Արևային ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրությունը դարձել է աշխարհի ամենահեռանկարային նոր էներգետիկ արդյունաբերությունը: Համեմատած պոլիսիլիկոնի և ամորֆ սիլիցիումի արևային բջիջների հետ՝ միաբյուրեղ սիլիցիումը, որպես ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության նյութ, ունի ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման բարձր արդյունավետություն և ակնառու առևտրային առավելություններ և դարձել է արևային ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության հիմնական հոսքը: Չոխրալսկին (CZ) մոնոբյուրեղային սիլիցիումի պատրաստման հիմնական մեթոդներից մեկն է: Czochralski միաբյուրեղային վառարանի կազմը ներառում է վառարանային համակարգ, վակուումային համակարգ, գազային համակարգ, ջերմային դաշտի համակարգ և էլեկտրական կառավարման համակարգ: Ջերմային դաշտի համակարգը միաբյուրեղ սիլիցիումի աճի կարևորագույն պայմաններից մեկն է, իսկ մոնոբյուրեղային սիլիցիումի որակի վրա ուղղակիորեն ազդում է ջերմային դաշտի ջերմաստիճանի գրադիենտ բաշխումը։
Ջերմային դաշտի բաղադրիչները հիմնականում կազմված են ածխածնային նյութերից (գրաֆիտային նյութեր և ածխածնային/ածխածնային կոմպոզիտային նյութեր), որոնք ըստ իրենց ֆունկցիաների բաժանվում են օժանդակ մասերի, ֆունկցիոնալ մասերի, ջեռուցման տարրերի, պաշտպանիչ մասերի, ջերմամեկուսիչ նյութերի և այլն։ ցույց է տրված Նկար 1-ում: Քանի որ մոնոբյուրեղային սիլիցիումի չափերը շարունակում են աճել, ջերմային դաշտի բաղադրիչների չափի պահանջները նույնպես մեծանում են: Ածխածին/ածխածին կոմպոզիտային նյութերը դառնում են առաջին ընտրությունը մոնոբյուրեղային սիլիցիումի ջերմային դաշտի նյութերի համար՝ շնորհիվ իր ծավալային կայունության և գերազանց մեխանիկական հատկությունների:
Czochralcian monocrystalline սիլիցիումի գործընթացում սիլիցիումի նյութի հալման արդյունքում առաջանում է սիլիցիումի գոլորշի և հալված սիլիցիումի շաղ տալ, ինչը հանգեցնում է ածխածնի/ածխածնի ջերմային դաշտի նյութերի սիլիկացման էրոզիայի և ածխածնի/ածխածնի ջերմային դաշտի նյութերի մեխանիկական հատկությունների և ծառայության ժամկետի: լրջորեն ազդել. Հետևաբար, ինչպես նվազեցնել ածխածնի/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերի սիլիկացման էրոզիան և բարելավել դրանց ծառայության ժամկետը, դարձել է մոնոբյուրեղային սիլիցիում արտադրողների և ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութեր արտադրողների ընդհանուր մտահոգություններից մեկը:Սիլիցիումի կարբիդի ծածկույթդարձել է առաջին ընտրությունը ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերի մակերեսային ծածկույթի պաշտպանության համար՝ շնորհիվ իր գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրության և մաշվածության դիմադրության:
Այս հոդվածում, սկսած ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերից, որոնք օգտագործվում են միաբյուրեղ սիլիցիումի արտադրության մեջ, ներկայացվում են սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթի պատրաստման հիմնական մեթոդները, առավելություններն ու թերությունները: Այս հիման վրա, ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերում սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթի կիրառումը և հետազոտության առաջընթացը վերանայվում են՝ համաձայն ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերի բնութագրերի, ինչպես նաև առաջարկությունների և զարգացման ուղղությունների՝ ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերի մակերեսային ծածկույթի պաշտպանության համար։ առաջ են քաշվում.
