მზის ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავება გახდა მსოფლიოში ყველაზე პერსპექტიული ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრია. პოლისილიციუმის და ამორფული სილიკონის მზის უჯრედებთან შედარებით, მონოკრისტალური სილიციუმი, როგორც ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების მასალა, აქვს ფოტოელექტრული კონვერტაციის მაღალი ეფექტურობა და გამორჩეული კომერციული უპირატესობები და გახდა მზის ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოების ძირითადი წყარო. ჩოხრალსკი (CZ) არის მონოკრისტალური სილიკონის მომზადების ერთ-ერთი მთავარი მეთოდი. Czochralski მონოკრისტალური ღუმელის შემადგენლობა მოიცავს ღუმელის სისტემას, ვაკუუმურ სისტემას, გაზის სისტემას, თერმული ველის სისტემას და ელექტრული კონტროლის სისტემას. თერმული ველის სისტემა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პირობაა მონოკრისტალური სილიციუმის ზრდისთვის, ხოლო მონოკრისტალური სილიციუმის ხარისხზე პირდაპირ გავლენას ახდენს თერმული ველის ტემპერატურული გრადიენტის განაწილება.
თერმული ველის კომპონენტები ძირითადად შედგება ნახშირბადის მასალებისგან (გრაფიტის მასალები და ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიციური მასალები), რომლებიც მათი ფუნქციების მიხედვით იყოფა დამხმარე ნაწილებად, ფუნქციურ ნაწილებად, გამათბობელ ელემენტებად, დამცავ ნაწილებად, თბოსაიზოლაციო მასალებად და ა.შ. ნაჩვენებია სურათზე 1. მონოკრისტალური სილიციუმის ზომის ზრდასთან ერთად იზრდება თერმული ველის კომპონენტების ზომის მოთხოვნები. ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური მასალები ხდება პირველი არჩევანი თერმული ველის მასალებისთვის მონოკრისტალური სილიკონისთვის მისი განზომილებიანი სტაბილურობისა და შესანიშნავი მექანიკური თვისებების გამო.
ცოხრალური მონოკრისტალური სილიკონის პროცესში, სილიციუმის მასალის დნობა წარმოქმნის სილიციუმის ორთქლს და გამდნარ სილიციუმის გაფრქვევას, რაც გამოიწვევს ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების სილიციფიკაციის ეროზიას და ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების მექანიკურ თვისებებსა და მომსახურების ხანგრძლივობას. სერიოზულად დაზარალდა. მაშასადამე, როგორ შევამციროთ ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების სილიციფიკაციის ეროზია და გავაუმჯობესოთ მათი მომსახურების ვადა, გახდა მონოკრისტალური სილიკონის მწარმოებლებისა და ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების მწარმოებლების ერთ-ერთი საერთო საზრუნავი.სილიციუმის კარბიდის საფარიიგი გახდა პირველი არჩევანი ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების ზედაპირის საფარის დაცვისთვის, მისი შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობისა და აცვიათ წინააღმდეგობის გამო.
ამ ნაშრომში, მონოკრისტალური სილიციუმის წარმოებაში გამოყენებული ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალებიდან დაწყებული, წარმოდგენილია სილიციუმის კარბიდის საფარის მომზადების ძირითადი მეთოდები, დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ამის საფუძველზე, ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალებში სილიციუმის კარბიდის საფარის გამოყენება და კვლევის პროგრესი განიხილება ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების მახასიათებლების მიხედვით და წინადადებები და განვითარების მიმართულებები ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების ზედაპირის საფარის დაცვის მიზნით. წინ წამოაყენებენ.
1 მომზადების ტექნოლოგიასილიციუმის კარბიდის საფარი
1.1 ჩანერგვის მეთოდი
ჩანერგვის მეთოდი ხშირად გამოიყენება სილიციუმის კარბიდის შიდა საფარის მოსამზადებლად C/C-sic კომპოზიტური მასალის სისტემაში. ეს მეთოდი ჯერ იყენებს შერეულ ფხვნილს ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური მასალის მოსახვევად და შემდეგ ატარებს თერმულ დამუშავებას გარკვეულ ტემპერატურაზე. შერეულ ფხვნილსა და ნიმუშის ზედაპირს შორის ხდება რთული ფიზიკურ-ქიმიური რეაქციების სერია, რათა წარმოიქმნას საფარი. მისი უპირატესობა ის არის, რომ პროცესი მარტივია, მხოლოდ ერთ პროცესს შეუძლია მკვრივი, ბზარების გარეშე მატრიცული კომპოზიციური მასალების მომზადება; მცირე ზომის ცვლილება პრეფორმიდან საბოლოო პროდუქტამდე; ვარგისი ნებისმიერი ბოჭკოვანი სტრუქტურისთვის; საფარსა და სუბსტრატს შორის შეიძლება ჩამოყალიბდეს კომპოზიციის გარკვეული გრადიენტი, რომელიც კარგად არის შერწყმული სუბსტრატთან. თუმცა, ასევე არსებობს უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა ქიმიური რეაქცია მაღალ ტემპერატურაზე, რამაც შეიძლება დააზიანოს ბოჭკო და ნახშირბადის/ნახშირბადის მატრიცის მექანიკური თვისებების დაქვეითება. საფარის ერთგვაროვნების კონტროლი ძნელია ისეთი ფაქტორების გამო, როგორიცაა გრავიტაცია, რაც საფარს არათანაბარ ხდის.
