Eguzki-energia fotovoltaikoa sortzea munduko energia berrien industriarik itxaropentsuena bihurtu da. Polisiliziozko eta silizio amorfoko eguzki-zelulekin alderatuta, silizio monokristalinoak, energia fotovoltaikoko energia sortzeko material gisa, bihurtze fotoelektrikoaren eraginkortasun handia eta abantaila komertzial nabarmenak ditu, eta eguzki energia fotovoltaikoaren sorkuntza nagusi bihurtu da. Czochralski (CZ) silizio monokristalinoa prestatzeko metodo nagusietako bat da. Czochralski labe monokristalinoaren konposizioak labe-sistema, huts-sistema, gas-sistema, eremu termiko-sistema eta kontrol elektriko-sistema barne hartzen ditu. Eremu termikoko sistema silizio monokristalinoaren hazkuntzarako baldintza garrantzitsuenetako bat da, eta silizio monokristalinoaren kalitateari zuzenean eragiten dio eremu termikoaren tenperatura-gradientearen banaketak.
Eremu termikoko osagaiak batez ere karbonozko materialez osatuta daude (grafitozko materialak eta karbono/karbonozko material konposatuak), euskarri-zatietan, zati funtzionaletan, berogailu-elementuetan, babes-zatietan, isolamendu termikoko materialetan, etab.-etan banatuta, haien funtzioen arabera. 1. irudian ikusten da. Silizio monokristalinoaren tamaina handitzen doan heinean, eremu termikoko osagaien tamaina-eskakizunak ere handitzen ari dira. Karbono/karbono material konposatuak silizio monokristalinorako eremu termikoko materialetarako lehen aukera bihurtzen dira, bere dimentsio-egonkortasuna eta propietate mekaniko bikainak direla eta.
Silizio monokristalino czochralcian prozesuan, silizio materialaren urtzeak silizio lurruna eta silizio urtutako zipriztinak sortuko ditu, karbono/karbono eremu termikoko materialen silizifikazioa higatzea eraginez, eta karbono/karbono eremu termikoko materialen propietate mekanikoak eta zerbitzu-bizitza dira. larriki kaltetuta. Hori dela eta, karbono/karbono eremu termikoko materialen silizifikazio-higadura nola murriztea eta haien zerbitzu-bizitza hobetzea silizio monokristalinoaren fabrikatzaileen eta karbono/karbonoaren eremu termikoko materialen fabrikatzaileen kezka komunetako bat bihurtu da.Silizio karburozko estaldurakarbono/karbono eremu termikoko materialen gainazaleko estaldura babesteko lehen aukera bihurtu da, kolpe termikoen erresistentzia bikainagatik eta higadura erresistentziagatik.
Dokumentu honetan, silizio monokristalinoaren ekoizpenean erabiltzen diren karbono/karbono eremu termikoko materialetatik abiatuta, silizio karburoaren estalduraren prestaketa metodo nagusiak, abantailak eta desabantailak aurkezten dira. Oinarri honetan, karbono/karbono eremu termikoko materialen silizio karburoaren estalduraren aplikazio eta ikerketaren aurrerapena berrikusten da karbono/karbono eremu termikoko materialen ezaugarrien arabera, eta karbono/karbono eremu termikoko materialen gainazaleko estaldura babesteko iradokizunen eta garapen-ildoen arabera. aurkezten dira.
1 Prestaketa-teknologiasiliziozko karburozko estaldura
1.1 Kapsulatzeko metodoa
Txertatzeko metodoa sarritan erabiltzen da silizio karburoaren barruko estaldura prestatzeko C/ C-sic material konposatu sisteman. Metodo honek hauts mistoa erabiltzen du lehenik karbono/karbonozko material konposatua biltzeko, eta ondoren tratamendu termikoa egiten du tenperatura jakin batean. Nahastutako hautsaren eta laginaren gainazalaren artean erreakzio fisiko-kimiko konplexu batzuk gertatzen dira estaldura osatzeko. Bere abantaila da prozesua sinplea dela, prozesu bakar batek bakarrik presta ditzake matrize-material konposatu trinkoak eta pitzadurarik gabekoak; Tamaina txikia aldatzea aurreformatik azken produktura; Zuntz indartutako edozein egituratarako egokia; Estalduraren eta substratuaren artean konposizio-gradiente jakin bat sor daiteke, substratuarekin ondo konbinatuta dagoena. Hala ere, desabantailak ere badaude, hala nola, tenperatura altuan dagoen erreakzio kimikoa, zuntza kaltetu dezakeena, eta karbono/karbono matrizearen propietate mekanikoak gainbehera. Estalduraren uniformetasuna kontrolatzea zaila da, grabitatearen moduko faktoreengatik, eta horrek estaldura irregularra egiten du.
