失能 18

    20

  • 表 11 職災統計之主要項目

    職災統計項目 定義 失能災害頻率 Disabling frequency rate, FR, 每百萬工時之失能傷害之總計人次 失能災害嚴重率 Disabling severity rate, SR, 每百萬工時之失能傷害之總損失日數 總合傷害指數

    表 12 某家太陽能電池製造廠過去 4 年之職災統計

    職災統計項目 98 年度 99 年度 100 年度 101 年度 事業單位失能災害頻率 0 0.81 2.50 1.23 事業單位失能災害嚴重率 0 17.93 15.83 22.17 事業單位總合傷害指數 0 0.12 0.20 0.17 事業單位重大職業災害件數 0 0 0 0 事業單位失能傷害件數 0 1 3 1 事業單位損失工時日數 0 22 19 18 交通事故 1 0 0 3 非職災件數(火災、爆炸) 0 0 0 非職災件數(化學品洩漏) 0 0 0 非職災件數(其他) 0 0 0 承攬人重大職業災害件數 0 0 0 承攬人失能傷害件數 2 0 0 承攬人損失工時日數 0 0 0 承攬人非職災件數(火災、爆炸) 0 1 0 承攬人非職災件數(化學品洩漏) 0 0 0 承攬人非職災件數(其他) 0 0 0

    二、勞動檢查機構職災案例

    太陽能產業職災、職業病資料收集彙整之第 3 方法,是透過各勞動檢查機構之網

    站,蒐尋相關產業之職災案例報告。由於目前之行業別,並未將太陽能產業獨立分類,

    大部份太陽能產業屬製造業之電子零組件製造業(中類代號:26),依其製造特性,有些

    廠家屬於半導體製造業(小類代號:261),有些屬於光電材料及元件製造業(小類代號:

    264)。於檢查機構之網路資料查詢,即依據此 2 項主要行業別,進行蒐集。

    21

  • (一)案例一

    行政院勞工委員會所屬之北區勞動檢所之網路首頁(http://www.nlio.gov.tw/) 有職

    災案例可供查詢(http://www.nlio.gov.tw/program/disasterCase.asp),目前所列各項職災案

    例最新者為民國 102 年 5 月 16 日,最舊者為 89 年 11 月 8 日。該查詢系統可選定災害

    發日期範圍與災害類型,惟並無行業種類之選項。因此,查詢方式為選擇全部,由最

    新往後逐頁查詢上述 2 種行業之職災案例。查得此 2 種行業之職災案例僅 1 例,發生

    時間為 93 年 6 月 18 日,為某一光電材料及元件製造業(2792),災害類型為墜落、滾落

    (01),媒介物為升降機(214)。詳細職災資訊如下所示。

    1. 行業種類:光電材料及元件製造業(2792)

    2. 災害類型:墜落、滾落(01)

    3. 媒介物:升降機(214)

    4. 罹災情形:死亡 1 人

    5. 災害發生經過:

    據某公司生產線助理稱:於端午節前一日我和罹災者、其他 4 位同事共 6 員,約

    好在端午節休假日到工廠加班,因罹災者和其他 2 位說要等拜拜完才到工廠,故我和

    同事 XX 及同事 AA 在端午節上午 8 時先到工廠,由我持鑰匙打開工廠大門並解除保

    全後,我們 3 人由側大門前樓梯走到 3 樓,再搭乘貨梯到 4 樓的焊錫工作場所,在約

    10 時左右同事 XX 問我是否有關大門,故我又搭乘該貨梯到 3 樓以遙控器用遙控方式

    把大門關上,再搭乘該貨梯至 4 樓繼續工作,一直到 12 時中午要休息吃飯,我們 3 人

    在 4 樓要搭乘電梯時,當我們將電梯內、外門關好時電梯卻不會動,我們以為門沒關

    好,故我們又試好幾次,該貨梯仍不動,我們以為該貨梯故障,故我先到 3 樓電梯門

    口處查看,發現 3 樓電梯外門是半開狀態,我就順手將該貨梯外門關好,並叫他們試

    試看是否可以使用,發覺該貨梯仍不能啟動,所以我們就走樓梯出去吃飯,吃飯完我

    們知電梯已故障因此都走樓梯上 4 樓,在 12 時 30 分其他 2 人到工廠,他們本也想從 3

    樓搭乘電梯到 4 樓,但該電梯仍不能使用,一直到下午 6 時多我們 5 人就一起下班回

    家,直到晚上 11 時 40 分罹災者的兒子打電話給我,說他早上 11 時左右送他媽媽到工

    廠上班,為何到現在仍沒回家,我才察覺到中午 12 時電梯不能啟動且我到 3 樓查看當

    22

    http://www.nlio.gov.tw/http://www.nlio.gov.tw/program/disasterCase.asp

  • 時電梯外門是呈半開狀態,我就懷疑她是否會掉下電梯坑,故我立即和他兒子和班長

    及管區警察趕到工廠察看,在工廠 1 樓電梯坑中果然發現罹災者倒在電梯坑內,當時

    就打 119 報案,但其已無生命現象故無再送醫急救。

    6. 災害原因分析:

