सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक: फोटोवोल्टिक क्वार्ट्ज घटकों का टर्मिनेटर

आज की दुनिया के निरंतर विकास के साथ, गैर-नवीकरणीय ऊर्जा तेजी से समाप्त होती जा रही है, और मानव समाज "हवा, प्रकाश, पानी और परमाणु" द्वारा प्रतिनिधित्व की जाने वाली नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने के लिए तेजी से जरूरी हो गया है। अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की तुलना में, मनुष्य के पास सौर ऊर्जा का उपयोग करने के लिए सबसे परिपक्व, सुरक्षित और विश्वसनीय तकनीक है। उनमें से, सब्सट्रेट के रूप में उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन वाला फोटोवोल्टिक सेल उद्योग बेहद तेजी से विकसित हुआ है। 2023 के अंत तक, मेरे देश की संचयी सौर फोटोवोल्टिक स्थापित क्षमता 250 गीगावाट से अधिक हो गई है, और फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन 266.3 बिलियन kWh तक पहुंच गया है, जो साल-दर-साल लगभग 30% की वृद्धि है, और नई जोड़ी गई बिजली उत्पादन क्षमता 78.42 मिलियन है किलोवाट, वर्ष-दर-वर्ष 154% की वृद्धि। जून के अंत तक, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की संचयी स्थापित क्षमता लगभग 470 मिलियन किलोवाट थी, जो कि मेरे देश में दूसरा सबसे बड़ा बिजली स्रोत बनने के लिए जलविद्युत को पीछे छोड़ चुकी है।

जबकि फोटोवोल्टिक उद्योग तेजी से विकसित हो रहा है, इसका समर्थन करने वाला नया सामग्री उद्योग भी तेजी से विकसित हो रहा है। क्वार्ट्ज घटक जैसेक्वार्ट्ज क्रूसिबल, क्वार्ट्ज नावें और क्वार्ट्ज बोतलें उनमें से हैं, जो फोटोवोल्टिक निर्माण प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन छड़ों और सिलिकॉन सिल्लियों के उत्पादन में पिघले हुए सिलिकॉन को रखने के लिए क्वार्ट्ज क्रूसिबल का उपयोग किया जाता है; क्वार्ट्ज नावें, ट्यूब, बोतलें, सफाई टैंक आदि सौर कोशिकाओं आदि के उत्पादन में प्रसार, सफाई और अन्य प्रक्रिया लिंक में एक सहायक कार्य करते हैं, जिससे सिलिकॉन सामग्री की शुद्धता और गुणवत्ता सुनिश्चित होती है।

फोटोवोल्टिक विनिर्माण के लिए क्वार्ट्ज घटकों के मुख्य अनुप्रयोग

सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की निर्माण प्रक्रिया में, सिलिकॉन वेफर्स को वेफर नाव पर रखा जाता है, और नाव को प्रसार, एलपीसीवीडी और अन्य थर्मल प्रक्रियाओं के लिए वेफर नाव समर्थन पर रखा जाता है, जबकि सिलिकॉन कार्बाइड ब्रैकट पैडल चलने के लिए प्रमुख लोडिंग घटक है हीटिंग भट्ठी के अंदर और बाहर सिलिकॉन वेफर्स ले जाने वाली नाव का समर्थन। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, सिलिकॉन कार्बाइड ब्रैकट पैडल सिलिकॉन वेफर और फर्नेस ट्यूब की सांद्रता सुनिश्चित कर सकता है, जिससे प्रसार और निष्क्रियता अधिक समान हो जाती है। साथ ही, यह उच्च तापमान पर प्रदूषण मुक्त और गैर-विकृत है, इसमें अच्छा थर्मल शॉक प्रतिरोध और बड़ी भार क्षमता है, और फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के क्षेत्र में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

