સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ: ફોટોવોલ્ટેઇક ક્વાર્ટઝ ઘટકોનું ટર્મિનેટર

આજના વિશ્વના સતત વિકાસ સાથે, બિન-નવીનીકરણીય ઊર્જા વધુને વધુ ખલાસ થઈ રહી છે, અને માનવ સમાજ "પવન, પ્રકાશ, પાણી અને પરમાણુ" દ્વારા રજૂ થતી નવીનીકરણીય ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે વધુને વધુ તાકીદ કરી રહ્યો છે. અન્ય નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતોની તુલનામાં, સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે મનુષ્ય પાસે સૌથી વધુ પરિપક્વ, સલામત અને વિશ્વસનીય ટેકનોલોજી છે. તેમાંથી, સબસ્ટ્રેટ તરીકે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન સાથે ફોટોવોલ્ટેઇક સેલ ઉદ્યોગ અત્યંત ઝડપથી વિકસિત થયો છે. 2023 ના અંત સુધીમાં, મારા દેશની સંચિત સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક સ્થાપિત ક્ષમતા 250 ગીગાવોટને વટાવી ગઈ છે, અને ફોટોવોલ્ટેઇક વીજ ઉત્પાદન 266.3 બિલિયન kWh સુધી પહોંચી ગયું છે, જે વાર્ષિક ધોરણે લગભગ 30% નો વધારો છે, અને નવી ઉમેરવામાં આવેલી વીજ ઉત્પાદન ક્ષમતા 78.42 મિલિયન છે. કિલોવોટ, વાર્ષિક ધોરણે 154% નો વધારો. જૂનના અંત સુધીમાં, ફોટોવોલ્ટેઇક વીજ ઉત્પાદનની સંચિત સ્થાપિત ક્ષમતા લગભગ 470 મિલિયન કિલોવોટ હતી, જે મારા દેશમાં બીજા સૌથી મોટા પાવર સ્ત્રોત બનવા માટે હાઇડ્રોપાવરને વટાવી ગઈ છે.

જ્યારે ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ ઝડપથી વિકાસ કરી રહ્યો છે, ત્યારે તેને ટેકો આપતો નવો સામગ્રી ઉદ્યોગ પણ ઝડપથી વિકાસ કરી રહ્યો છે. ક્વાર્ટઝ ઘટકો જેમ કેક્વાર્ટઝ ક્રુસિબલ્સ, ક્વાર્ટઝ બોટ અને ક્વાર્ટઝ બોટલ તેમાંના છે, જે ફોટોવોલ્ટેઇક ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વાર્ટઝ ક્રુસિબલ્સનો ઉપયોગ સિલિકોન સળિયા અને સિલિકોન ઇંગોટ્સના ઉત્પાદનમાં પીગળેલા સિલિકોનને પકડી રાખવા માટે થાય છે; ક્વાર્ટઝ બોટ, ટ્યુબ, બોટલ, ક્લિનિંગ ટાંકી વગેરે સૌર કોષો વગેરેના ઉત્પાદનમાં પ્રસરણ, સફાઈ અને અન્ય પ્રક્રિયા લિંક્સમાં બેરિંગ ફંક્શન ભજવે છે, સિલિકોન સામગ્રીની શુદ્ધતા અને ગુણવત્તાની ખાતરી કરે છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉત્પાદન માટે ક્વાર્ટઝ ઘટકોની મુખ્ય એપ્લિકેશન

સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, સિલિકોન વેફરને વેફર બોટ પર મૂકવામાં આવે છે, અને હોડીને પ્રસરણ, એલપીસીવીડી અને અન્ય થર્મલ પ્રક્રિયાઓ માટે વેફર બોટ સપોર્ટ પર મૂકવામાં આવે છે, જ્યારે સિલિકોન કાર્બાઇડ કેન્ટીલીવર પેડલ ખસેડવા માટે મુખ્ય લોડિંગ ઘટક છે. હીટિંગમાં અને બહાર સિલિકોન વેફર વહન કરતી બોટ સપોર્ટ ભઠ્ઠી નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, સિલિકોન કાર્બાઇડ કેન્ટીલીવર પેડલ સિલિકોન વેફર અને ફર્નેસ ટ્યુબની એકાગ્રતાને સુનિશ્ચિત કરી શકે છે, જેનાથી પ્રસરણ અને નિષ્ક્રિયતા વધુ એકરૂપ બને છે. તે જ સમયે, તે પ્રદૂષણ-મુક્ત છે અને ઊંચા તાપમાને બિન-વિકૃત છે, સારી થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને મોટી લોડ ક્ષમતા ધરાવે છે, અને ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોના ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

કી બેટરી લોડિંગ ઘટકોની યોજનાકીય રેખાકૃતિ

સોફ્ટ લેન્ડિંગ પ્રસરણ પ્રક્રિયામાં, પરંપરાગત ક્વાર્ટઝ બોટ અનેવેફર બોટઆધારને પ્રસરણ ભઠ્ઠીમાં ક્વાર્ટઝ ટ્યુબમાં ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટ સાથે સિલિકોન વેફર મૂકવાની જરૂર છે. દરેક પ્રસરણ પ્રક્રિયામાં, સિલિકોન વેફર્સથી ભરેલી ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટને સિલિકોન કાર્બાઇડ પેડલ પર મૂકવામાં આવે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ પૅડલ ક્વાર્ટઝ ટ્યુબમાં પ્રવેશ્યા પછી, ચપ્પુ ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટ અને સિલિકોન વેફરને નીચે મૂકવા માટે આપમેળે ડૂબી જાય છે, અને પછી ધીમે ધીમે મૂળ તરફ પાછા ફરે છે. દરેક પ્રક્રિયા પછી, ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટને માંથી દૂર કરવાની જરૂર છેસિલિકોન કાર્બાઇડ પેડલ. આવા વારંવારના ઓપરેશનને કારણે લાંબા સમય સુધી ક્વાર્ટઝ બોટનો આધાર ખતમ થઈ જશે. એકવાર ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટમાં તિરાડો પડી જાય અને તૂટી જાય, ત્યારે આખો ક્વાર્ટઝ બોટ સપોર્ટ સિલિકોન કાર્બાઇડ પેડલ પરથી પડી જશે, અને પછી ક્વાર્ટઝના ભાગો, સિલિકોન વેફર્સ અને સિલિકોન કાર્બાઇડ પેડલ્સને નુકસાન કરશે. સિલિકોન કાર્બાઈડ પેડલ મોંઘા છે અને તેને રિપેર કરી શકાતું નથી. એકવાર અકસ્માત થાય તો તે મોટી મિલકતને નુકસાન પહોંચાડે છે.

LPCVD પ્રક્રિયામાં, માત્ર ઉપરોક્ત થર્મલ સ્ટ્રેસ સમસ્યાઓ જ ઉદ્ભવશે નહીં, પરંતુ LPCVD પ્રક્રિયાને સિલિકોન વેફરમાંથી પસાર થવા માટે સિલેન ગેસની જરૂર હોવાથી, લાંબા ગાળાની પ્રક્રિયા વેફર બોટ સપોર્ટ પર સિલિકોન કોટિંગ પણ બનાવશે અને વેફર બોટ. કોટેડ સિલિકોન અને ક્વાર્ટઝના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકની અસંગતતાને લીધે, બોટ સપોર્ટ અને બોટમાં તિરાડ પડી જશે, અને આયુષ્ય ગંભીર રીતે ઘટશે. LPCVD પ્રક્રિયામાં સામાન્ય ક્વાર્ટઝ બોટ અને બોટ સપોર્ટનો આયુષ્ય સામાન્ય રીતે માત્ર 2 થી 3 મહિનાનો હોય છે. તેથી, આવા અકસ્માતોને ટાળવા માટે બોટ સપોર્ટની મજબૂતાઈ અને સર્વિસ લાઈફ વધારવા માટે બોટ સપોર્ટ મટિરિયલમાં સુધારો કરવો ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે.

