Med den fortsatte udvikling af nutidens verden bliver ikke-vedvarende energi mere og mere udtømt, og det menneskelige samfund er i stigende grad påtrængende at bruge vedvarende energi repræsenteret ved "vind, lys, vand og atomkraft". Sammenlignet med andre vedvarende energikilder har mennesker den mest modne, sikre og pålidelige teknologi til at bruge solenergi. Blandt dem har solcelleindustrien med højrent silicium som substrat udviklet sig ekstremt hurtigt. Ved udgangen af 2023 har mit lands kumulative solcelleanlæg installeret kapacitet overskredet 250 gigawatt, og fotovoltaisk elproduktion har nået 266,3 milliarder kWh, en stigning på omkring 30 % år-til-år, og den nyligt tilføjede elproduktionskapacitet er 78,42 millioner kilowatt, en stigning på 154 % år-til-år. I slutningen af juni var den kumulative installerede kapacitet for solcelleproduktion omkring 470 millioner kilowatt, hvilket har overgået vandkraft til at blive den næststørste strømkilde i mit land.
Mens solcelleindustrien udvikler sig hurtigt, udvikler den nye materialeindustri, der understøtter den, sig også hurtigt. Kvartskomponenter som f.ekskvarts digler, kvartsbåde og kvartsflasker er blandt dem, der spiller en vigtig rolle i den fotovoltaiske fremstillingsproces. For eksempel bruges kvartsdigler til at holde smeltet silicium i produktionen af siliciumstænger og siliciumbarrer; kvartsbåde, rør, flasker, rensetanke mv. spiller en bærende funktion i diffusions-, rensnings- og andre procesled i produktionen af solceller mv., der sikrer renheden og kvaliteten af siliciummaterialer.
Vigtigste anvendelser af kvartskomponenter til fotovoltaisk fremstilling
I fremstillingsprocessen af solcelleceller placeres siliciumwafers på en waferbåd, og båden placeres på en waferbådunderstøtning til diffusion, LPCVD og andre termiske processer, mens siliciumcarbid-cantilever-pagajen er den vigtigste belastningskomponent til flytning bådstøtten bærer siliciumskiver ind og ud af varmeovnen. Som vist på nedenstående figur kan siliciumcarbid-udkrageren sikre koncentriciteten af siliciumwaferen og ovnrøret og derved gøre diffusionen og passiveringen mere ensartet. Samtidig er den forureningsfri og ikke-deformeret ved høje temperaturer, har god termisk stødmodstand og stor belastningskapacitet og har været meget udbredt inden for fotovoltaiske celler.
Skematisk diagram af vigtige batteriladningskomponenter
I den bløde landingsdiffusionsproces er den traditionelle kvartsbåd ogwafer bådstøtte behov for at sætte siliciumwaferen sammen med kvartsbådstøtten ind i kvartsrøret i diffusionsovnen. I hver diffusionsproces placeres kvartsbådstøtten fyldt med siliciumwafers på siliciumcarbid-pagajen. Efter at siliciumcarbid-pagajen kommer ind i kvartsrøret, synker pagajen automatisk for at lægge kvartsbådstøtten og siliciumwaferen fra sig og løber derefter langsomt tilbage til oprindelsen. Efter hver proces skal kvartsbådstøtten fjernes frasiliciumcarbid pagaj. En sådan hyppig drift vil få kvartsbådstøtten til at blive slidt over en længere periode. Når kvartsbådstøtten revner og går i stykker, vil hele kvartsbådstøtten falde af siliciumcarbid-pagajen og derefter beskadige kvartsdelene, siliciumwafers og siliciumcarbid-pagajer nedenfor. Siliciumcarbid-pagajen er dyr og kan ikke repareres. Når først en ulykke er ude, vil det medføre store ejendomstab.
I LPCVD-processen vil der ikke kun opstå de ovennævnte termiske spændingsproblemer, men da LPCVD-processen kræver, at silangas passerer gennem siliciumwaferen, vil den langsigtede proces også danne en siliciumbelægning på waferbådunderstøtningen og wafer båd. På grund af inkonsistensen af de termiske udvidelseskoefficienter for det belagte silicium og kvarts vil bådens støtte og båden revne, og levetiden vil blive alvorligt reduceret. Levetiden for almindelige kvartsbåde og bådstøtter i LPCVD-processen er normalt kun 2 til 3 måneder. Derfor er det særligt vigtigt at forbedre bådstøttematerialet for at øge bådstøttens styrke og levetid for at undgå sådanne ulykker.