    (1)查 93 年 6 月 22 日上午 11 時 27 分近中午時間罹災者罹災者由光線強度很亮之外面

    進到無開電燈照明相當昏暗之 3 樓升降機間時,在罹災者其眼睛未能適應環境光線

    強烈變化下,在視線不良情況,罹災者輕易能打開升降機外門讓其以為車廂是停在

    3 樓(當時車廂是停在四樓),(又因其以為該車廂已一段時間沒使用故車廂電燈沒亮

    其可能認為是屬正常情形),故其在打開 3 樓外門同時即一腳踏入開口內隨之踩空掉

    落 5.9 公尺機坑內,罹災者身體懸掛在機梯坑之緩衝彈簧架上,造成顱內出血而死

    亡。

    (2)3 樓升降機外門故障原因:該安全扣設在門高 116 公分處,為機械重力式之機構,

    因此車廂沒在到該樓層時,該機械安全扣會以重力方式扣住拉門之卡榫,使該外門

    在車廂不在該樓層時應不會被打開,但經檢查該安全扣中心因已偏心致安全扣和安

    全扣導槽之外側面接觸,致接觸面摩擦力大於重力使安全扣無法確實掉落卡榫中,

    因此該外門能輕易被拉開。

    (3)綜上所述,研判本次災害發生之可能原因如后:

    a. 直接原因:從 3 樓電梯開口墜落死亡。

    b. 間接原因:不安全狀況:(a)3 樓電燈未開,升降機間昏暗。

    (b)3 樓升降機外門安全扣故障。

    不安全動作:乘坐送貨用之升降機。

    c. 基本原因:(a)未實施安全衛生教育訓練。

    (b)安全意識不足。

    (c)未實施安全檢查。

    (d)公司缺乏安全衛生管理機制。

    7. 災害防止對策:

    (1)對於升降機之升降路各樓出入口門,應有連鎖裝置,使搬器地板(*)與樓板相差 7.5

    23

  • 公分以上時,升降路出入口門不能開啟之。

    (2)對於設計上專供載貨用之升降機,應不得搭載人員。

    (3)對升降機,應每年就該機械之整體定期實施檢查 1 次。

    (4)升降機,應每月依下列規定定期實施檢查 1 次:

    a. 終點極限開關、緊急停止裝置、制動器、控制裝置及其他安全裝置有無異常。

    b. 鋼索或吊鏈有無損傷。

    c. 導軌之狀況。

    d. 設置於室外之升降機者,為導索結頭部分有無異常。

    (二)案例二

    行政院勞工委員會之中區勞動檢所之網路首頁(http://www.crlio.gov.tw/)亦有職災

    案例可供查詢(http://www.crlio.gov.tw/case.asp),目前所列職災案例共 333 筆,最新者為

    民國 102 年 3 月 16 日,最舊者為 2003 年 12 月 4 日。該查詢系統可選定之查詢條件包

    括災害類型、媒介物、行業種類、及標題等 4 種,因此,查詢條件選定為行業種類。

    輸入關鍵字為光電時,查得此行業之職災案例僅 1 例,發生時間為 2007 年 7 月 20 日,

    為某一光電材料及元件製造業(2792),災害類型為被夾、被捲(07),媒介物為其他動力

    搬運機械(229),標題為從事機械設備之故障排除作業遭台車撞夾致死職業災害。詳細

    職災資訊如下所示。

    1. 行業種類:光電材料及元件製造業(2792)

    2. 災害類型:被夾、被捲(07)

    3. 媒介物:其他動力搬運機械(229)

    4. 罹災情形:死亡1人

    5. 災害發生經過:

    據該公司技術員蔡○○(共同作業目擊者之ㄧ)稱述:事情發生在 96 年 7 月 20 日上

    午 7 時 20 分許,當時台車應該回到原點以完成「原點復歸」之動作,但一直沒有作動,

    所以罹災者打開維修門察看後,發現是軌道輪軸護蓋接縫處翹起卡住台車使台車無法

    前進,因此罹災者先按鍵將台車停止,拿一個鐵製平鏟和鐵鎚,想把略微翹起的護蓋

    24

    http://www.crlio.gov.tw/http://www.crlio.gov.tw/case.asp

  • 面打平,讓台車可以經過,結果一敲台車就向前衝撞將罹災者頭部夾在台車和維修門

    門框之間,罹災者手垂下來,人沒有反應。陳○○(共同作業目擊者之二)去按緊急停止

    鈕,台車有鬆開,我們把罹災者扶出來,打電話通知警衛叫救護車來,約 7 時 45 分救

    護車到達將人送往醫院急救,於 8 時 45 分急救無效死亡。

    6. 災害原因分析:

    (1)直接原因:

    從事機械設備內台車故障排除時遭蓄積能量之台車向前暴衝撞夾頭部致顱

    骨骨折、顱內出血死亡。

    (2)間接原因:

    a. 不安全狀況:

    (a)台車之時規皮帶張力未釋放。

    (b)機械設備之維修門未有連鎖性能。

    (c)機械設備之維修門前未有足夠之活動空間。

    (3)基本原因:

    a. 安全衛生教育不足。

    b. 機械設備之安全作業標準書未訂定其故障排除、維修方法及安全注意事項。(未

    明訂於故障排除、維修時應拔除維修門之安全插韒使台車之伺伏馬達電源切斷。)

    c. 勞工安全意識不足。

    7. 災害防止對策:

    (1)機械設備之維修門應設有連鎖性能之安全裝置。

    (2)機械設備之操作控制盤及維修門前應淨空,以提供勞工足夠之活動空間。

    (3)機械設備停止運轉時,有彈簧等彈性元件、液壓、氣壓或真空蓄能等殘壓引起之

    危險者,應採釋壓、關斷或阻隔等適當設備或措施。

    (4)機械設備之安全作業標準應訂定其故障排除、維修方法及安全注意事項;機械設

    備之維修前斷電及維修後送電之程序應明文規定。

    (5)對勞工應施以從事工作及預防災變所必要之安全衛生教育、訓練,並應強調維修

    前斷電之重要性與必要性,以提升勞工之安全意識。

    (6)應評估廠內機械設備之風險及可能危害類型,建立災害預防之資料。

    25

  • (三)案例三

    輸入關鍵字為半導體時,查得此行業之職災案例僅 1 例,發生時間為 2006 年 2

    月 1 日,為某一電子及半導體生產設備製造修配業(2548),災害類型為與有害物等之接

    觸(12),媒介物為氫氟酸(514),標題為從事設備安裝測試時因接觸 49%氫氟酸致受傷

    職業災害案。詳細職災資訊如下所示。

    標題:○○○公司勞工○○○、日籍技術員○○○從事設備安裝測試時因接觸49%氫氟酸致受

    傷住院職業災害案 (95)09500323000

    1. 行業種類:電子及半導體生產設備生產設備製造修配業(2548)

    2. 災害類型:與有害物等之接觸(12)

    3. 災害媒介物:氫氟酸(514)

    4. 罹災情形:2傷

    5. 災害發生經過:

    據○○公司意外事故調查報告描述:表定 95 年 2 月○日進行化學機械研磨及晶圓清

    洗部(簡稱 C&C)新裝 CA-09-140 機台化學品供應,由○○公司廠務及廠商 B 公司協助處

    理。上午 11 時許,開始進行 CA-09-140 機台送化學品,供應順序為 IPA, HCl, NH4OH,

    BHF 皆正常送至機台端。約上午 11 時 26 分許,廠務在 2 樓供應 49%氫氟酸時,C&C

    人員回報未正常供應至 CA-09-140 機台端,旋即關閉手動閥,並上 3 樓查看原因。此

    時 A 公司日籍工程師○○在作 CA-09-130 新裝機台裝機純水測試,發現機台管路區洩漏

    警報(leak sensor)作動,即至洩漏點打開供酸區蓋板(cover)微開檢查後發現為酸液即馬

    上關上,但此時感覺臉部可能被液體觸到(該公司人員著無塵衣並佩戴護目鏡),立即由

    本公司人員○○協助至沖身洗眼器沖洗約 30 分鐘後送至醫務室。醫務室持續予以塗抹

    3%葡萄糖酸鈣軟膏按摩,10 分鐘後救護車到達並送至台中榮民總醫院確認是否處理妥

    善並觀察有無傷害。A 公司另一名本國籍工程師○○站在機台後方懷疑自己吸入酸氣,

    亦立即前往醫務室漱洗及觀察,待救護車到達後於 12 時 25 分一同送至台中榮民總醫

    院確認是否處理妥善並觀察有無傷害。兩名 A 公司工程師經醫院診斷無礙,已於 95

    年 2 月○日出院。

    6. 災害原因分析:

    26

  • (1)直接原因:與有害物質氫氟酸接觸(噴濺接觸、吸入)致受傷。

    (2)間接原因:不安全狀況:2 樓之 49%氫氟酸供酸管路機台編號標示錯誤(顛倒)。

    未指定訓練合格之現場主管擔任特定化學物質作業主管實際從事監督

    作業,決定作業方法並指揮勞工作業。

    (3)基本原因:

    a. 安全意識不足。

    b. 未設置特定化學物質作業主管。

    c. 未採取巡視、聯繫改善等防止職業災害必要事項之具體作為。

    7. 災害防止對策:

    (1)主使勞工從事特定化學物質之作業時,應於作業場所指定現場主管擔任特定化學物

    質作業主管實際從事監督作業。(特定化學物質危害預防標準第37條暨勞工安全衛生

    法第5條第2項)

    (2)主對擔任特定化學物質作業主管之勞工,應於事前使其接受有害作業主管之安全衛

    生教育訓練。(勞工安全衛生教育訓練規則第10條暨勞工安全衛生法第23條第1項)