ટૂંકમાં, જેમ જેમ સૌર કોષોના ઉત્પાદન દરમિયાન પ્રક્રિયાનો સમય અને સંખ્યા વધે છે, ક્વાર્ટઝ બોટ અને અન્ય ઘટકો છુપાયેલા તિરાડો અથવા તો તૂટી જવાની સંભાવના ધરાવે છે. ચાઇનામાં વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહની ઉત્પાદન લાઇનમાં ક્વાર્ટઝ બોટ અને ક્વાર્ટઝ ટ્યુબનું જીવન લગભગ 3-6 મહિના છે, અને ક્વાર્ટઝ કેરિયર્સની સફાઈ, જાળવણી અને રિપ્લેસમેન્ટ માટે તેને નિયમિતપણે બંધ કરવાની જરૂર છે. તદુપરાંત, ક્વાર્ટઝ ઘટકો માટે કાચા માલ તરીકે વપરાતી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ક્વાર્ટઝ રેતી હાલમાં ચુસ્ત પુરવઠા અને માંગની સ્થિતિમાં છે, અને કિંમત લાંબા સમયથી ઉચ્ચ સ્તરે ચાલી રહી છે, જે દેખીતી રીતે ઉત્પાદનમાં સુધારો કરવા માટે અનુકૂળ નથી. કાર્યક્ષમતા અને આર્થિક લાભ.

સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ"બતાવો"

હવે, લોકો કેટલાક ક્વાર્ટઝ ઘટકો - સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સને બદલવા માટે વધુ સારી કામગીરી સાથે સામગ્રી સાથે આવ્યા છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ સારી યાંત્રિક શક્તિ, થર્મલ સ્થિરતા, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને ધાતુશાસ્ત્ર, મશીનરી, નવી ઊર્જા અને મકાન સામગ્રી અને રસાયણો જેવા ગરમ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ફોટોવોલ્ટેઇક ઉત્પાદન, LPCVD (નીચા દબાણવાળા રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન), PECVD (પ્લાઝ્મા રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન) અને અન્ય થર્મલ પ્રક્રિયા લિંક્સમાં TOPcon કોષોના પ્રસાર માટે પણ તેનું પ્રદર્શન પૂરતું છે.

LPCVD સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ સપોર્ટ અને બોરોન-વિસ્તૃત સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ સપોર્ટ

પરંપરાગત ક્વાર્ટઝ સામગ્રીની તુલનામાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક સામગ્રીથી બનેલા બોટ સપોર્ટ, બોટ અને ટ્યુબ ઉત્પાદનોમાં ઉચ્ચ શક્તિ, વધુ સારી થર્મલ સ્થિરતા, ઊંચા તાપમાને કોઈ વિકૃતિ નથી અને ક્વાર્ટઝ સામગ્રી કરતાં 5 ગણા કરતાં વધુનું જીવનકાળ છે, જે નોંધપાત્ર રીતે કરી શકે છે. ઉપયોગની કિંમત અને જાળવણી અને ડાઉનટાઇમને કારણે થતી ઊર્જાની ખોટ ઘટાડે છે. ખર્ચ લાભ સ્પષ્ટ છે, અને કાચા માલનો સ્ત્રોત વિશાળ છે.

