Nykymaailman jatkuvan kehityksen myötä uusiutumaton energia on yhä enenevässä määrin uupumassa, ja ihmisyhteiskunta vaatii yhä enemmän uusiutuvaa energiaa, jota edustavat "tuuli, valo, vesi ja ydinvoima". Muihin uusiutuviin energialähteisiin verrattuna ihmisillä on kypsin, turvallisin ja luotettavin teknologia aurinkoenergian käyttöön. Niistä aurinkokennoteollisuus, jonka substraattina on erittäin puhdasta piitä, on kehittynyt erittäin nopeasti. Vuoden 2023 loppuun mennessä kotimaani aurinkosähkön asennettu aurinkosähkön kapasiteetti on ylittänyt 250 gigawattia, ja aurinkosähkön tuotanto on saavuttanut 266,3 miljardia kWh, mikä on noin 30 % enemmän kuin vuotta aiemmin, ja uusi sähköntuotantokapasiteetti on 78,42 miljoonaa. kilowattia eli 154 % enemmän kuin vuotta aiemmin. Kesäkuun lopussa aurinkosähkön tuotannon kumulatiivinen asennettu kapasiteetti oli noin 470 miljoonaa kilowattia, mikä on ohittanut vesivoiman ja noussut kotimaani toiseksi suurimmaksi voimalähteeksi.
Samalla kun aurinkosähköteollisuus kehittyy nopeasti, kehittyy myös sitä tukeva uusi materiaaliteollisuus nopeasti. Kvartsikomponentit, kutenkvartsiupokkaat, kvartsiveneet ja kvartsipullot ovat yksi niistä, joilla on tärkeä rooli aurinkosähkön valmistusprosessissa. Esimerkiksi kvartsiupokkaita käytetään pitämään sulaa piitä piisauvojen ja piiharkkojen valmistuksessa; kvartsiveneet, putket, pullot, puhdistussäiliöt jne. toimivat laakeritoiminnossa diffuusio-, puhdistus- ja muissa prosessilinkkeissä aurinkokennojen jne. tuotannossa, mikä varmistaa piimateriaalien puhtauden ja laadun.
Kvartsikomponenttien pääsovellukset aurinkosähkön valmistuksessa
Aurinkosähkökennojen valmistusprosessissa piikiekot sijoitetaan kiekkoveneeseen ja vene sijoitetaan kiekkovenetukeen diffuusiota, LPCVD:tä ja muita lämpöprosesseja varten, kun taas piikarbidin ulokemela on keskeinen kuormituskomponentti liikkumiseen. venetuki kuljettaa piikiekkoja lämmitysuuniin ja sieltä pois. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, piikarbidiulokelapa voi varmistaa piikiekon ja uuniputken samankeskisyyden, mikä tekee diffuusion ja passivoimisen tasaisemman. Samaan aikaan se on saasteeton ja muotoutumaton korkeissa lämpötiloissa, sillä on hyvä lämpöiskun kestävyys ja suuri kuormituskyky, ja sitä on käytetty laajalti aurinkokennojen alalla.
Kaavio akun latauskomponenteista
Pehmeän laskun diffuusioprosessissa perinteinen kvartsivene jakiekkovenetuki pitää laittaa piikiekko yhdessä kvartsivenetuen kanssa diffuusiouunin kvartsiputkeen. Jokaisessa diffuusioprosessissa piikiekoilla täytetty kvartsivenetuki asetetaan piikarbidimelaan. Kun piikarbidilapa menee kvartsiputkeen, siipi uppoaa automaattisesti laskeakseen kvartsiveneen tuen ja piikiekon alas ja juoksee sitten hitaasti takaisin lähtökohtaan. Jokaisen prosessin jälkeen veneen kvartsituki on irrotettavapiikarbidilapa. Tällainen toistuva käyttö aiheuttaa kvartsiveneen tuen kulumisen pitkän ajan kuluessa. Kun kvartsivenetuki halkeilee ja rikkoutuu, koko kvartsivenetuki putoaa piikarbidimelasta ja vaurioittaa alla olevia kvartsiosia, piikiekkoja ja piikarbidilapat. Piikarbidilapa on kallis eikä sitä voi korjata. Kun onnettomuus tapahtuu, se aiheuttaa suuria omaisuustappioita.
LPCVD-prosessissa ei esiinny ainoastaan edellä mainittuja lämpöjännitysongelmia, vaan koska LPCVD-prosessi edellyttää silaanikaasun kulkemista piikiekon läpi, pitkäkestoinen prosessi muodostaa myös piipinnoitteen kiekkoveneen alustalle ja kiekkovene. Pinnoitettujen piin ja kvartsin lämpölaajenemiskertoimien epäjohdonmukaisuuden vuoksi veneen tuki ja vene halkeilevat ja käyttöikä lyhenee huomattavasti. Tavallisten kvartsiveneiden ja venetukien käyttöikä LPCVD-prosessissa on yleensä vain 2-3 kuukautta. Siksi on erityisen tärkeää parantaa veneen tukimateriaalia venetuen lujuuden ja käyttöiän lisäämiseksi tällaisten onnettomuuksien välttämiseksi.
Lyhyesti sanottuna, kun prosessiaika ja -kertojen lukumäärä kasvaa aurinkokennojen valmistuksen aikana, kvartsiveneet ja muut komponentit ovat alttiita piilossa oleville halkeamille tai jopa murtumille. Kvartsiveneiden ja kvartsiputkien käyttöikä nykyisillä Kiinan päätuotantolinjoilla on noin 3-6 kuukautta, ja ne on sammutettava säännöllisesti puhdistusta, huoltoa ja kvartsikannattimien vaihtoa varten. Lisäksi kvartsikomponenttien raaka-aineena käytettävä erittäin puhdas kvartsihiekka on tällä hetkellä tiukka tarjonta ja kysyntä, ja hinta on ollut korkealla tasolla jo pitkään, mikä ei tietenkään edistä tuotannon parantamista. tehokkuutta ja taloudellisia hyötyjä.
Piikarbidikeramiikka"näytä"
Nyt ihmiset ovat keksineet materiaalia, jolla on parempi suorituskyky korvaamaan joitain kvartsikomponentteja - piikarbidikeramiikkaa.
Piikarbidikeramiikalla on hyvä mekaaninen lujuus, lämmönkestävyys, korkean lämpötilan kestävyys, hapettumisenkestävyys, lämpöiskun kestävyys ja kemiallinen korroosionkestävyys, ja niitä käytetään laajalti kuumilla aloilla, kuten metallurgiassa, koneissa, uudessa energiassa sekä rakennusmateriaaleissa ja kemikaaleissa. Sen suorituskyky riittää myös TOPcon-kennojen diffuusioon aurinkosähkön valmistuksessa, LPCVD:ssä (matalapaineinen kemiallinen höyrypinnoitus), PECVD:ssä (plasmakemiallinen höyrypinnoitus) ja muihin lämpöprosessilinkkeihin.
LPCVD-piikarbidivenetuki ja boorilla paisutettu piikarbidivenetuki
Perinteisiin kvartsimateriaaleihin verrattuna piikarbidikeraamisista materiaaleista valmistetuilla venetuilla, veneillä ja putkituotteilla on suurempi lujuus, parempi lämmönkestävyys, ei muodonmuutoksia korkeissa lämpötiloissa ja yli 5 kertaa kvartsimateriaalien käyttöikä, mikä voi merkittävästi vähentää käyttökustannuksia ja huollon ja seisokkien aiheuttamaa energiahäviötä. Kustannusetu on ilmeinen, ja raaka-ainelähde on laaja.
Niiden joukossa reaktiosintratulla piikarbidilla (RBSiC) on alhainen sintrauslämpötila, alhaiset tuotantokustannukset, korkea materiaalitiheys ja lähes olematon tilavuuden kutistuminen reaktiosintrauksen aikana. Se soveltuu erityisen hyvin suurikokoisten ja monimutkaisten rakenneosien valmistukseen. Siksi se soveltuu parhaiten suurten ja monimutkaisten tuotteiden, kuten venetukien, veneiden, ulokesiipien, uuniputkien jne., valmistukseen.
Piikarbidikiekkoveneitäon myös hyvät kehitysnäkymät tulevaisuudessa. LPCVD-prosessista tai boorilaajenemisprosessista riippumatta kvartsiveneen käyttöikä on suhteellisen alhainen ja kvartsimateriaalin lämpölaajenemiskerroin on ristiriidassa piikarbidimateriaalin kanssa. Siksi piikarbidivenepitimen sovitusprosessissa korkeassa lämpötilassa on helppo syntyä poikkeamia, jotka johtavat tilanteeseen, jossa vene tärisee tai jopa rikkoutuu. Piikarbidivene käyttää yksiosaisen muovauksen ja kokonaiskäsittelyn prosessireittiä. Sen muoto- ja asentotoleranssivaatimukset ovat korkeat ja se toimii paremmin piikarbidivenetelineen kanssa. Lisäksi piikarbidilla on korkea lujuus, ja veneen todennäköisyys rikkoutua ihmisen törmäyksen seurauksena kuin kvartsivene.
Piikarbidikiekkovene
Uunin putki on uunin tärkein lämmönsiirtokomponentti, jolla on rooli tiivistymisessä ja tasaisessa lämmönsiirrossa. Kvartsiuuniputkiin verrattuna piikarbidiuuniputkilla on hyvä lämmönjohtavuus, tasainen kuumennus ja hyvä lämmönkestävyys, ja niiden käyttöikä on yli 5 kertaa kvartsiputkien käyttöikä.
Yhteenveto
Yleisesti ottaen piikarbidikeraamisilla materiaaleilla on enemmän etuja kuin kvartsimateriaaleilla tietyissä aurinkokennokentän osissa tuotteen suorituskyvyn tai käyttökustannusten suhteen. Piikarbidikeraamisten materiaalien käyttö aurinkosähköteollisuudessa on suuresti auttanut aurinkosähköyrityksiä vähentämään apumateriaalien investointikustannuksia ja parantamaan tuotteiden laatua ja kilpailukykyä. Tulevaisuudessa suurikokoisten piikarbidiuuniputkien, erittäin puhtaiden piikarbidiveneiden ja veneen tukien laajamittaisen käytön ja jatkuvan kustannusten alenemisen myötä piikarbidikeraamisten materiaalien käyttö aurinkokennojen alalla muuttuu avaintekijä valoenergian muuntamisen tehokkuuden parantamisessa ja teollisuuden kustannusten vähentämisessä aurinkosähkön tuotannon alalla, ja sillä on merkittävä vaikutus uuden aurinkosähkön kehitykseen.
Postitusaika: 05.11.2024