Günəş fotovoltaik enerji istehsalı dünyanın ən perspektivli yeni enerji sənayesinə çevrilmişdir. Polisilikon və amorf silikon günəş batareyaları ilə müqayisədə, monokristal silikon, fotovoltaik enerji istehsalı materialı olaraq, yüksək fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyinə və görkəmli kommersiya üstünlüklərinə malikdir və günəş fotovoltaik enerji istehsalının əsas axınına çevrilmişdir. Czochralski (CZ) monokristal silisium hazırlamaq üçün əsas üsullardan biridir. Czochralski monokristal sobasının tərkibinə soba sistemi, vakuum sistemi, qaz sistemi, istilik sahəsi sistemi və elektrik idarəetmə sistemi daxildir. Termal sahə sistemi monokristal silisiumun böyüməsi üçün ən vacib şərtlərdən biridir və monokristal silisiumun keyfiyyətinə istilik sahəsinin temperatur qradiyenti paylanması birbaşa təsir göstərir.
İstilik sahəsinin komponentləri əsasən karbon materiallarından (qrafit materialları və karbon/karbon kompozit materiallardan) ibarətdir, onlar öz funksiyalarına görə dayaq hissələrinə, funksional hissələrə, qızdırıcı elementlərə, qoruyucu hissələrə, istilik izolyasiya materiallarına və s. Şəkil 1-də göstərilmişdir. Monokristal silisiumun ölçüsü artmağa davam etdikcə, istilik sahəsinin komponentləri üçün ölçü tələbləri də artır. Karbon/karbon kompozit materiallar ölçü sabitliyinə və əla mexaniki xassələrə görə monokristal silikon üçün termal sahə materialları üçün ilk seçim olur.
Czochralcian monokristal silisium prosesində, silikon materialın əriməsi silikon buxarı və ərimiş silikon sıçraması yaradacaq, nəticədə karbon/karbon termal sahə materiallarının silisifikasiya eroziyası və karbon/karbon istilik sahəsi materiallarının mexaniki xüsusiyyətləri və xidmət müddəti ciddi təsir edib. Buna görə də, karbon/karbon termal sahə materiallarının silisifikasiya eroziyasını necə azaltmaq və onların xidmət müddətini yaxşılaşdırmaq monokristal silikon istehsalçıları və karbon/karbon termal sahə materialı istehsalçılarının ümumi problemlərindən birinə çevrilmişdir.Silikon karbid örtükəla termal şok müqaviməti və aşınma müqavimətinə görə karbon/karbon termal sahə materiallarının səth örtüyünün qorunması üçün ilk seçim olmuşdur.
Bu yazıda monokristal silisium istehsalında istifadə olunan karbon/karbon termal sahə materiallarından başlayaraq, əsas hazırlanma üsulları, silisium karbid örtüyünün üstünlükləri və çatışmazlıqları təqdim olunur. Bu əsasda, karbon/karbon termal sahə materiallarında silikon karbid örtüyünün tətbiqi və tədqiqat tərəqqisi karbon/karbon istilik sahəsi materiallarının xüsusiyyətlərinə və karbon/karbon istilik sahəsi materiallarının səth örtüyünün qorunması üçün təkliflər və inkişaf istiqamətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilir. irəli sürülürlər.
1 Hazırlanması texnologiyasısilisium karbid örtüyü
1.1 Yerləşdirmə üsulu
Yerləşdirmə üsulu tez-tez C/C-sic kompozit material sistemində silikon karbidin daxili örtüyünü hazırlamaq üçün istifadə olunur. Bu üsul əvvəlcə karbon/karbon kompozit materialını sarmaq üçün qarışıq tozdan istifadə edir, sonra isə müəyyən temperaturda istilik müalicəsini həyata keçirir. Qarışıq toz ilə nümunənin səthi arasında örtük əmələ gətirmək üçün bir sıra mürəkkəb fiziki-kimyəvi reaksiyalar baş verir. Onun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, proses sadədir, yalnız bir proses sıx, çatsız matrisli kompozit materialları hazırlaya bilər; Preformdan son məhsula kiçik ölçüdə dəyişiklik; Hər hansı bir liflə gücləndirilmiş struktur üçün uyğundur; Kaplama və substrat arasında müəyyən bir kompozisiya gradienti yarana bilər ki, bu da substrat ilə yaxşı birləşir. Bununla belə, yüksək temperaturda lifə zərər verə bilən kimyəvi reaksiya və karbon/karbon matrisinin mexaniki xüsusiyyətlərinin azalması kimi mənfi cəhətlər də var. Örtüyü qeyri-bərabər edən cazibə qüvvəsi kimi amillərə görə örtüyün vahidliyinə nəzarət etmək çətindir.
