S neustálým vývojem dnešního světa se neobnovitelná energie stále více vyčerpává a lidská společnost je stále naléhavější, aby využívala obnovitelné energie reprezentované „vítrem, světlem, vodou a jadernou energií“. Ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie mají lidské bytosti nejvyspělejší, nejbezpečnější a nejspolehlivější technologii pro využívání solární energie. Mezi nimi se extrémně rychle rozvinul průmysl fotovoltaických článků s vysoce čistým křemíkem jako substrátem. Do konce roku 2023 kumulativní solární fotovoltaická instalovaná kapacita v mé zemi přesáhla 250 gigawattů a výroba fotovoltaické energie dosáhla 266,3 miliardy kWh, což je meziroční nárůst asi o 30 % a nově přidaná kapacita výroby elektrické energie je 78,42 milionů kilowattů, což je meziroční nárůst o 154 %. Ke konci června činila kumulativní instalovaná kapacita výroby fotovoltaické energie asi 470 milionů kilowattů, což překonalo vodní energii a stalo se druhým největším zdrojem energie v mé zemi.
Zatímco fotovoltaický průmysl se rychle rozvíjí, rychle se rozvíjí také průmysl nových materiálů, který jej podporuje. Křemenné komponenty jako napřkřemenné kelímky, křemenné čluny a křemenné láhve jsou mezi nimi, které hrají důležitou roli ve fotovoltaickém výrobním procesu. Například křemenné kelímky se používají k udržení roztaveného křemíku při výrobě křemíkových tyčí a křemíkových ingotů; křemenné čluny, tuby, lahve, čistící nádrže atd. hrají nosnou funkci v difuzních, čisticích a dalších procesních vazbách při výrobě solárních článků atd., zajišťujících čistotu a kvalitu křemíkových materiálů.
Hlavní aplikace křemenných součástek pro fotovoltaickou výrobu
Ve výrobním procesu solárních fotovoltaických článků jsou křemíkové plátky umístěny na plátkový člun a člun je umístěn na plátkový člun pro difúzi, LPCVD a další tepelné procesy, zatímco konzolové pádlo z karbidu křemíku je klíčovou nosnou součástí pro pohyb. podpěra člunu nesoucí křemíkové plátky do a z ohřívací pece. Jak je znázorněno na obrázku níže, konzolová lopatka z karbidu křemíku může zajistit soustřednost křemíkového plátku a trubky pece, čímž je difúze a pasivace jednotnější. Zároveň je bez znečištění a nedeformuje se při vysokých teplotách, má dobrou odolnost proti tepelným šokům a velkou nosnost a je široce používán v oblasti fotovoltaických článků.
Schematický diagram klíčových komponent nabíjení baterie
V procesu měkkého přistání difúze, tradiční quartz člun aoplatkový člunPodpěra je potřeba vložit křemíkový plátek spolu s podpěrou křemenného člunu do křemenné trubice v difuzní peci. V každém procesu difúze je křemenný nosič lodi naplněný křemíkovými plátky umístěn na lopatku z karbidu křemíku. Poté, co lopatka z karbidu křemíku vstoupí do křemenné trubice, lopatka se automaticky potopí, aby odložila křemennou podpěru člunu a křemíkový plátek, a poté se pomalu vrací zpět k počátku. Po každém procesu je třeba z křemenného člunu sejmoutpádlo z karbidu křemíku. Takový častý provoz způsobí, že se křemenná podpěra lodi po dlouhé době opotřebuje. Jakmile křemenná podpěra člunu praskne a rozbije se, celá křemenná podpěra člunu spadne z lopatky z karbidu křemíku a následně poškodí křemenné části, křemíkové destičky a lopatky z karbidu křemíku pod nimi. Lopatka z karbidu křemíku je drahá a nelze ji opravit. Jakmile dojde k nehodě, způsobí obrovské škody na majetku.
V procesu LPCVD nejenže nastanou výše uvedené problémy s tepelným namáháním, ale protože proces LPCVD vyžaduje, aby silanový plyn prošel křemíkovým plátkem, dlouhodobý proces také vytvoří křemíkový povlak na nosiči plátku a oplatkový člun. Kvůli nekonzistenci koeficientů tepelné roztažnosti potaženého křemíku a křemene podpěra lodi a loď prasknou a životnost se vážně zkrátí. Životnost běžných quartzových člunů a lodních podpěr v procesu LPCVD je obvykle pouze 2 až 3 měsíce. Proto je zvláště důležité vylepšit nosný materiál lodi, aby se zvýšila pevnost a životnost podpory lodi, aby se předešlo takovým nehodám.
