薄膜硅太阳能电池DEZn输送系统

目前商业化生产的薄膜硅太阳能电池主要分为非晶硅(a-Si)薄膜和非晶/微晶硅 (a-Si / μc-Si) 叠层薄膜。其生产工艺首先是在玻璃基板上制造透明导电氧化物(TCO)，然后再通过PE C V D方法沉积p型、i型和n型薄膜，最后用溅射做背电极。目前工业化的TCO制备方法有溅射法(Sputter)和化学气相沉积法(CVD)，分别在玻璃基板上形成ZnO:Al或ZnO薄膜。化学气相沉积通常使用的原料为二乙基锌(DEZn)，其与水反应后生成ZnO和C2H6。

DEZn是无色液态化学品，密度1198kg/m3，具有自燃性、遇水反应性、毒性等特殊危害。DEZn在空气中自燃，生成Z n O粉末、C O2和H2O，易导致灼伤。与水发生剧烈反应，生成ZnO粉末和C2H6气体。其中ZnO对水生生物有剧毒，会对水生环境产生长期的不利影响。ZnO粉末也容易造成输送设备和管道的堵塞。DEZn化学稳定性很低，在70℃以上即开始分解，高于120℃时分解产物包括Zn、C2H6、C2H4和H2等，过热会导致容器的爆炸。因此，必须从工程设计、操作维护和应急反应等方面采取相应措施，预防事故发生。

在DEZn输送系统的设计上，首先应对其危害性进行分析，通过本质安全设计，消除安全隐患。其次，采用监测手预防事故发生。最后，采用减灾措施，降低事故后果。针对DEZn的特殊性质，系统设计在安全控制、工艺控制和纯度控制等方面采取了特殊的技术措施，以实现把原料钢瓶内的DEZn，安全连续地输送到TCO设备。

安全控制方面，系统采用SS316L管道阀门材料，并进行保压测试和氦检漏，确保系统的机械完整性。DEZn钢瓶和控制面板放置于抽风的防爆柜壳内，防止向外界环境的泄漏。柜壳内设置了高温探测器和火焰侦测器，及时发出火情警报，并切断DEZn供应。干粉灭火装置用于及时扑灭柜壳内的火焰。采用自动风阀，确保火灾发生时与厂务抽风系统的隔离，避免火势沿风管蔓延。

工艺控制方面，通过稳压氮气，把钢瓶中的DEZn平稳输送到使用设备。压力传感器可随时监控输送系统压力。电子秤监控钢瓶重量，确保DEZn的连续供应。设备采用气动阀，通过PLC实现全自动操作。

纯度控制方面，系统采用不锈钢S S316L材质，并经电解抛光处理。工艺阀门均采用隔膜阀，并以VCR方式连接。系统还考虑了防止D E Z n分解颗粒导致的堵塞问题。操作现场应配备合适的个人防护装备(P P E)及应急反应器材，并明确标示逃生路线。DEZn操作需要编制并严格遵循标准操作规程(S O P)，确认己做的每一个步骤。

由于DEZn遇水发生剧烈反应，以及在空气中自燃，及时发现并切断泄漏源是防止火灾扩大的最根本的手段。而供液站的消防措施主要是隔绝DEZn与空气的接触，常用的灭火剂有干粉、蛭石、沙土、珍珠岩等，禁止采用卤代烷灭火器、水、泡沫等灭火剂。作者：  李东升,龚小雷,上海正帆超净技术有限公司