1.2 Minda estaldura metodoa
Minda estaldura metodoa estaldura-materiala eta aglutinatzailea nahasketa batean nahastea da, matrizearen gainazalean uniformeki eskuila, atmosfera geldo batean lehortu ondoren, estalitako alea tenperatura altuan sinterizatzen da eta beharrezko estaldura lor daiteke. Abantailak dira prozesua erraza eta funtzionatzeko erraza dela, eta estalduraren lodiera kontrolatzeko erraza dela; Desabantaila estalduraren eta substratuaren artean lotura-indar eskasa dagoela da, eta estalduraren shock termikoaren erresistentzia eskasa dela eta estalduraren uniformetasuna txikia dela.
1.3 Lurrun kimikoen erreakzio metodoa
Lurrun-erreakzio kimikoa (CVR) metodoa silizio-material solidoa tenperatura jakin batean silizio-lurrun bihurtzen duen prozesu metodo bat da, eta, ondoren, silizio-lurruna matrizearen barnean eta gainazalean hedatzen da, eta matrizeko karbonoarekin in situ erreakzionatzen du ekoizteko. silizio karburoa. Bere abantailak labean atmosfera uniformea, erreakzio-abiadura koherentea eta estalitako materialaren deposizio-lodiera nonahi dira; Prozesua erraza eta funtzionatzeko erraza da, eta estalduraren lodiera silizio-lurrunaren presioa, deposizio-denbora eta beste parametro batzuk aldatuz kontrolatu daiteke. Desabantaila da lagina labearen posizioak asko eragiten duela eta labeko silizio-lurrunaren presioa ezin dela uniformetasun teorikora iritsi, estalduraren lodiera irregularra dela eta.
1.4 Lurrun-jadatze-metodo kimikoa
Lurrun-deposizio kimikoa (CVD) hidrokarburoak gas iturri gisa eta purutasun handiko N2/Ar gas eramaile gisa erabiltzen diren prozesu bat da, nahastutako gasak lurrun kimikoko erreaktore batean sartzeko, eta hidrokarburoak deskonposatu, sintetizatu, hedatu, adsorbitu eta ebatzi egiten dira. tenperatura eta presio jakin batzuk karbono/karbono material konposatuen gainazalean film solidoak osatzeko. Bere abantaila da estalduraren dentsitatea eta purutasuna kontrolatu daitezkeela; Forma konplexuagoko piezarako ere egokia da; Produktuaren kristal-egitura eta gainazaleko morfologia kontrola daitezke deposizio-parametroak egokituz. Desabantailak dira deposizio-tasa baxuegia dela, prozesua konplexua dela, ekoizpen-kostua handia dela eta estaldura-akatsak egon daitezkeela, hala nola pitzadurak, sare-akatsak eta gainazaleko akatsak.
Laburbilduz, txertatzeko metodoa bere ezaugarri teknologikoetara mugatzen da, laborategiko eta tamaina txikiko materialak garatzeko eta ekoizteko egokia dena; Estaldura-metodoa ez da masa ekoizpenerako egokia, bere koherentzia eskasa dela eta. CVR metodoak tamaina handiko produktuen ekoizpen masiboa bete dezake, baina ekipamendu eta teknologia eskakizun handiagoak ditu. CVD metodoa prestatzeko metodo ezin hobea daSIC estaldura, baina bere kostua CVR metodoa baino handiagoa da, prozesua kontrolatzeko duen zailtasunagatik.
Argitalpenaren ordua: 2024-02-22