Amb el desenvolupament continu del món actual, les energies no renovables s'esgoten cada cop més i la societat humana és cada cop més urgent per utilitzar l'energia renovable representada per “el vent, la llum, l'aigua i la nuclear”. En comparació amb altres fonts d'energia renovables, els éssers humans disposen de la tecnologia més madura, segura i fiable per utilitzar l'energia solar. Entre ells, la indústria de cèl·lules fotovoltaiques amb silici d'alta puresa com a substrat s'ha desenvolupat molt ràpidament. A finals de 2023, la capacitat instal·lada solar fotovoltaica acumulada del meu país ha superat els 250 gigawatts i la generació d'energia fotovoltaica ha arribat als 266.300 milions de kWh, un augment d'aproximadament un 30% interanual, i la capacitat de generació d'energia recentment afegida és de 78,42 milions. quilowatts, un augment del 154% interanual. A finals de juny, la capacitat instal·lada acumulada de generació d'energia fotovoltaica era d'uns 470 milions de quilowatts, que ha superat l'energia hidràulica per convertir-se en la segona font d'energia més gran del meu país.
Si bé la indústria fotovoltaica s'està desenvolupant ràpidament, la indústria de nous materials que la donen suport també s'està desenvolupant ràpidament. Components de quars com aragresols de quars, vaixells de quars i ampolles de quars es troben entre ells, que tenen un paper important en el procés de fabricació fotovoltaica. Per exemple, els gresols de quars s'utilitzen per contenir silici fos en la producció de barres de silici i lingots de silici; Els vaixells de quars, tubs, ampolles, dipòsits de neteja, etc. tenen una funció de suport en la difusió, neteja i altres enllaços de procés en la producció de cèl·lules solars, etc., assegurant la puresa i la qualitat dels materials de silici.
Principals aplicacions dels components de quars per a la fabricació fotovoltaica
En el procés de fabricació de cèl·lules solars fotovoltaiques, les hòsties de silici es col·loquen en un vaixell d'hòsties i el vaixell es col·loca en un suport d'hòsties per a la difusió, LPCVD i altres processos tèrmics, mentre que la paleta de voladís de carbur de silici és el component de càrrega clau per al moviment. el suport del vaixell que porta hòsties de silici dins i fora del forn de calefacció. Com es mostra a la figura següent, la paleta de voladís de carbur de silici pot garantir la concentricitat de l'hòstia de silici i el tub del forn, fent que la difusió i la passivació siguin més uniformes. Al mateix temps, està lliure de contaminació i no es deforma a altes temperatures, té una bona resistència al xoc tèrmic i una gran capacitat de càrrega i s'ha utilitzat àmpliament en el camp de les cèl·lules fotovoltaiques.
Diagrama esquemàtic dels components clau de càrrega de la bateria
En el procés de difusió d'aterratge suau, el vaixell de quars tradicional ivaixell d'hòstiaEl suport necessita posar l'hòstia de silici juntament amb el suport del vaixell de quars al tub de quars al forn de difusió. En cada procés de difusió, el suport del vaixell de quars ple d'hòsties de silici es col·loca a la paleta de carbur de silici. Després que la paleta de carbur de silici entri al tub de quars, la paleta s'enfonsa automàticament per deixar el suport del vaixell de quars i l'hòstia de silici i, a continuació, torna lentament a l'origen. Després de cada procés, cal treure el suport del vaixell de quars delpaleta de carbur de silici. Aquesta operació freqüent farà que el suport del vaixell de quars es desgasti durant un llarg període de temps. Una vegada que el suport de l'embarcació de quars es trenca i es trenca, tot el suport de l'embarcació de quars caurà de la paleta de carbur de silici i després danyarà les peces de quars, les hòsties de silici i les pales de carbur de silici que hi ha a continuació. La paleta de carbur de silici és cara i no es pot reparar. Un cop es produeix un accident, provocarà grans pèrdues de propietat.
En el procés LPCVD, no només es produiran els problemes d'estrès tèrmic esmentats anteriorment, sinó que com que el procés LPCVD requereix que el gas silà passi a través de l'hòstia de silici, el procés a llarg termini també formarà un recobriment de silici al suport del vaixell de l'hòstia i el vaixell d'hòstia. A causa de la inconsistència dels coeficients d'expansió tèrmica del silici i el quars recoberts, el suport del vaixell i el vaixell s'esquerdaran i la vida útil es reduirà seriosament. La vida útil dels vaixells de quars i suports d'embarcacions normals en el procés LPCVD sol ser de només 2 o 3 mesos. Per tant, és especialment important millorar el material de suport del vaixell per augmentar la resistència i la vida útil del suport del vaixell per evitar aquests accidents.