તેમાંથી, રિએક્શન સિન્ટર્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ (RBSiC) નીચા સિન્ટરિંગ તાપમાન, ઓછી ઉત્પાદન કિંમત, ઉચ્ચ સામગ્રી ઘનતા અને પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ દરમિયાન લગભગ કોઈ વોલ્યુમ સંકોચન નથી. તે ખાસ કરીને મોટા કદના અને જટિલ આકારના માળખાકીય ભાગોની તૈયારી માટે યોગ્ય છે. તેથી, તે મોટા કદના અને જટિલ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે સૌથી યોગ્ય છે જેમ કે બોટ સપોર્ટ, બોટ, કેન્ટીલીવર પેડલ્સ, ફર્નેસ ટ્યુબ વગેરે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર બોટભવિષ્યમાં પણ વિકાસની મોટી સંભાવનાઓ છે. LPCVD પ્રક્રિયા અથવા બોરોન વિસ્તરણ પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ક્વાર્ટઝ બોટનું જીવન પ્રમાણમાં ઓછું છે, અને ક્વાર્ટઝ સામગ્રીનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક સિલિકોન કાર્બાઇડ સામગ્રી સાથે અસંગત છે. તેથી, ઊંચા તાપમાને સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ ધારક સાથે મેચિંગની પ્રક્રિયામાં વિચલનો થવું સરળ છે, જે બોટને હલાવવાની અથવા તો બોટ તોડવાની પરિસ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ વન-પીસ મોલ્ડિંગ અને એકંદર પ્રક્રિયાના પ્રક્રિયા માર્ગને અપનાવે છે. તેના આકાર અને સ્થિતિ સહિષ્ણુતા જરૂરિયાતો ઊંચી છે, અને તે સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ ધારક સાથે વધુ સારી રીતે સહકાર આપે છે. આ ઉપરાંત, સિલિકોન કાર્બાઇડમાં ઉચ્ચ શક્તિ હોય છે, અને ક્વાર્ટઝ બોટ કરતાં માનવ અથડામણને કારણે બોટ તૂટવાની શક્યતા ઘણી ઓછી હોય છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર બોટ

ફર્નેસ ટ્યુબ એ ભઠ્ઠીનું મુખ્ય હીટ ટ્રાન્સફર ઘટક છે, જે સીલિંગ અને સમાન હીટ ટ્રાન્સફરમાં ભૂમિકા ભજવે છે. ક્વાર્ટઝ ફર્નેસ ટ્યુબની તુલનામાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ ફર્નેસ ટ્યુબમાં સારી થર્મલ વાહકતા, સમાન ગરમી અને સારી થર્મલ સ્થિરતા હોય છે, અને તેનું જીવન ક્વાર્ટઝ ટ્યુબ કરતા 5 ગણું વધુ હોય છે.

સારાંશ

સામાન્ય રીતે, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અથવા ઉપયોગની કિંમતના સંદર્ભમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક સામગ્રીઓ સોલાર સેલ ક્ષેત્રના અમુક પાસાઓમાં ક્વાર્ટઝ સામગ્રી કરતાં વધુ ફાયદા ધરાવે છે. ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક મટિરિયલના ઉપયોગથી ફોટોવોલ્ટેઇક કંપનીઓને સહાયક સામગ્રીના રોકાણ ખર્ચમાં ઘટાડો કરવામાં અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને સ્પર્ધાત્મકતા સુધારવામાં ઘણી મદદ મળી છે. ભવિષ્યમાં, મોટા કદની સિલિકોન કાર્બાઇડ ફર્નેસ ટ્યુબ, ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન કાર્બાઇડ બોટ અને બોટ સપોર્ટના મોટા પાયે ઉપયોગ અને ખર્ચમાં સતત ઘટાડો સાથે, ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોના ક્ષેત્રમાં સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક સામગ્રીનો ઉપયોગ વધશે. પ્રકાશ ઉર્જા રૂપાંતરણની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા અને ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્રે ઉદ્યોગ ખર્ચ ઘટાડવાનું મુખ્ય પરિબળ વીજ ઉત્પાદન, અને ફોટોવોલ્ટેઇક નવી ઊર્જાના વિકાસ પર મહત્વપૂર્ણ અસર પડશે.