1-ի պատրաստման տեխնոլոգիասիլիցիումի կարբիդի ծածկույթ
1.1 Ներկառուցման մեթոդ
Ներկառուցման մեթոդը հաճախ օգտագործվում է C/C-sic կոմպոզիտային նյութերի համակարգում սիլիցիումի կարբիդի ներքին ծածկույթը պատրաստելու համար: Այս մեթոդը սկզբում օգտագործում է խառը փոշի՝ ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային նյութը փաթաթելու համար, այնուհետև ջերմային բուժում է կատարում որոշակի ջերմաստիճանում: Խառը փոշու և նմուշի մակերևույթի միջև տեղի են ունենում մի շարք բարդ ֆիզիկա-քիմիական ռեակցիաներ՝ ծածկույթի ձևավորման համար: Դրա առավելությունն այն է, որ գործընթացը պարզ է, միայն մեկ պրոցեսը կարող է պատրաստել խիտ, առանց ճաքերի մատրիցային կոմպոզիտային նյութեր. Փոքր չափի փոփոխություն նախամշակումից մինչև վերջնական արտադրանք; Հարմար է ցանկացած մանրաթելային ամրացված կառուցվածքի համար; Ծածկույթի և ենթաշերտի միջև կարող է ձևավորվել որոշակի կոմպոզիցիայի գրադիենտ, որը լավ համակցված է սուբստրատի հետ: Այնուամենայնիվ, կան նաև թերություններ, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանում քիմիական ռեակցիան, որը կարող է վնասել մանրաթելին, և ածխածնի/ածխածնի մատրիցայի մեխանիկական հատկությունները նվազում են: Ծածկույթի միատեսակությունը դժվար է վերահսկել այնպիսի գործոնների պատճառով, ինչպիսիք են գրավիտացիան, որը ծածկույթը դարձնում է անհավասար:
1.2 Լրացուցիչ ծածկույթի մեթոդ
Լոլիկ ծածկույթի մեթոդը ծածկույթի նյութը և կապող նյութը խառնելն է խառնուրդի մեջ, հավասարաչափ քսել մատրիցայի մակերևույթին, իներտ մթնոլորտում չորացնելուց հետո պատված նմուշը թրծվում է բարձր ջերմաստիճանում և կարելի է ստանալ անհրաժեշտ ծածկույթը: Առավելություններն այն են, որ գործընթացը պարզ և հեշտ է գործել, իսկ ծածկույթի հաստությունը հեշտ է վերահսկել; Թերությունն այն է, որ ծածկույթի և ենթաշերտի միջև վատ կապող ուժ կա, իսկ ծածկույթի ջերմային ցնցումների դիմադրությունը վատ է, իսկ ծածկույթի միատեսակությունը՝ ցածր:
1.3 Քիմիական գոլորշիների ռեակցիայի մեթոդ
Քիմիական գոլորշիների ռեակցիայի (CVR) մեթոդը գործընթացի մեթոդ է, որը գոլորշիացնում է պինդ սիլիցիումի նյութը սիլիցիումի գոլորշու մեջ որոշակի ջերմաստիճանում, այնուհետև սիլիցիումի գոլորշին ցրվում է մատրիցայի ներսի և մակերևույթի մեջ և տեղում արձագանքում ածխածնի հետ մատրիցում՝ առաջացնելով: սիլիցիումի կարբիդ: Դրա առավելությունները ներառում են վառարանում միատեսակ մթնոլորտ, հետևողական ռեակցիայի արագություն և ամենուր ծածկված նյութի նստվածքի հաստությունը. Գործընթացը պարզ և հեշտ է գործել, և ծածկույթի հաստությունը կարելի է վերահսկել՝ փոխելով սիլիցիումի գոլորշիների ճնշումը, նստեցման ժամանակը և այլ պարամետրերը: Թերությունն այն է, որ նմուշի վրա մեծապես ազդում է վառարանի դիրքը, և վառարանում սիլիցիումի գոլորշու ճնշումը չի կարող հասնել տեսական միատեսակության, ինչի հետևանքով ծածկույթի հաստությունը անհավասար է:
1.4 Քիմիական գոլորշիների նստեցման մեթոդ
Քիմիական գոլորշիների նստեցումը (CVD) մի գործընթաց է, որի ժամանակ ածխաջրածիններն օգտագործվում են որպես գազի աղբյուր, իսկ բարձր մաքրության N2/Ar՝ որպես կրող գազ՝ խառն գազերը քիմիական գոլորշիների ռեակտոր ներմուծելու համար, իսկ ածխաջրածինները քայքայվում են, սինթեզվում, ցրվում, կլանվում և լուծվում են: որոշակի ջերմաստիճան և ճնշում՝ ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային նյութերի մակերեսի վրա պինդ թաղանթներ ձևավորելու համար: Դրա առավելությունն այն է, որ ծածկույթի խտությունը և մաքրությունը կարելի է վերահսկել. Հարմար է նաև ավելի բարդ ձևով մշակման համար. Արտադրանքի բյուրեղային կառուցվածքը և մակերևույթի մորֆոլոգիան կարելի է վերահսկել նստվածքի պարամետրերը կարգավորելու միջոցով: Թերությունները այն են, որ նստեցման արագությունը չափազանց ցածր է, գործընթացը բարդ է, արտադրության արժեքը բարձր է, և կարող են լինել ծածկույթի թերություններ, ինչպիսիք են ճաքերը, ցանցի թերությունները և մակերեսային թերությունները:
Ամփոփելով, ներդրման մեթոդը սահմանափակվում է իր տեխնոլոգիական բնութագրերով, որը հարմար է լաբորատոր և փոքր չափի նյութերի մշակման և արտադրության համար. Ծածկույթի մեթոդը հարմար չէ զանգվածային արտադրության համար, քանի որ դրա վատ հետևողականությունը: CVR մեթոդը կարող է բավարարել մեծ չափսի արտադրանքի զանգվածային արտադրությունը, սակայն այն ունի ավելի բարձր պահանջներ սարքավորումների և տեխնոլոգիայի համար: CVD մեթոդը պատրաստման իդեալական մեթոդ էSIC ծածկույթ, բայց դրա արժեքը ավելի բարձր է, քան CVR մեթոդը գործընթացի վերահսկման դժվարության պատճառով:
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-22-2024