    (3)雇主為防止供輸原料、材料及其他物料於特定化學設備之勞工因誤操作致丙類第一

    種物質或丁類物質之漏洩,應於該勞工易見之處,標示該原料、材料及其他物料之

    種類、輸送對象設備及其他必要事項。(特定化學物質危害預防標準第25條暨勞工安

    全衛生法第5條第2項)

    (四)案例四

    行政院勞工委員會所屬之南區勞動檢所之網路首頁(http://www.slio.gov.tw/)亦有職

    災案例可供查詢(http://www.slio.gov.tw/accident_list.aspx),目前所列職災案例共 386

    筆,最新者為民國 102 年 5 月 7 日,最舊者為民國 93 年 1 月 7 日。該查詢系統可選定

    之查詢條件包括災害類別、標題、來源、行業種類、媒介物、發表日期、及發表年度

    等 7 種,因此,查詢條件亦比照中區勞動檢查所模式,選定為行業種類。輸入關鍵字

    為光電時,該查詢系統並未顯示職災案例,改用半導體輸入時,亦未顯示任何職災案

    例。

    南部科學園區某一太陽能矽晶圓廠曾發生一職災案例,並在勞工安全衛生研究所

    27

    http://www.slio.gov.tw/http://www.slio.gov.tw/accident_list.aspx

  • 發行之勞工安全衛生簡訊中發表[4]。事故發生經過為 2011 年 8 月 2 日上午 7 時許,南

    科某太陽能矽晶圓廠發生火災,起火區在廠內之切削油回收區,延燒 3 小時,雖幸未

    造成傷亡,但其危害卻不可小覷。歸咎該起災害原因,可能為切削回收污泥會蓄積熱

    量造成自燃發火,故須了解相關太陽能板製程切削液回收污泥之反應機制與其在製程

    上所造成的危害性。火災當天氣溫 36oC,顯示此火災皆是蓄積熱造成自燃。故太陽能

    板切削回收汙泥需儲存於低溫低濕環境,避免與水接觸,萬一燃燒時滅火,需用沙子

    覆蓋,以免用水灌救,不但無法滅火,還增加延燒時間。

    (三)職業病之資料,目前似乎沒有案例可供查閱。

    第二節 製程之危害暴露資訊及製程中產生有害物之流程或時段

    一、國內廠商名冊

    太陽能電池之分類,如圖 4 所示,可概分成晶圓及薄膜 2 大類,晶圖可概分成矽

    晶及化合物,薄膜可概分成矽薄膜、化合物薄膜及有機染料。矽晶晶圓有單晶矽、多

    晶矽、及 HIT,化合物晶圓主要為砷化鎵。矽薄膜有非晶矽、微晶矽、及堆疊型,化

    合物薄膜有鎘碲及銅銦鎵硒 2 種,有機染料則有染料敏化及高分子 2 種。

    目前國內可找到 29 家太陽能電池之製造廠家,清單如表 13 所示。矽晶晶圓廠有

    25 個廠家,單晶及多晶皆有,其中只有 1 家座落在中科,5 家在南區,其他 19 家皆屬

    北區。薄膜有 4 家,矽薄膜及銅銦鎵硒各 2 家,2 家在中科,另 2 家在新竹湖口工業區

    內。

    28

  • 圖 4 太陽能電池之分類[26]

    29

  • 表 13 國內太陽能電池製造廠廠商名冊

    序號 電池類別 轄區 廠商名稱 廠址 1 矽晶 中區 友達晶材(股)公司 台中科學園區 2 矽晶 北區 元晶太陽能科技(股)公司 新竹縣湖口鄉 3 矽晶 北區 太陽光電能源科技(股)公司 新竹縣湖口鄉 4 矽晶 北區 台灣茂矽電子(股)公司 新竹科學園區(研新廠) 5 矽晶 北區 台灣茂矽電子(股)公司 新竹縣湖口鄉(新興廠) 6 矽晶 北區 昇陽光電科技(股)公司 新竹縣湖口鄉 7 矽晶 北區 昱晶能源科技(股)公司 竹南科學園區 8 矽晶 北區 英穩達科技(股)公司 桃園縣大溪鎮 9 矽晶 北區 國碩科技工業(股)公司 新竹縣湖口鄉 10 矽晶 北區 頂晶科技(股)公司 新竹科學園區 11 矽晶 北區 新日光能源科技(股)公司 新竹科學園區(二廠) 12 矽晶 北區 新日光能源科技(股)公司 竹南科學園區(五廠) 13 矽晶 北區 綠能科技(股)公司 桃園縣大園鄉 14 矽晶 北區 燿華電子(股)公司 新北市土城區(土城一廠) 15 矽晶 北區 燿華電子(股)公司 新北市土城區(土城二廠) 16 矽晶 北區 燿華電子(股)公司 宜蘭縣蘇澳鎮(宜蘭廠) 17 矽晶 北區 燿華電子(股)公司 宜蘭縣五結鄉(宜蘭分公司) 18 矽晶 北區 鑫晶鑽科技(股)公司 新竹科學園區(新竹廠) 19 矽晶 北區 鑫晶鑽科技(股)公司 新竹縣湖口鄉(光復廠) 20 矽晶 北區 鑫晶鑽科技(股)公司 桃園縣楊梅市(楊梅廠) 21 矽晶 南區 茂迪(股)公司 台南科學園區 22 矽晶 南區 益通光能科技(股)公司 台南科技工業區 23 矽晶 南區 統懋半導體(股)公司 台南市新市區 24 矽晶 南區 新日光能源科技(股)公司 台南科技工業區(三廠) 25 矽晶 南區 福聚太陽能(股)公司 屏東市大洲里(屏東廠) 26 薄膜 中區 台積太陽能(股)公司 台中科學園區 27 薄膜 中區 聯相光電(股)公司 台中科學園區 28 薄膜 北區 太陽海科技(股)公司 新竹縣湖口鄉 29 薄膜 北區 新能光電科技(股)公司 新竹縣湖口鄉

