Tänapäeva maailma pideva arenguga ammendub taastumatu energia üha enam ning inimühiskond hakkab üha tungivamalt kasutama taastuvenergiat, mida esindavad “tuul, valgus, vesi ja tuumaenergia”. Võrreldes teiste taastuvate energiaallikatega on inimestel päikeseenergia kasutamiseks kõige küpsem, ohutum ja usaldusväärsem tehnoloogia. Nende hulgas on ülikiiresti arenenud fotogalvaaniliste elementide tööstus, mille substraadiks on kõrge puhtusastmega räni. 2023. aasta lõpuks on minu riigi fotogalvaanilise installeeritud päikeseenergia kumulatiivne võimsus ületanud 250 gigavatti ja fotogalvaaniline elektritootmine on jõudnud 266,3 miljardi kWh-ni, mis on umbes 30% rohkem kui aasta varem, ning äsja lisatud elektritootmisvõimsus on 78,42 miljonit. kilovatti, kasvades aastaga 154%. Juuni lõpu seisuga oli fotogalvaanilise elektrienergia tootmise kumulatiivne installeeritud võimsus umbes 470 miljonit kilovatti, mis on ületanud hüdroenergiat ja saanud minu riigi suuruselt teiseks energiaallikaks.
Samal ajal kui fotogalvaaniline tööstus areneb kiiresti, areneb kiiresti ka seda toetav uute materjalide tööstus. Kvartskomponendid nagukvarts tiiglid, kvartspaadid ja kvartspudelid on nende hulgas, mis mängivad olulist rolli fotogalvaanilises tootmisprotsessis. Näiteks kasutatakse kvartstiigleid sula räni hoidmiseks ränivardade ja ränivaluplokkide tootmisel; kvartspaadid, torud, pudelid, puhastuspaagid jne mängivad kandvat funktsiooni päikesepatareide jms tootmise difusiooni-, puhastus- ja muude protsesside lülides, tagades ränimaterjalide puhtuse ja kvaliteedi.
Kvartskomponentide peamised rakendused fotogalvaanilise tootmise jaoks
Päikese fotogalvaaniliste elementide tootmisprotsessis asetatakse räniplaadid vahvlipaadile ja paat asetatakse vahvlipaadi toele difusiooni, LPCVD ja muude termiliste protsesside jaoks, samal ajal kui ränikarbiidist konsoollaba on liikumise peamine laadimiskomponent. paaditugi, mis kannab ränivahvleid küttekoldesse ja sealt välja. Nagu on näidatud alloleval joonisel, saab ränikarbiidist konsoollaba tagada ränivahvli ja ahjutoru kontsentrilisuse, muutes seeläbi difusiooni ja passivatsiooni ühtlasemaks. Samal ajal on see saastevaba ja kõrgetel temperatuuridel deformeerimata, hea termilise löögikindluse ja suure kandevõimega ning seda on laialdaselt kasutatud fotogalvaaniliste elementide valdkonnas.
Peamiste aku laadimiskomponentide skemaatiline diagramm
Pehme maandumise difusiooniprotsessis kasutatakse traditsioonilist kvartspaati javahvlipaattoe vajadus asetada ränivahv koos kvartspaadi toega difusiooniahju kvartstorusse. Igas difusiooniprotsessis asetatakse ränivahvlitega täidetud kvartspaadi tugi ränikarbiidi labale. Pärast seda, kui ränikarbiidist laba siseneb kvartstorusse, vajub laba automaatselt alla, et panna maha kvartspaadi tugi ja räniplaat, ning seejärel jookseb aeglaselt tagasi lähtekohta. Pärast igat protsessi tuleb kvartspaadi tugi alusest eemaldadaränikarbiidist mõla. Selline sagedane kasutamine põhjustab kvartspaadi toe kulumise pika aja jooksul. Kui kvartspaadi tugi praguneb ja puruneb, kukub kogu kvartspaadi tugi ränikarbiidi labalt maha ja kahjustab allpool olevaid kvartsosi, räniplaate ja ränikarbiidi labasid. Ränikarbiidist laba on kallis ja seda ei saa parandada. Kui õnnetus juhtub, põhjustab see suuri varalisi kahjusid.
LPCVD-protsessis ei teki mitte ainult ülalmainitud termilise pingega seotud probleeme, vaid kuna LPCVD-protsess nõuab silaanigaasi läbimiseks räniplaadist, moodustab pikaajaline protsess ka vahvlipaadi toele ränikatte ja vahvlipaat. Kaetud räni ja kvartsi soojuspaisumistegurite ebaühtluse tõttu pragunevad paaditugi ja paat ning eluiga lüheneb tõsiselt. Tavaliste kvartspaatide ja paaditugede eluiga LPCVD protsessis on tavaliselt vaid 2–3 kuud. Seetõttu on selliste õnnetuste vältimiseks eriti oluline parandada paadi tugimaterjali, et suurendada paaditoe tugevust ja kasutusiga.