1.2 Şlamın örtülməsi üsulu
Şlamla örtülmə üsulu örtük materialını və bağlayıcını qarışığa qarışdırmaq, matrisin səthinə bərabər şəkildə fırçalamaq, inert atmosferdə quruduqdan sonra örtülmüş nümunəni yüksək temperaturda sinterləmək və lazımi örtük əldə etməkdir. Üstünlüklər ondan ibarətdir ki, proses sadə və asan idarə olunur və örtük qalınlığına nəzarət etmək asandır; Dezavantaj odur ki, örtük və substrat arasında zəif yapışma gücü var və örtünün termal zərbəyə davamlılığı zəifdir və örtünün vahidliyi aşağıdır.
1.3 Kimyəvi buxar reaksiyası üsulu
Kimyəvi buxar reaksiyası (CVR) üsulu, bərk silikon materialını müəyyən bir temperaturda silisium buxarına buxarlandıran və sonra silikon buxarının matrisin daxili və səthinə yayılan və matrisdəki karbonla yerində reaksiya verən bir proses üsuludur. silisium karbid. Onun üstünlüklərinə sobada vahid atmosfer, ardıcıl reaksiya sürəti və hər yerdə örtülmüş materialın çökmə qalınlığı daxildir; Proses sadədir və işləmək asandır və örtük qalınlığı silikon buxar təzyiqini, çökmə vaxtını və digər parametrləri dəyişdirməklə idarə edilə bilər. Dezavantaj ondan ibarətdir ki, nümunə sobadakı mövqedən çox təsirlənir və sobada silikon buxar təzyiqi nəzəri vahidliyə çata bilmir, nəticədə qeyri-bərabər örtük qalınlığı yaranır.
1.4 Kimyəvi buxarların çökdürülməsi üsulu
Kimyəvi buxar çökmə (CVD) karbohidrogenlərin qaz mənbəyi kimi və yüksək saflıqda N2/Ar kimi qarışıq qazları kimyəvi buxar reaktoruna daxil etmək üçün daşıyıcı qaz kimi istifadə edildiyi və karbohidrogenlərin parçalanması, sintezi, yayılması, adsorbsiya edilməsi və həll olunduğu prosesdir. karbon/karbon kompozit materialların səthində bərk filmlər yaratmaq üçün müəyyən temperatur və təzyiq. Onun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, örtünün sıxlığı və təmizliyi idarə oluna bilər; Daha mürəkkəb formalı iş parçası üçün də uyğundur; Məhsulun kristal quruluşu və səth morfologiyası çökmə parametrlərinin tənzimlənməsi ilə idarə oluna bilər. Dezavantajlar, çökmə dərəcəsinin çox aşağı olması, prosesin mürəkkəb olması, istehsal xərclərinin yüksək olması və çatlar, şəbəkə qüsurları və səth qüsurları kimi örtük qüsurları ola bilər.
Xülasə, yerləşdirmə üsulu laboratoriya və kiçik ölçülü materialların işlənib hazırlanması və istehsalı üçün əlverişli olan texnoloji xüsusiyyətləri ilə məhdudlaşır; Kaplama üsulu zəif tutarlılığa görə kütləvi istehsal üçün uyğun deyil. CVR metodu böyük ölçülü məhsulların kütləvi istehsalına cavab verə bilər, lakin avadanlıq və texnologiya üçün daha yüksək tələblərə malikdir. CVD metodu hazırlamaq üçün ideal üsuldurSIC örtüyü, lakin onun dəyəri CVR metodundan daha yüksəkdir, çünki prosesə nəzarətdə çətinlik çəkir.
Göndərmə vaxtı: 22 fevral 2024-cü il