    30

    http://www.518.com.tw/%E5%90%8E%E7%A7%91-%E5%8F%8B%E9%81%94%E6%99%B6%E6%9D%90-%E6%A9%9F%E5%8F%B0%E4%BD%9C%E6%A5%AD%E5%93%A1-%E5%8F%B0%E4%B8%AD%E5%B8%82-%E5%90%8E%E9%87%8C%E5%8D%80-job-811138.htmlhttp://www.tsecpv.com/index.aspx?lang=twhttp://www.bigsun-energy.com/http://www.mosel.com.tw/http://www.solartech-energy.com/http://www.gintechenergy.com/tw/http://www.inventecsolar.com/http://www.gigastorage.com.tw/aboutus/about.asphttp://www.tynsolar.com.tw/zh-tw/index.jsphttp://www.nsp.com/index.asp?lang=1http://www.getinc.com.tw/http://www.pcbut.com.tw/chinese/home.htmlhttp://www.web393.com/%E7%87%BF%E8%8F%AF%E9%9B%BB%E5%AD%90%E8%82%A1%E4%BB%BD%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8%E5%AE%9C%E8%98%AD%E5%88%86%E5%85%AC%E5%8F%B8/28431064http://www.teraxtal.com/about_actc/main_page.htmlhttp://www.motech.com.tw/tw/index.phphttp://www.e-tonsolar.com/profile.asp?le=tchinese&fid=44http://www.mospec.com.tw/eng/index.htmlhttp://www.tpsi.com/tc/index.asphttp://www.tsmc.com/chinese/solar/index.htmhttp://www.nexpw.com/about_c.htmlhttp://poi.zhupiter.com/p/cht-538589/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E6%B5%B7%E7%A7%91%E6%8A%80%E8%82%A1%E4%BB%BD%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8/http://www.sunshine-pv.com/index1.php

  • 二、國內廠商製程及產生有害物之流程或時段

    臨廠調查工作,完成 5 家,其中薄膜太陽能電池製造廠有 2 家 (分別以 M1、M2

    廠表示),另 3 家則屬於矽晶太陽能電池製造廠 (分別以 S1、S2、S3 廠表示)。臨廠調

    查工作,大致配合該廠所屬勞動檢查機構之輔導專案,瞭解該廠之安全衛生管理業務,

    屬於本計畫主題的議題,包括各廠近年職災趨勢、各廠製程與使用化學品、各廠製程

    可能之有害物逸散特性、各廠作業環境之環境測定與改善需求等等。

    (一)CIGS (Copper Indium Gallium Diselenide)薄膜太陽能電池製造廠, M1

    經臨廠調查 1 家 CIGS 薄膜型太陽能電池製造廠,以 M1 廠表示。其製程可細分

    成 12 項,其製程如圖 5 所示,其整個製造的過程,首先藉由清洗劑(KOH)在清洗機中清

    洗製造薄膜太陽能電池所需之鈉玻璃,接著利用濺鍍機濺鍍 SiO2 及 Mo 至鈉玻璃上。之

    後利用雷射切割機在完成濺鍍的鈉玻璃上進行鉬切割。再利用濺鍍機濺鍍銅、銦、鎵 (Cu,

    In, Ga, CIG),之後進行硒化(sulfurization after selenization, SAS)處理。接著利用清洗劑

    (KOH)在清洗機中進行背面清洗,之後在 CdS 化學薄模槽內進行 CdS 成長。再利用機械

    切割機進行 CIG/CdS 切割,接著利用 ZnO 化學沉積機進行 ZnO 沉積。最後利用 Cell 機

    械切割機進行 P2-ZnO/CIG/CdS 切割,並完成最後封裝。

    各製程之使用的物料如表 14 所示,在清洗機清洗製造薄膜太陽能電池所需之鈉

    玻璃時,是利用稀釋過的 KOH 來進行清洗,在此清洗過程中,可能會產生 KOH 的霧

    滴,進而逸散在作業環境空氣中。而進行第一次濺鍍時是利用 SiO2 及 Mo 濺鍍,之後

    利用 Cu、In、Ga 再次進行濺鍍,在濺鍍的過程中可能會產生鉬、銅、銦、鎵等金屬微

    粒。之後利用 H2S、H2Se 進行硒化。硒化製程結束,會開啟 SAS 腔體門,此時會產生

    異味,定期保養(PM)擦拭腔體時也會有異味產生。接著利用 HCl、H2O2 進行背面清洗。

    之後再利用 CdSO4、NH4OH 及硫脲(thiourea)在 CdS 化學薄模槽內進行 CdS 成長。最

    後再利用 DEZ 及 B2H6 進行 ZnO 化學沉積。而其中用雷射、機械及 Cell 機械切割機進

    行切割時,皆沒有用到化學物料。至於機械防護方面,因切割作業製程皆在閉密區進

    行,人員不會進入,在一般作業情況下,不會有割傷等機械危害。

    31

  • (1) 設備:矽晶片

    製程:鈉玻璃

    (2)設備:濺鍍機 製程:濺鍍 SiO2/Mo

    (3)設備:雷射切割機

    製程:鉬切割

    (4)設備:清洗機

    (5)設備:濺鍍機

    製程:濺鍍 CIG

    (6)製程:硒化(SAS)