Kort sagt, efterhånden som procestiden og antallet af gange øges under produktionen af solceller, er kvartsbåde og andre komponenter tilbøjelige til at få skjulte revner eller endda brud. Levetiden for kvartsbåde og kvartsrør i de nuværende almindelige produktionslinjer i Kina er omkring 3-6 måneder, og de skal lukkes regelmæssigt for rengøring, vedligeholdelse og udskiftning af kvartsbærere. Desuden er det højrente kvartssand, der anvendes som råmateriale til kvartskomponenter, i øjeblikket i en tilstand af stram udbud og efterspørgsel, og prisen har kørt på et højt niveau i lang tid, hvilket naturligvis ikke er befordrende for at forbedre produktionen effektivitet og økonomiske fordele.
Siliciumcarbid keramik"dukke op"
Nu er folk kommet op med et materiale med bedre ydeevne til at erstatte nogle kvartskomponenter - siliciumkarbidkeramik.
Siliciumcarbidkeramik har god mekanisk styrke, termisk stabilitet, høj temperaturbestandighed, oxidationsbestandighed, termisk stødbestandighed og kemisk korrosionsbestandighed og er meget udbredt i varme områder som metallurgi, maskiner, ny energi og byggematerialer og kemikalier. Dens ydeevne er også tilstrækkelig til diffusion af TOPcon-celler i fotovoltaisk fremstilling, LPCVD (lavtryks kemisk dampaflejring), PECVD (plasmakemisk dampaflejring) og andre termiske procesforbindelser.
LPCVD siliciumcarbid bådstøtte og bor-ekspanderet siliciumcarbid bådstøtte
Sammenlignet med traditionelle kvartsmaterialer har bådstøtter, både og rørprodukter lavet af siliciumcarbidkeramiske materialer højere styrke, bedre termisk stabilitet, ingen deformation ved høje temperaturer og en levetid på mere end 5 gange så lang som kvartsmaterialer, hvilket kan betydeligt reducere omkostningerne ved brug og tabet af energi forårsaget af vedligeholdelse og nedetid. Omkostningsfordelen er indlysende, og kilden til råvarer er bred.
Blandt dem har reaktionssintret siliciumcarbid (RBSiC) lav sintringstemperatur, lave produktionsomkostninger, høj materialefortætning og næsten ingen volumenkrympning under reaktionssintring. Det er særligt velegnet til fremstilling af store og komplekst formede konstruktionsdele. Derfor er den mest velegnet til produktion af store og komplekse produkter såsom bådstøtter, både, udkragede pagajer, ovnrør mv.
Siliciumcarbid waferbådehar også store udviklingsmuligheder i fremtiden. Uanset LPCVD-processen eller borekspansionsprocessen er kvartsbådens levetid relativt lav, og den termiske ekspansionskoefficient for kvartsmaterialet er inkonsistent med siliciumcarbidmaterialets. Derfor er det let at have afvigelser i processen med at matche med siliciumcarbidbådholderen ved høj temperatur, hvilket fører til situationen med at ryste båden eller endda knække båden. Siliciumcarbidbåden anvender procesruten for støbning i et stykke og overordnet forarbejdning. Dens form- og positionstolerancekrav er høje, og den samarbejder bedre med siliciumcarbidbådholderen. Derudover har siliciumcarbid høj styrke, og båden er meget mindre tilbøjelig til at gå i stykker på grund af menneskelig kollision end kvartsbåden.
Siliciumcarbid wafer båd
Ovnrøret er den vigtigste varmeoverførselskomponent i ovnen, som spiller en rolle i tætning og ensartet varmeoverførsel. Sammenlignet med kvartsovnsrør har siliciumcarbidovnsrør god termisk ledningsevne, ensartet opvarmning og god termisk stabilitet, og deres levetid er mere end 5 gange så lang som kvartsrør.
Oversigt
Generelt, hvad enten det drejer sig om produktydelse eller brugsomkostninger, har siliciumcarbidkeramiske materialer flere fordele end kvartsmaterialer i visse aspekter af solcelleområdet. Anvendelsen af siliciumcarbid keramiske materialer i solcelleindustrien har i høj grad hjulpet fotovoltaiske virksomheder med at reducere investeringsomkostningerne for hjælpematerialer og forbedre produktkvaliteten og konkurrenceevnen. I fremtiden vil anvendelsen af siliciumcarbid keramiske materialer inden for fotovoltaiske celler i fremtiden, med den store anvendelse af siliciumcarbid ovnrør, højrent siliciumcarbid både og bådstøtter og den kontinuerlige reduktion af omkostningerne blive en nøglefaktor til at forbedre effektiviteten af lysenergikonvertering og reducere industriomkostninger inden for solcelleproduktion og vil have en vigtig indflydelse på udviklingen af ny solcelleenergi.
Indlægstid: Nov-05-2024