Stručně řečeno, jak se doba procesu a počet opakování během výroby solárních článků prodlužují, quartzové čluny a další komponenty jsou náchylné ke skrytým prasklinám nebo dokonce ke zlomení. Životnost křemenných člunů a křemenných trubic v současných běžných výrobních linkách v Číně je asi 3–6 měsíců a je třeba je pravidelně odstavovat z důvodu čištění, údržby a výměny křemenných nosičů. Kromě toho je vysoce čistý křemičitý písek používaný jako surovina pro křemenné komponenty v současné době ve stavu napjaté nabídky a poptávky a cena se dlouhodobě pohybuje na vysoké úrovni, což samozřejmě nevede ke zlepšení výroby efektivnost a ekonomický přínos.
Keramika z karbidu křemíku"ukaž se"
Nyní lidé přišli s materiálem s lepším výkonem, který by nahradil některé křemenné komponenty – keramiku z karbidu křemíku.
Keramika z karbidu křemíku má dobrou mechanickou pevnost, tepelnou stabilitu, odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost proti oxidaci, odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti chemické korozi a je široce používána v horkých oblastech, jako je metalurgie, strojírenství, nová energie a stavební materiály a chemikálie. Jeho výkon je dostačující také pro difúzi článků TOPcon ve fotovoltaické výrobě, LPCVD (nízkotlaká chemická depozice z plynné fáze), PECVD (plazmová chemická depozice z plynné fáze) a další propojení termických procesů.
Podpěra člunu z karbidu křemíku LPCVD a podpěra člunu z karbidu křemíku expandovaného bórem
Ve srovnání s tradičními křemennými materiály mají podpěry lodí, čluny a trubkové výrobky vyrobené z keramických materiálů z karbidu křemíku vyšší pevnost, lepší tepelnou stabilitu, nedochází k deformaci při vysokých teplotách a životnost je více než 5krát delší než životnost křemenných materiálů, což může výrazně snížit náklady na používání a ztráty energie způsobené údržbou a prostoji. Cenová výhoda je zřejmá a zdroj surovin je široký.
Mezi nimi reakční slinutý karbid křemíku (RBSiC) má nízkou teplotu slinování, nízké výrobní náklady, vysoké zhuštění materiálu a téměř žádné objemové smrštění během reakčního slinování. Je zvláště vhodný pro přípravu velkorozměrových a tvarově složitých konstrukčních dílů. Proto je nejvhodnější pro výrobu velkých a složitých výrobků, jako jsou lodní podpěry, čluny, konzolová pádla, pecní trubky atd.
Čluny z karbidu křemíkumají také velké vyhlídky na rozvoj do budoucna. Bez ohledu na proces LPCVD nebo proces expanze boru je životnost křemenného člunu relativně nízká a koeficient tepelné roztažnosti křemenného materiálu není konzistentní s koeficientem tepelné roztažnosti materiálu karbidu křemíku. Proto je snadné mít odchylky v procesu spárování s držákem člunu z karbidu křemíku při vysoké teplotě, což vede k situaci otřesení člunu nebo dokonce rozbití člunu. Loď z karbidu křemíku využívá procesní cestu jednodílného lisování a celkového zpracování. Jeho požadavky na tvar a toleranci polohy jsou vysoké a lépe spolupracuje s držákem lodiček z karbidu křemíku. Kromě toho má karbid křemíku vysokou pevnost a člun je mnohem méně náchylný k prasknutí v důsledku lidské srážky než člun z křemene.
Lodička z karbidu křemíku
Trubka pece je hlavní komponentou přenosu tepla pece, která hraje roli při utěsnění a rovnoměrném přenosu tepla. Ve srovnání s křemennými pecními trubkami mají pecní trubky z karbidu křemíku dobrou tepelnou vodivost, rovnoměrné zahřívání a dobrou tepelnou stabilitu a jejich životnost je více než 5krát delší než životnost křemenných trubek.
Shrnutí
Obecně, ať už jde o výkonnost produktu nebo náklady na použití, keramické materiály z karbidu křemíku mají v určitých aspektech pole solárních článků více výhod než křemenné materiály. Aplikace keramických materiálů z karbidu křemíku ve fotovoltaickém průmyslu výrazně pomohla fotovoltaickým společnostem snížit investiční náklady na pomocné materiály a zlepšit kvalitu a konkurenceschopnost produktů. V budoucnu, s rozsáhlým používáním velkorozměrových pecí z karbidu křemíku, vysoce čistých člunů z karbidu křemíku a podpěr člunů a neustálým snižováním nákladů, se aplikace keramických materiálů z karbidu křemíku v oblasti fotovoltaických článků stane klíčovým faktorem pro zlepšení účinnosti přeměny světelné energie a snížení průmyslových nákladů v oblasti výroby fotovoltaické energie a bude mít významný dopad na rozvoj nové fotovoltaické energie.
Čas odeslání: List-05-2024