    (7)設備:清洗機 製程:背面清洗

    (8)設備:CdS 化學薄模槽

    製程:CdS 成長

    (9)設備:機械切割機 製程:P2-CIG/CdS 切割

    (10)設備:ZnO 化學沉積機

    製程:沉積

    (11)設備:Cell 機械切割機 製程:P2-ZnO/CIG/CdS 切割

    (12)設備:後段封裝

    製程:封裝

    圖 5 M1 廠 CIGS 薄膜太陽能電池製造設備流程圖

    32

  • 表 14 M1 廠 CIGS 薄膜太陽能電池製程與使用化學物質

    使用化學物質

    順序 設備-製程 氣狀 無機酸 粒狀 其他

    1 清洗機-鈉玻璃 稀釋 KOH

    2 濺鍍機-濺鍍 SiO2/Mo Mo/SiO2

    3 雷射切割機-鉬切割

    4 清洗機

    5 濺鍍機-濺鍍 CIG Cu/In/Ga

    6 硒化(SAS) H2S,

    H2Se

    7 清洗機-背面清洗 HCl H2O2

    8 CdS 化學薄膜槽-CdS 成長 H2SO4 CdSO4 NH4OH,

    thiourea

    9 機械切割機-P2-CIG/CdS 切割

    10 ZnO 化學沉積機-ZnO 沉積 DEZ,

    B2H6

    11 Cell 機械切割機-

    P2-ZnO/CIG/CdS 切割

    12 後段封裝-封裝

    33

  • (二)矽薄膜太陽能電池製造廠, M2

    M2 廠之製程如圖 6 所示,其整個製造的過程,首先使用洗劑及純水清洗製造薄

    膜太陽能電池所需之導電玻璃,接著進行 Laser 劃線並利用純水清洗此玻璃基板

    (substrate)。之後利用矽甲烷、甲烷、磷化氫、二硼烷、氫氣等物料進行化學氣相沉積,

    並且重複上一個步驟,再次 Laser 劃線,經過玻璃基板清洗後,利用銀靶材、氧化鋅靶

    材、鈦靶材等物料進行濺鍍,鍍上 ZnO、Ag、Ti 膜,此濺鍍作業,並非使用鉻酸、氰

    酸等之電鍍傳統產業,不會產生電鍍液霧滴等有害物,而是運用物理方式,如加熱,

    將金屬氣相化,散落在玻璃基板上,之後再進行最後一次的 Laser 劃線及清洗玻璃基

    板。最後是進行銅導線的焊接封裝,此屬人工作業,完成後對鋁製外框進行清洗,並

    在最後測試完成後,進行包裝及成品出貨。

    各製程之使用物料及相關有害物如表 15 所示,製程中多以純水清洗,所產生的

    皆為中性廢水,只有在第 1 步驟,導電玻璃清洗時,因使用洗劑,而會產出微鹼性廢

    水。化學物之逸散,主要在化學氣相沉積製程,可能會有酸性廢氣及 Powder 之逸散。

    另一方面在濺鍍膜這個步驟上,氧化鋅是被列為原料而非產生的物質,而在焊接的人

    工作業過程中,也可能會產生金屬燻煙。

    (三)矽晶太陽能電池製造廠, S1

    S1 廠之製程如圖 7 所示,其產品分成單晶與多晶,是於不同製程完成。主要的不

    同處,在於一開始的粗糙化蝕刻。單晶的粗糙化蝕刻,是使用氫氟酸、鹽酸、雙氧水,

    而多晶之粗糙化蝕刻則是使用氫氟酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鉀。此蝕刻單元操作皆有

    使用氫氟酸及鹽酸,而單晶與多晶製程所使用之不同化學品,前者有使用雙氧水,後

    者有使用硝酸、氫氧化鉀,後者是一般傳統晶圓廠比較常用之酸鹼洗劑。兩者後續之

    製程,原則上一致。接著是使用氧氣、氧氯化磷進行磷擴散使 PN 介面形成。再使用氫

    氟酸、硝酸、硫酸、氫氧化鉀清淨磷玻璃。再接著使用矽甲烷、氨氣,進行化學氣相

    沉積。再使用銀膠及鋁膠形成電極,之後再進行高溫燒結、外觀檢查與測試分類、清

    潔擦拭完成品,最後完成包裝。

    34

  • 各製程所使用的物料如表 16 所示,有多處使用無機酸及鹼液,在此過程中可能

    會產生硫酸等酸性霧滴與 KOH 霧滴,進而逸散在作業環境空氣中。其他製程可能較少

    氣狀有害物或粒狀有害物之產出或逸散,或許摖拭清潔使用之乙醇,可能是主要之有

    機溶劑蒸氣。另,在進行磷擴散及化學氣相沉積時分別使用了氧氣及矽甲烷、氨氣,

    有可能因操作不當而逸散。

    表 15 M2 矽薄膜太陽能電池製程使用物料及其有害物質

    序號 製程 使用物料 有害物

    1. 清洗導電玻璃 洗劑、純水 微鹼性廢水

    2. 清洗 Laser 劃線玻璃基板 純水 中性廢水

    3. 化學氣相沉積 矽甲烷、甲烷、磷化氫、二硼

    烷、氫氣

    酸性廢氣

    Powder

    4. 清洗 Laser 劃線玻璃基板 純水 中性廢水

    5. 濺鍍 ZnO, Ag, Ti 膜 銀靶材、氧化鋅靶材、鈦靶材

    6. 清洗 Laser 劃線玻璃基板 純水 中性廢水

    7. 焊接封裝 銅導線、焊錫 金屬燻煙

    8. 清潔上外框 鋁框 中性廢水

    9. 測試

    10. 包裝&成品出貨

    35

  • (1)清洗導電玻璃

    使用物料:純水、洗劑 有害物:鹼性廢水

    (2)Laser 劃線/清洗玻璃基板

    使用物料:純水 有害物:中性廢水

    (3)化學氣相沉積

    使用物料:矽甲烷、甲烷、磷化氫、二硼烷、氫氣 有害物:酸性廢氣,Powder

    (4)Laser 劃線/清洗玻璃基板

    使用物料:純水 有害物:中性廢水

    (5)濺鍍 ZnO, Ag, Ti 膜

    使用物料:銀靶材、氧化鋅靶材、鈦靶材

    (6)Laser 劃線/清洗玻璃基板

    使用物料:純水 有害物:中性廢水

    (7)焊接封裝

    使用物料:銅導線

    (8)清洗上外框 使用物料:鋁框

    (9)測試

    (10)包裝&成品出貨

    圖 6 M2 矽薄膜太陽能電池製作流程圖

    36

  • (0)原物料:鈉玻璃 (1)粗糙化蝕刻-使用物料: 單晶:氫氟酸、鹽酸、雙氧水 多晶:氫氟酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鉀

    (3)磷玻璃去除-使用物料: 氫氟酸、硝酸、硫酸、氫氧化鉀

    (2)磷擴散(PN 介面形成)

    使用物料:氧氣、氧氯化磷

    (4)化學氣相沉積-使用物料: 矽甲烷、氨氣

    (5)網印(形成電極)-使用物料:銀/鋁膠

    (7)外觀檢查與測試分類

    (6)高溫燒結

    (8)清潔擦拭完成品

    (9)包裝-使用物料:標籤紙、銅西卡紙、EPE

    泡棉、角套、角紙、紙箱、隔離紙

    圖 7 S1 廠矽晶太陽能電池製造設備流程圖

    37

  • 表 16 S1 廠矽晶太陽能電池製程與使用化學物質

    順序 設備 使用化學物質

    製程 氣狀 無機酸 粒狀 其他

    1 粗糙化蝕刻機 N/A 氫氟酸、

    硝酸、鹽酸 N/A 氫氧化鉀

    2 鹼蝕刻粗糙化

    蝕刻機 N/A 氫氟酸、鹽酸 N/A 雙氧水

    3 磷擴散爐 氧氣 氧氯化磷 N/A N/A

    4 濕式晶邊絕緣機

    (設備) N/A

    氫氟酸、

    硝酸、硫酸 N/A 氫氧化鉀

    5 電漿增益

    化學氣相沉積爐

    矽甲烷、

    氨氣 N/A N/A N/A

    6 導電膠網印機 銀/鋁膠 N/A 銀/鋁 N/A

    7 快速燒結爐 N/A N/A N/A N/A

    8 電池測試分類機 N/A N/A N/A N/A

    9 清潔擦拭 乙醇蒸

    氣 N/A N/A 酒精

    99 純廢水處理設備 N/A 硫酸、鹽酸 N/A

    液鹼、

    氯化鈣、

    活性碳(PAC)