प्रमुख बैटरी लोडिंग घटकों का योजनाबद्ध आरेख

नरम लैंडिंग प्रसार प्रक्रिया में, पारंपरिक क्वार्ट्ज नाव औरवेफर नावसमर्थन को सिलिकॉन वेफर को क्वार्ट्ज बोट सपोर्ट के साथ प्रसार भट्ठी में क्वार्ट्ज ट्यूब में डालने की आवश्यकता है। प्रत्येक प्रसार प्रक्रिया में, सिलिकॉन वेफर्स से भरी क्वार्ट्ज नाव का समर्थन सिलिकॉन कार्बाइड पैडल पर रखा जाता है। सिलिकॉन कार्बाइड पैडल क्वार्ट्ज ट्यूब में प्रवेश करने के बाद, पैडल क्वार्ट्ज बोट सपोर्ट और सिलिकॉन वेफर को नीचे रखने के लिए स्वचालित रूप से डूब जाता है, और फिर धीरे-धीरे मूल स्थान पर वापस चला जाता है। प्रत्येक प्रक्रिया के बाद, क्वार्ट्ज बोट सपोर्ट को हटाना होगासिलिकॉन कार्बाइड चप्पू. इस तरह के बार-बार संचालन से क्वार्ट्ज नाव का समर्थन लंबे समय तक खराब हो जाएगा। एक बार जब क्वार्ट्ज नाव का समर्थन टूट जाता है और टूट जाता है, तो संपूर्ण क्वार्ट्ज नाव का समर्थन सिलिकॉन कार्बाइड पैडल से गिर जाएगा, और फिर नीचे क्वार्ट्ज भागों, सिलिकॉन वेफर्स और सिलिकॉन कार्बाइड पैडल को नुकसान पहुंचाएगा। सिलिकॉन कार्बाइड पैडल महंगा है और इसकी मरम्मत नहीं की जा सकती। एक बार जब कोई दुर्घटना घट जाती है, तो इससे भारी संपत्ति का नुकसान होता है।

एलपीसीवीडी प्रक्रिया में, न केवल उपर्युक्त थर्मल तनाव की समस्याएं होंगी, बल्कि चूंकि एलपीसीवीडी प्रक्रिया के लिए सिलिकॉन वेफर से गुजरने के लिए सिलेन गैस की आवश्यकता होती है, दीर्घकालिक प्रक्रिया वेफर नाव समर्थन पर एक सिलिकॉन कोटिंग भी बनाएगी और वेफर नाव. लेपित सिलिकॉन और क्वार्ट्ज के थर्मल विस्तार गुणांक की असंगतता के कारण, नाव का समर्थन और नाव टूट जाएगी, और जीवन काल गंभीर रूप से कम हो जाएगा। एलपीसीवीडी प्रक्रिया में साधारण क्वार्ट्ज नौकाओं और नाव समर्थन का जीवन काल आमतौर पर केवल 2 से 3 महीने होता है। इसलिए, ऐसी दुर्घटनाओं से बचने के लिए नाव समर्थन की ताकत और सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए नाव समर्थन सामग्री में सुधार करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

संक्षेप में, जैसे-जैसे सौर कोशिकाओं के उत्पादन के दौरान प्रक्रिया का समय और संख्या बढ़ती है, क्वार्ट्ज नौकाओं और अन्य घटकों में छिपी हुई दरारें या यहां तक ​​कि टूटने का खतरा होता है। चीन में वर्तमान मुख्यधारा उत्पादन लाइनों में क्वार्ट्ज नौकाओं और क्वार्ट्ज ट्यूबों का जीवन लगभग 3-6 महीने है, और क्वार्ट्ज वाहक की सफाई, रखरखाव और प्रतिस्थापन के लिए उन्हें नियमित रूप से बंद करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, क्वार्ट्ज घटकों के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग की जाने वाली उच्च शुद्धता वाली क्वार्ट्ज रेत वर्तमान में तंग आपूर्ति और मांग की स्थिति में है, और कीमत लंबे समय से उच्च स्तर पर चल रही है, जो स्पष्ट रूप से उत्पादन में सुधार के लिए अनुकूल नहीं है। दक्षता और आर्थिक लाभ।

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक"आना"

अब, लोग कुछ क्वार्ट्ज घटकों-सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक को बदलने के लिए बेहतर प्रदर्शन वाली सामग्री लेकर आए हैं।

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक में अच्छी यांत्रिक शक्ति, थर्मल स्थिरता, उच्च तापमान प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, थर्मल शॉक प्रतिरोध और रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध होता है, और धातु विज्ञान, मशीनरी, नई ऊर्जा और निर्माण सामग्री और रसायनों जैसे गर्म क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका प्रदर्शन फोटोवोल्टिक विनिर्माण, एलपीसीवीडी (कम दबाव रासायनिक वाष्प जमाव), पीईसीवीडी (प्लाज्मा रासायनिक वाष्प जमाव) और अन्य थर्मल प्रक्रिया लिंक में टॉपकॉन कोशिकाओं के प्रसार के लिए भी पर्याप्त है।