1.2 ნადუღის დაფარვის მეთოდი
Slurry საფარი მეთოდი არის შერევა საფარი მასალა და შემკვრელის შევიდა ნარევი, თანაბრად ფუნჯი ზედაპირზე მატრიცის, გაშრობის შემდეგ ინერტულ ატმოსფეროში, დაფარული ნიმუში აგლომერირებულია მაღალ ტემპერატურაზე და შეიძლება მიღებულ იქნას საჭირო საფარი. უპირატესობები ისაა, რომ პროცესი მარტივი და მარტივი საოპერაციოა, ხოლო საფარის სისქის კონტროლი მარტივია; მინუსი ის არის, რომ საფარსა და სუბსტრატს შორის არის ცუდი შემაკავშირებელი ძალა, ხოლო საფარის თერმული შოკის წინააღმდეგობა დაბალია, ხოლო საფარის ერთგვაროვნება დაბალია.
1.3 ქიმიური ორთქლის რეაქციის მეთოდი
ქიმიური ორთქლის რეაქციის (CVR) მეთოდი არის პროცესის მეთოდი, რომელიც აორთქლდება მყარი სილიციუმის მასალა სილიციუმის ორთქლში გარკვეულ ტემპერატურაზე, შემდეგ კი სილიციუმის ორთქლი დიფუზირდება მატრიცის შიდა და ზედაპირზე და რეაგირებს ადგილზე ნახშირბადთან მატრიცაში წარმოქმნის მიზნით. სილიციუმის კარბიდი. მისი უპირატესობები მოიცავს ღუმელში ერთგვაროვან ატმოსფეროს, რეაქციის თანმიმდევრულ სიჩქარეს და დაფარული მასალის დეპონირების სისქეს ყველგან; პროცესი მარტივი და მარტივი გამოსაყენებელია, ხოლო საფარის სისქე შეიძლება კონტროლდებოდეს სილიციუმის ორთქლის წნევის, დეპონირების დროისა და სხვა პარამეტრების შეცვლით. მინუსი არის ის, რომ ნიმუშზე დიდ გავლენას ახდენს ღუმელში არსებული პოზიცია და სილიციუმის ორთქლის წნევა ღუმელში ვერ აღწევს თეორიულ ერთგვაროვნებას, რაც იწვევს არათანაბარი საფარის სისქეს.
1.4 ქიმიური ორთქლის დეპონირების მეთოდი
ქიმიური ორთქლის დეპონირება (CVD) არის პროცესი, რომლის დროსაც ნახშირწყალბადები გამოიყენება როგორც გაზის წყარო და მაღალი სისუფთავის N2/Ar, როგორც გადამზიდავი აირი, შერეული გაზების შეყვანისთვის ქიმიურ ორთქლის რეაქტორში, ხოლო ნახშირწყალბადები იშლება, სინთეზირდება, დიფუზირდება, ადსორბირებულია და იხსნება. გარკვეული ტემპერატურა და წნევა ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური მასალების ზედაპირზე მყარი ფილმების წარმოქმნის მიზნით. მისი უპირატესობა ის არის, რომ საფარის სიმკვრივისა და სისუფთავის კონტროლი შესაძლებელია; ასევე შესაფერისია უფრო რთული ფორმის სამუშაო ნაწილისათვის; პროდუქტის ბროლის სტრუქტურა და ზედაპირის მორფოლოგია შეიძლება კონტროლდებოდეს დეპონირების პარამეტრების რეგულირებით. ნაკლოვანებები არის ის, რომ დეპონირების მაჩვენებელი ძალიან დაბალია, პროცესი რთულია, წარმოების ღირებულება მაღალია და შეიძლება იყოს საფარის დეფექტები, როგორიცაა ბზარები, ბადის დეფექტები და ზედაპირის დეფექტები.
შეჯამებით, ჩანერგვის მეთოდი შემოიფარგლება მისი ტექნოლოგიური მახასიათებლებით, რაც შესაფერისია ლაბორატორიული და მცირე ზომის მასალების შემუშავებისა და წარმოებისთვის; დაფარვის მეთოდი არ არის შესაფერისი მასობრივი წარმოებისთვის მისი ცუდი კონსისტენციის გამო. CVR მეთოდს შეუძლია დააკმაყოფილოს დიდი ზომის პროდუქტების მასობრივი წარმოება, მაგრამ მას აქვს უფრო მაღალი მოთხოვნები აღჭურვილობასა და ტექნოლოგიაზე. CVD მეთოდი მომზადების იდეალური მეთოდიაSIC საფარი, მაგრამ მისი ღირებულება უფრო მაღალია ვიდრე CVR მეთოდი პროცესის კონტროლის სირთულის გამო.
გამოქვეყნების დრო: თებ-22-2024