    38

  • (四)矽晶太陽能電池製造廠, S2

    S2 廠為矽晶型太陽能矽晶片製造廠,該廠之製程及其所使用的物料與一般所謂長

    晶廠類似,可分成 9 項,其製程與化學物質,如表 17 所示。首先,在 material sorting

    過程中,會產生粒狀有害物,屬法規中的厭惡性粉塵,另有噪音。接著進行蝕刻,會

    利用到 HF、HCl、KOH 等酸、鹼液體,可能會在蝕刻的過程中,產生酸性或鹼性霧滴,

    逸散於作業環境的空氣中。蝕刻完成後再進行 Ingot solidification,會用到乙醇。之後

    再進行開方(squaring),會使用到聚醚等化學物,並有使用切削液,即所謂金屬加工液

    (metalworking fluids, MWFs)。Cropping 完成後進行接著,會利用乙醇等有機溶劑。而

    在使用有機溶劑時,該廠有使用局部排氣裝置,但排氣成效似乎不佳,現場可聞到異

    味,此環境控制措施,可能需要進行改善。切片時亦需要切削液,以達潤滑、冷卻之

    效。切片完成後,利用磷酸及 KOH 進行洗檢,並進行包裝,洗檢的過程中可能產生磷

    酸及 KOH 的霧滴,進而逸散到作業環境空氣中。

    39

  • 表 17 S2 廠太陽能矽晶片製程與使用化學物質

    使用化學物質

    順序 設備-製程 氣狀 無機酸 粒狀 其他

    1 Material

    sorting

    厭惡性

    粉塵

    2 蝕刻 HF,

    HCl

    KOH

    3 Ingot

    solidification

    乙醇

    4 Squaring 開方 聚醚(42~50%),

    正丁烷與二甲醚預合體

    (30~35%), 異氰酸酯聚合物(20%),

    二苯甲烷(Diphenyl methane),

    二異氰酸二苯甲烷

    (Diphenylmethane-4,4-diisocy

    anate, MDI)

    切削液

    5 Cropping

    6 接著 乙醇

    7 Wafering 切片 切削液

    8 Cleaning 洗檢 磷酸 KOH

    9 Packing (五)矽晶太陽能電池製造廠, S3

    S3 廠之製程如表 18 所示,可分成 5S10、5S20、5S30、5S31 及 5S40 等 5 大部分。

    在 5S10 中,首先由穿著供氣式面罩之操作人員,將化學物料石墨以噴塗方式,塗佈至

    坩鍋內部。接著將計算過之矽料填入已噴塗之坩鍋,再將已經配置好粉料之坩鍋設置

    於長晶爐中加熱使其長晶。最後使用自來水將長晶完之坩鍋冷卻後敲除坩鍋,並用自

    來水清洗坩鍋 Ingot。在 5S20中,首先將清洗後之 Ingot以發泡劑黏著固定後開方成 brick

    接著利用機械刀具加工 bBrick。在 5S30 中,首先使用切削劑、鑽石切線纏繞切割線後,

    將 AB 膠固定之切片臺上之 brick 推入機台進行切片。接再使用自來水將使用後切削液

    40

  • tank 進行清洗。在 5S31 中,首先使用切削液、SiC 粉進行切削液的配製,再使用 AB

    膠將加工完之 brick 以 AB 膠黏著至切片臺上進行 brick 黏著作業。在 5S40 中,首先使

    用 KOH、檸檬酸、清潔劑清洗切片後之 wafer,並且以排片機排置整齊再放入機台檢

    驗分類。最後進行包裝作業。

    各製程中所可能產生的危害,如表 18 中作業還測項目所示,在 S510 中列出可能

    的危害皆為粉塵危害。在 5S20 及 5S30 皆為噪音危害。在 5S31 中雖只在切削液配製作

    業中列出粉塵危害,但在 brick 黏著作業中所使用的 AB 膠,其成分亦有可能逸散有機

    溶劑蒸氣到作業環境的空氣中。最後在 5S40 中只列出噪音危害,但清洗過程中,可能

    會產生 KOH 的霧滴,進而逸散在作業環境空氣中。

    41

  • 表 18 S3 廠矽晶太陽能電池製程、使用原料及安全衛生相關資訊

    作業類別 使用原料 工作概要 個人防護具 作業環境測定項目

    5S10 1.坩鍋前置作業

    坩鍋、石墨 以噴塗方式將石墨塗佈至坩鍋內部,一天約作業 6 小時

    安全鞋、 供氣式面罩

    粉塵

    2.填料作業 矽 (晶片、粒、塊)

    將計算過後之矽料填入已噴

    塗之坩鍋 安全鞋、 防毒面具

    粉塵

    3.長晶作業 石墨檔板、 經調配之矽料

    將以配置粉料之坩鍋設置於

    長晶爐中加熱長晶 安全鞋、 安全帽

    NA

    4.冷卻及敲坩鍋作業

    自來水 長晶完之坩鍋推置冷卻室,待冷卻後敲除坩鍋

    安全鞋、 安全帽

    粉塵