En resum, a mesura que el temps de procés i el nombre de vegades augmenten durant la producció de cèl·lules solars, els vaixells de quars i altres components són propensos a esquerdes o fins i tot trencaments. La vida dels vaixells de quars i tubs de quars a les línies de producció principals actuals a la Xina és d'uns 3-6 mesos, i s'han de tancar regularment per netejar, mantenir i substituir els portadors de quars. A més, la sorra de quars d'alta puresa que s'utilitza com a matèria primera per als components de quars es troba actualment en un estat d'oferta i demanda restringits, i el preu ha estat a un nivell alt durant molt de temps, cosa que òbviament no afavoreix la millora de la producció. eficiència i beneficis econòmics.
Ceràmica de carbur de silici"aparèixer"
Ara, la gent ha creat un material amb un millor rendiment per substituir alguns components de quars: ceràmica de carbur de silici.
Les ceràmiques de carbur de silici tenen una bona resistència mecànica, estabilitat tèrmica, resistència a altes temperatures, resistència a l'oxidació, resistència al xoc tèrmic i resistència a la corrosió química, i s'utilitzen àmpliament en camps calents com la metal·lúrgia, maquinària, noves energies i materials de construcció i productes químics. El seu rendiment també és suficient per a la difusió de cèl·lules TOPcon en la fabricació fotovoltaica, LPCVD (deposició de vapor químic a baixa pressió), PECVD (deposició de vapor químic de plasma) i altres enllaços de procés tèrmic.
Suport per vaixells de carbur de silici LPCVD i suport per vaixells de carbur de silici amb bor expandit
En comparació amb els materials de quars tradicionals, els suports per a vaixells, els vaixells i els productes de tubs fets de materials ceràmics de carbur de silici tenen una major resistència, una millor estabilitat tèrmica, sense deformació a altes temperatures i una vida útil de més de 5 vegades la dels materials de quars, la qual cosa pot significativament. reduir el cost d'ús i la pèrdua d'energia causada pel manteniment i temps d'inactivitat. L'avantatge de costos és evident i la font de matèries primeres és àmplia.
Entre ells, el carbur de silici sinteritzat de reacció (RBSiC) té una temperatura de sinterització baixa, un baix cost de producció, una alta densificació del material i gairebé cap contracció de volum durant la sinterització de la reacció. És especialment indicat per a la preparació de peces estructurals de grans dimensions i de forma complexa. Per tant, és el més adequat per a la producció de productes de gran mida i complexos com ara suports per a vaixells, vaixells, pales en voladís, tubs de forn, etc.
Vaixells d'hòsties de carbur de silicitambé tenen grans perspectives de desenvolupament en el futur. Independentment del procés LPCVD o del procés d'expansió del bor, la vida útil del vaixell de quars és relativament baixa i el coeficient d'expansió tèrmica del material de quars no és coherent amb el del material de carbur de silici. Per tant, és fàcil tenir desviacions en el procés de concordança amb el suport d'embarcació de carbur de silici a alta temperatura, cosa que condueix a la situació de sacsejar l'embarcació o fins i tot trencar-la. El vaixell de carbur de silici adopta la ruta del procés d'emmotllament d'una sola peça i processament global. Els seus requisits de tolerància de forma i posició són alts i coopera millor amb el suport de vaixell de carbur de silici. A més, el carbur de silici té una gran resistència i és molt menys probable que el vaixell es trenqui a causa de la col·lisió humana que el vaixell de quars.
Vaixell d'hòsties de carbur de silici
El tub del forn és el principal component de transferència de calor del forn, que té un paper en el segellat i la transferència de calor uniforme. En comparació amb els tubs de forn de quars, els tubs de forn de carbur de silici tenen una bona conductivitat tèrmica, un escalfament uniforme i una bona estabilitat tèrmica, i la seva vida útil és més de 5 vegades la dels tubs de quars.
Resum
En general, ja sigui pel que fa al rendiment del producte o al cost d'ús, els materials ceràmics de carbur de silici tenen més avantatges que els materials de quars en determinats aspectes del camp de les cèl·lules solars. L'aplicació de materials ceràmics de carbur de silici a la indústria fotovoltaica ha ajudat molt les empreses fotovoltaiques a reduir el cost d'inversió dels materials auxiliars i a millorar la qualitat i la competitivitat del producte. En el futur, amb l'aplicació a gran escala de tubs de forn de carbur de silici de gran mida, vaixells de carbur de silici d'alta puresa i suports per a vaixells i la reducció contínua de costos, l'aplicació de materials ceràmics de carbur de silici en el camp de les cèl·lules fotovoltaiques es convertirà en un factor clau per millorar l'eficiència de la conversió d'energia lluminosa i reduir els costos de la indústria en el camp de la generació d'energia fotovoltaica, i tindrà un impacte important en el desenvolupament de la nova energia fotovoltaica.
Hora de publicació: 05-nov-2024