Gaur egungo munduaren etengabeko garapenarekin, energia ez-berriztagarriak gero eta agortuago daude, eta giza gizarteak gero eta premiazkoagoa da “haizea, argia, ura eta nuklearra” adierazten duten energia berriztagarriak erabiltzea. Beste energia-iturri berriztagarri batzuekin alderatuta, gizakiak eguzki energia erabiltzeko teknologia helduena, seguruena eta fidagarriena du. Horien artean, substratu gisa purutasun handiko silizioa duten zelula fotovoltaikoen industria oso azkar garatu da. 2023. urtearen amaieran, nire herrialdeko eguzki fotovoltaiko instalatutako ahalmen metatuak 250 gigawatt gainditu ditu eta energia fotovoltaikoaren sorkuntza 266.300 milioi kWh-ra iritsi da, urte arteko % 30 inguruko hazkundea, eta gehitu berri den energia sortzeko ahalmena 78,42 milioikoa da. kilowatt, %154ko igoera urte artean. Ekainaren amaieran, energia fotovoltaikoaren sorkuntzaren instalatutako ahalmen metatua 470 milioi kilowatt ingurukoa zen, eta energia hidraulikoa gainditu du nire herrialdeko bigarren energia-iturririk handiena izateko.
Industria fotovoltaikoa azkar garatzen ari den bitartean, horri eusten dioten materialen industria ere azkar garatzen ari da. Kuartzozko osagaiak, esaterakokuartzozko arragoa, kuartzozko ontziak eta kuartzozko botilak daude, besteak beste, fabrikazio fotovoltaikoko prozesuan paper garrantzitsua betetzen dutenak. Esaterako, kuartzozko arragoa erabiltzen da silizio urtua eusteko siliziozko hagak eta siliziozko lingoteen ekoizpenean; kuartzozko txalupak, hodiak, botilak, garbiketa-tangak, etab.-ek eguzki-zelulen ekoizpenean difusioan, garbiketan eta beste prozesu-loturen batean funtzionatzen du, silizio-materialen purutasuna eta kalitatea bermatuz.
Kuartzozko osagaien aplikazio nagusiak fabrikazio fotovoltaikorako
Eguzki-zelula fotovoltaikoen fabrikazio-prozesuan, siliziozko obleak obleen txalupa batean jartzen dira, eta ontzia oblea-ontzi baten euskarri batean jartzen da difusiorako, LPCVD eta beste prozesu termiko batzuetarako, siliziozko karburozko obleak mugitzeko karga-osagai nagusia den bitartean. siliziozko obleak berokuntza-labean sartu eta kanpora eramaten dituen itsasontzi-euskarria. Beheko irudian ikusten den bezala, siliziozko karburozko aldagelak siliziozko oblearen eta labearen hodiaren kontzentrikotasuna berma dezake, eta horrela difusioa eta pasibazioa uniformeagoak izan daitezke. Aldi berean, kutsadurarik gabekoa eta tenperatura altuetan ez deformatzen da, kolpe termikoen erresistentzia ona du eta karga-gaitasun handia du eta oso erabilia izan da zelula fotovoltaikoen arloan.
Bateria kargatzeko funtsezko osagaien diagrama eskematikoa
Lehorreratzeko difusio prozesuan, kuartzozko itsasontzi tradizionala etaostia-ontziaeuskarria siliziozko oblea kuartzozko txalupa euskarriarekin batera jarri behar da difusio-labean kuartzozko hodian. Difusio-prozesu bakoitzean, siliziozko olataz betetako kuartzozko itsasontzien euskarria silizio-karburoko paletan jartzen da. Siliziozko karburoko paleta kuartzozko hodian sartu ondoren, paleta automatikoki hondoratzen da kuartzozko itsasontzien euskarria eta siliziozko oblea uzteko, eta poliki-poliki jatorrira itzultzen da. Prozesu bakoitzaren ondoren, kuartzozko itsasontziaren euskarria kendu behar dasiliziozko karburozko pala. Eragiketa sarri horrek kuartzozko itsasontzien euskarria denbora luzez higatzea eragingo du. Kuartzozko itsasontzien euskarria pitzatzen eta apurtzen denean, kuartzozko itsasontziaren euskarria osoa silizio karburoko paletatik eroriko da, eta, ondoren, beheko kuartzozko piezak, siliziozko obleak eta siliziozko karburoko paletak kaltetuko ditu. Siliziozko karburoko paleta garestia da eta ezin da konpondu. Istripu bat gertatu ondoren, ondasunen galera handiak eragingo ditu.
LPCVD prozesuan, goian aipatutako estres termikoko arazoak gertatuko ez ezik, LPCVD prozesuak silano gasa siliziozko oblean zehar igaro behar denez, epe luzeko prozesuak siliziozko estaldura ere osatuko du oblearen euskarrian eta ostia-ontzia. Estalitako silizioaren eta kuartzoaren hedapen termikoaren koefizienteen inkoherentziaren ondorioz, itsasontzien euskarria eta itsasontzia pitzatuko dira eta bizi-iraupena larriki murriztuko da. LPCVD prozesuan kuartzozko itsasontzi arrunten eta itsasontzien euskarrien bizi-iraupena 2 eta 3 hilabete baino ez da normalean. Horregatik, bereziki garrantzitsua da itsasontzien euskarriaren materiala hobetzea itsasontzien euskarriaren indarra eta bizitza irautea areagotzeko, horrelako istripuak saihesteko.
