薄膜硅太阳能电池DEZn输送系统

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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PECVD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。　　
3 I3 [% z6 z* X5 D+ t2 s     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ZnO粉末、CO2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。
) Q+ y/ c, Y2 V  G! S& r　　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。
6 N. q; ]7 f# O8 p$ U1 ]' q# S　　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。
( A6 ]" H. V; {# z2 s* ]　　纯度控制方面,系统采用不锈钢SS316L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DEZn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(PPE)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(SOP),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。