Lühidalt, kuna päikesepatareide tootmisel protsessi aeg ja arv suureneb, on kvartspaatidel ja muudel komponentidel kalduvus varjatud pragude või isegi purunemise tekkeks. Kvartspaatide ja kvartstorude kasutusiga Hiina praegustel tavalistel tootmisliinidel on umbes 3–6 kuud ning need tuleb puhastamiseks, hooldamiseks ja kvartskandjate vahetamiseks regulaarselt sulgeda. Pealegi on kvartskomponentide toorainena kasutatud kõrge puhtusastmega kvartsliiva pakkumise ja nõudlusega praegu kitsas ning hind on olnud pikka aega kõrgel tasemel, mis ilmselgelt ei aita kaasa tootmise parandamisele. tõhusust ja majanduslikku kasu.
Ränikarbiidist keraamika"näita kohale"
Nüüd on inimesed mõnede kvartskomponentide – ränikarbiidkeraamika – asendamiseks välja pakkunud parema jõudlusega materjali.
Ränikarbiidist keraamikal on hea mehaaniline tugevus, termiline stabiilsus, kõrge temperatuuritaluvus, oksüdatsioonikindlus, soojuslöögikindlus ja keemilise korrosioonikindlus ning seda kasutatakse laialdaselt kuumades valdkondades, nagu metallurgia, masinad, uus energia ning ehitusmaterjalid ja kemikaalid. Selle jõudlus on piisav ka TOPconi elementide difusiooniks fotogalvaanilises tootmises, LPCVD (madalrõhu keemiline aurustamine-sadestamine), PECVD (plasmakeemiline aurustamine-sadestamine) ja muudes termilistes protsessides.
LPCVD ränikarbiidist paaditugi ja booriga paisutatud ränikarbiidi paaditugi
Võrreldes traditsiooniliste kvartsmaterjalidega on ränikarbiidkeraamilistest materjalidest valmistatud paaditoed, paadid ja torutooted suurem tugevus, parem termiline stabiilsus, kõrgel temperatuuril ei deformeeru ja eluiga on üle 5 korra pikem kui kvartsmaterjalidel, mis võib oluliselt ületada vähendada kasutuskulusid ning hooldusest ja seisakutest põhjustatud energiakadu. Kulueelis on ilmne ja tooraine allikas on lai.
Nende hulgas on reaktsiooniga paagutatud ränikarbiidil (RBSiC) madal paagutamistemperatuur, madalad tootmiskulud, kõrge materjali tihedus ja peaaegu puudub mahukahanemine reaktsiooni paagutamise ajal. See sobib eriti hästi suurte ja keeruka kujuga konstruktsiooniosade valmistamiseks. Seetõttu sobib see kõige paremini suuremahuliste ja keerukate toodete nagu paaditoed, paadid, konsoollabad, ahjutorud jne tootmiseks.
Ränikarbiidist vahvelpaadidon ka suuri arenguväljavaateid tulevikus. Olenemata LPCVD protsessist või boori paisumisprotsessist on kvartspaadi eluiga suhteliselt madal ja kvartsmaterjali soojuspaisumistegur ei ole kooskõlas ränikarbiidmaterjali omaga. Seetõttu on ränikarbiidist paadihoidjaga sobitamise protsessis kõrgel temperatuuril kergeid kõrvalekaldeid, mis põhjustavad paadi raputamise või isegi paadi purunemise. Ränikarbiidist paat kasutab ühes tükis vormimise ja üldise töötlemise protsessi. Selle kuju ja asendi tolerantsi nõuded on kõrged ning see töötab paremini ränikarbiidist paadihoidjaga. Lisaks on ränikarbiidil suur tugevus ja paat puruneb inimeste kokkupõrke tõttu palju vähem kui kvartspaat.
Ränikarbiidist vahvelpaat
Ahjutoru on ahju peamine soojusülekande komponent, mis mängib rolli tihendamisel ja ühtlasel soojusülekandel. Võrreldes kvartsahju torudega on ränikarbiidist ahjutorudel hea soojusjuhtivus, ühtlane kuumenemine ja hea termiline stabiilsus ning nende eluiga on üle 5 korra pikem kui kvartstorudel.
Kokkuvõte
Üldiselt on ränikarbiidist keraamilistel materjalidel päikesepatareide valdkonnas teatud aspektides rohkem eeliseid kui kvartsmaterjalidel, olenemata sellest, kas toote jõudlus või kasutuskulud. Ränikarbiidkeraamiliste materjalide kasutamine fotogalvaanilises tööstuses on aidanud fotogalvaanilistel ettevõtetel oluliselt vähendada abimaterjalide investeerimiskulusid ning parandada toodete kvaliteeti ja konkurentsivõimet. Tulevikus, suurte ränikarbiidist ahjutorude, kõrge puhtusastmega ränikarbiidist paatide ja paaditugede ulatusliku rakendamisega ning kulude pideva vähendamisega, muutub ränikarbiidist keraamiliste materjalide kasutamine fotogalvaaniliste elementide valdkonnas. võtmetegur valguse muundamise tõhususe parandamisel ja tööstuse kulude vähendamisel fotogalvaanilise elektritootmise valdkonnas ning sellel on oluline mõju uute fotogalvaaniliste elektriseadmete arendamisele. energiat.
Postitusaeg: nov-05-2024