Laburbilduz, eguzki-zelulen ekoizpenean prozesuaren denbora eta aldiz kopurua handitzen den heinean, kuartzozko itsasontziek eta beste osagai batzuek ezkutuko pitzadurak edota hausturak izateko joera dute. Kuartzozko itsasontzien eta kuartzozko hodien egungo Txinako ekoizpen-lerro nagusietako bizitza 3-6 hilabete ingurukoa da, eta aldian-aldian itzali behar dira kuartzozko eramaileak garbitzeko, mantentzeko eta ordezkatzeko. Gainera, kuartzo osagaietarako lehengai gisa erabiltzen den purutasun handiko kuartzo harea eskaintza eta eskaria estuan dago gaur egun, eta prezioa maila altuan dabil denbora luzez, eta hori ez da, jakina, produkzioa hobetzeko aproposa. eraginkortasuna eta onura ekonomikoak.
Silizio karburozko zeramika"agertu"
Orain, jendeak errendimendu hobea duen material bat asmatu du kuartzozko osagai batzuk ordezkatzeko: siliziozko karburozko zeramika.
Silizio karburozko zeramikak erresistentzia mekaniko ona, egonkortasun termikoa, tenperatura altuko erresistentzia, oxidazio erresistentzia, shock termikoarekiko erresistentzia eta korrosio kimikoarekiko erresistentzia dute, eta asko erabiltzen dira eremu beroetan, hala nola metalurgia, makineria, energia berria eta eraikuntzako materialak eta produktu kimikoak. Bere errendimendua nahikoa da TOPcon zelulak fabrikazio fotovoltaikoan, LPCVD (presio baxuko lurrun-deposizio kimikoa), PECVD (plasma-lurrun-deposizio kimikoa) eta prozesu termikoko beste lotura batzuetarako.
LPCVD silizio-karburozko itsasontzien euskarria eta boro hedatutako silizio-karburozko itsasontzien euskarria
Kuartzozko material tradizionalekin alderatuta, silizio karburozko zeramikazko materialez egindako itsasontzien euskarri, itsasontzi eta hodi produktuek indar handiagoa dute, egonkortasun termiko hobea, tenperatura altuetan deformaziorik ez eta kuartzozko materialen bizi-iraupena 5 aldiz baino gehiagokoa da, eta horrek nabarmen dezake. erabilera-kostua eta mantentze-lanak eta geldialdiak eragindako energia-galera murriztea. Kostu abantaila nabaria da, eta lehengaien iturria zabala da.
Horien artean, erreakzio sinterizatutako silizio-karburoak (RBSiC) sinterizazio tenperatura baxua du, ekoizpen kostu baxua, material dentsifikazio handia eta ia ez du bolumen txikitzerik erreakzio sinterizatzean. Bereziki egokia da tamaina handiko eta forma konplexuko egiturazko piezak prestatzeko. Hori dela eta, tamaina handiko eta konplexuak diren produktuak ekoizteko da egokiena, hala nola txalupa euskarriak, itsasontziak, cantilever-palak, labe-hodiak, etab.
Silizio karburozko obleaketorkizunean garapen-aukera handiak ere baditu. LPCVD prozesua edo boro hedapen prozesua edozein dela ere, kuartzozko ontziaren bizitza nahiko baxua da, eta kuartzozko materialaren hedapen termikoaren koefizientea ez dator bat silizio karburoaren materialarekin. Hori dela eta, erraza da tenperatura altuan siliziozko karburozko ontziaren euskarriarekin bat etortzeko prozesuan desbideratzeak izatea, eta horrek itsasontzia astintzeko edo baita itsasontzia hausteko egoera dakar. Siliziozko karburoko itsasontziak pieza bakarreko moldaketa eta prozesaketa orokorraren prozesua hartzen du. Bere forma eta posizio-tolerantzia-eskakizunak handiak dira, eta hobeto lankidetzan aritzen da siliziozko karburozko txalupa-euskarriarekin. Horrez gain, silizio karburoak indar handia du, eta txalupak askoz ere litekeena da gizakiaren talkaren ondorioz apurtzea kuartzozko itsasontzia baino.
Silizio karburozko ontzia
Labearen hodia labearen bero-transferentziaren osagai nagusia da, zigilatzeko eta bero-transferentzia uniformean funtzionatzen duena. Kuartzozko labeko hodiekin alderatuta, siliziozko karburoko labeko hodiek eroankortasun termiko ona, beroketa uniformea eta egonkortasun termiko ona dute, eta haien bizitza kuartzozko hodiena baino 5 aldiz handiagoa da.
Laburpena
Oro har, produktuaren errendimenduari edo erabilera kostuari dagokionez, silizio karburozko zeramikazko materialek kuartzozko materialek baino abantaila gehiago dituzte eguzki-zelulen eremuko zenbait alderditan. Silizio karburozko zeramikazko materialen aplikazioak industria fotovoltaikoan asko lagundu du enpresei fotovoltaikoen material osagarrien inbertsio kostua murrizten eta produktuen kalitatea eta lehiakortasuna hobetzen. Etorkizunean, tamaina handiko silizio karburozko labeko hodiak, purutasun handiko siliziozko karburoko ontziak eta itsasontzien euskarriak eskala handian aplikatuta eta kostuen etengabeko murrizketarekin, zelula fotovoltaikoen eremuan silizio karburozko zeramikazko materialen aplikazioa bihurtuko da. funtsezko faktorea argi-energia bihurtzearen eraginkortasuna hobetzeko eta industria-kostuak murrizteko energia fotovoltaikoaren sorkuntzaren arloan, eta eragin handia izango du energia fotovoltaiko berriaren garapenean.
Argitalpenaren ordua: 2024-05-2024