एलपीसीवीडी सिलिकॉन कार्बाइड नाव समर्थन और बोरान-विस्तारित सिलिकॉन कार्बाइड नाव समर्थन

पारंपरिक क्वार्ट्ज सामग्री की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक सामग्री से बने नाव समर्थन, नाव और ट्यूब उत्पादों में उच्च शक्ति, बेहतर तापीय स्थिरता, उच्च तापमान पर कोई विरूपण नहीं होता है, और क्वार्ट्ज सामग्री की तुलना में 5 गुना से अधिक का जीवनकाल होता है, जो महत्वपूर्ण हो सकता है उपयोग की लागत और रखरखाव और डाउनटाइम के कारण होने वाली ऊर्जा की हानि को कम करें। लागत लाभ स्पष्ट है, और कच्चे माल का स्रोत व्यापक है।

उनमें से, प्रतिक्रिया सिंटरिंग सिलिकॉन कार्बाइड (आरबीएसआईसी) में कम सिंटरिंग तापमान, कम उत्पादन लागत, उच्च सामग्री घनत्व, और प्रतिक्रिया सिंटरिंग के दौरान लगभग कोई मात्रा संकोचन नहीं होता है। यह बड़े आकार और जटिल आकार के संरचनात्मक भागों की तैयारी के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। इसलिए, यह बड़े आकार और जटिल उत्पादों जैसे नाव समर्थन, नाव, ब्रैकट पैडल, फर्नेस ट्यूब इत्यादि के उत्पादन के लिए सबसे उपयुक्त है।

सिलिकॉन कार्बाइड वेफर नावेंभविष्य में भी विकास की काफी संभावनाएं हैं। एलपीसीवीडी प्रक्रिया या बोरॉन विस्तार प्रक्रिया के बावजूद, क्वार्ट्ज नाव का जीवन अपेक्षाकृत कम है, और क्वार्ट्ज सामग्री का थर्मल विस्तार गुणांक सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री के साथ असंगत है। इसलिए, उच्च तापमान पर सिलिकॉन कार्बाइड नाव धारक के साथ मिलान की प्रक्रिया में विचलन होना आसान है, जिससे नाव हिलने या यहां तक ​​कि नाव टूटने की स्थिति पैदा हो जाती है। सिलिकॉन कार्बाइड नाव एक-टुकड़ा मोल्डिंग और समग्र प्रसंस्करण की प्रक्रिया मार्ग को अपनाती है। इसके आकार और स्थिति सहनशीलता की आवश्यकताएं अधिक हैं, और यह सिलिकॉन कार्बाइड नाव धारक के साथ बेहतर सहयोग करता है। इसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड में उच्च शक्ति होती है, और क्वार्ट्ज नाव की तुलना में मानव टकराव के कारण नाव के टूटने की संभावना बहुत कम होती है।

सिलिकॉन कार्बाइड वेफर नाव

फर्नेस ट्यूब भट्ठी का मुख्य ताप हस्तांतरण घटक है, जो सीलिंग और समान ताप हस्तांतरण में भूमिका निभाता है। क्वार्ट्ज फर्नेस ट्यूबों की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड फर्नेस ट्यूबों में अच्छी थर्मल चालकता, समान हीटिंग और अच्छी थर्मल स्थिरता होती है, और उनका जीवन क्वार्ट्ज ट्यूबों की तुलना में 5 गुना अधिक होता है।

सारांश

सामान्य तौर पर, चाहे उत्पाद प्रदर्शन या उपयोग की लागत के संदर्भ में, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक सामग्री के सौर सेल क्षेत्र के कुछ पहलुओं में क्वार्ट्ज सामग्री की तुलना में अधिक फायदे हैं। फोटोवोल्टिक उद्योग में सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक सामग्रियों के अनुप्रयोग ने फोटोवोल्टिक कंपनियों को सहायक सामग्रियों की निवेश लागत को कम करने और उत्पाद की गुणवत्ता और प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने में काफी मदद की है। भविष्य में, बड़े आकार के सिलिकॉन कार्बाइड भट्ठी ट्यूबों, उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन कार्बाइड नौकाओं और नाव समर्थन के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग और लागत में निरंतर कमी के साथ, फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के क्षेत्र में सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक सामग्री का अनुप्रयोग बन जाएगा। प्रकाश ऊर्जा रूपांतरण की दक्षता में सुधार और फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के क्षेत्र में उद्योग की लागत को कम करने में एक महत्वपूर्ण कारक, और फोटोवोल्टिक नई ऊर्जा के विकास पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा।