De Wuesstumsprozess vu monokristallinem Silizium gëtt komplett am thermesche Feld duerchgefouert. E gutt thermescht Feld ass förderlech fir d'Qualitéit vun de Kristalle ze verbesseren an huet eng méi héich Kristalliséierungseffizienz. Den Design vum thermesche Feld bestëmmt gréisstendeels d'Verännerungen vun Temperaturgradienten am dynamesche thermesche Feld an de Flux vum Gas an der Schmelzkammer. Den Ënnerscheed an de Materialien, déi am thermesche Feld benotzt ginn, bestëmmt direkt d'Liewensdauer vum thermesche Feld. En onverständlechen thermescht Feld ass net nëmme schwéier fir Kristalle ze wuessen déi Qualitéitsufuerderunge entspriechen, awer och net komplett monokristallin ënner bestëmmte Prozessfuerderunge wuessen. Dofir betruecht d'direct-pull monokristallin Siliziumindustrie thermesch Felddesign als déi meescht Kärtechnologie an investéiert enorm Mannkraaft a Materialressourcen an thermesch Feldfuerschung an Entwécklung.
Den thermesche System besteet aus verschiddene thermesche Feldmaterialien. Mir presentéieren nëmme kuerz d'Materialien déi am thermesche Feld benotzt ginn. Wat d'Temperaturverdeelung am thermesche Feld ugeet an hiren Impakt op d'Kristallzuch, wäerte mir et hei net analyséieren. D'thermesch Feldmaterial bezitt sech op d'Struktur an d'thermesch Isolatiounsdeel an der Vakuumofenkammer vum Kristallwachstum, wat essentiell ass fir eng entspriechend Temperaturverdeelung ronderëm d'Hallefueder Schmelz a Kristall ze kreéieren.
1. Thermesch Feld Struktur Material
D'Basis-Ënnerstëtzungsmaterial fir d'Direct-Pull-Methode fir monokristallin Silizium z'erhéijen ass héich Puritéit Graphit. Graphitmaterial spillt eng ganz wichteg Roll an der moderner Industrie. Si kënnen als Hëtztfeld strukturell Komponente benotzt ginn wéi zHeizungen, Guide Roueren, Crucibles, Isolatiounsröhren, Kruegelbecher, asw.
Graphite Materialienginn ausgewielt well se einfach a grousse Volumen ze preparéieren, kënne veraarbecht ginn a si resistent géint héich Temperaturen. Kuelestoff a Form vun Diamant oder Grafit huet e méi héije Schmelzpunkt wéi all Element oder Verbindung. Graphitmaterialien sinn zimlech staark, besonnesch bei héijen Temperaturen, an hir elektresch an thermesch Konduktivitéit ass och zimlech gutt. Seng elektresch Konduktivitéit mécht et gëeegent als engHeizungMaterial. Et huet en zefriddestellend thermesch Konduktivitéitskoeffizient, wat et erlaabt datt d'Hëtzt, déi vum Heizung generéiert gëtt, gleichméisseg an d'Kraaft an aner Deeler vum Wärmefeld verdeelt ginn. Wéi och ëmmer, bei héijen Temperaturen, besonnesch iwwer laang Distanzen, ass den Haapt Wärmetransfermodus Stralung.
Graphitdeeler ginn ufanks aus feine Kuelestoffpartikelen gemëscht mat engem Bindemëttel a geformt duerch Extrusioun oder isostatesch Pressen. Héichqualitativ Graphitdeeler ginn normalerweis isostatesch gedréckt. Dat ganzt Stéck gëtt als éischt karboniséiert an duerno bei ganz héijen Temperaturen, no bei 3000°C, grafitiséiert. D'Deeler, déi aus dëse ganze Stécker veraarbecht ginn, ginn normalerweis an enger chlorhalter Atmosphär bei héijen Temperaturen gereinegt fir Metallkontaminatioun ze entfernen fir den Ufuerderunge vun der Hallefleitindustrie z'erreechen. Wéi och ëmmer, och no der korrekter Reinigung, ass den Niveau vun der Metallkontaminatioun e puer Uerderen vun der Gréisst méi héich wéi dat erlaabt fir Silizium monokristallin Materialien. Dofir muss suergfälteg am thermesche Felddesign geholl ginn fir datt d'Kontaminatioun vun dëse Komponenten an d'Schmelz- oder Kristalloberfläche kënnt.
Graphitmaterialien si liicht permeabel, wat et einfach mécht fir de verbleiwen Metal dobannen op d'Uewerfläch z'erreechen. Zousätzlech kann de Siliziummonoxid, deen am Spuergas ronderëm d'Graphit-Uewerfläch präsent ass, an déi meescht Materialien penetréieren a reagéieren.
Fréier monokristallin Siliziumofenheizungen goufen aus refractaire Metalle wéi Wolfram a Molybdän gemaach. Mat der Erhéijung vun der Reife vu Graphitveraarbechtungstechnologie sinn d'elektresch Eegeschafte vun der Verbindung tëscht Graphitkomponenten stabil ginn, a monokristallin Siliziumofenheizungen hunn Wolfram, Molybdän an aner Materialheizungen komplett ersat. Am Moment ass dat meescht benotzt Graphitmaterial isostatescht Grafit. D'isostatesch Graphitpräparatiounstechnologie vu mengem Land ass relativ zréck, an déi meescht vun de Graphitmaterialien, déi an der Hausfotovoltaikindustrie benotzt ginn, ginn aus dem Ausland importéiert. Auslännesch isostatesch graphite Hiersteller haaptsächlech Däitschland d'SGL, Japan d'Tokai Carbon, Japan d'Toyo Tanso, etc.. An Czochralski monocrystalline Silicon Schmelzhäre, C / C Composite Materialien sinn heiansdo benotzt, a si hunn ugefaang benotzt gin Bolzen ze Fabrikatioun, Nëss, crucibles, Laascht Placke an aner Komponenten. Kuelestoff / Kuelestoff (C / C) Komposite si Kuelestofffaser verstäerkt Kuelestoff-baséiert Komposite mat enger Serie vun exzellenten Eegeschafte wéi héich spezifesch Kraaft, héije spezifesche Modul, nidderegen thermesche Expansiounskoeffizient, gutt elektresch Konduktivitéit, héich Frakturzähegkeet, niddereg spezifesch Schwéierkraaft, thermesch Schock Resistenz, corrosion Resistenz, an héich Temperatur Resistenz. Am Moment gi se wäit an der Raumfaart, Rennen, Biomaterialien an aner Felder benotzt als nei héich-Temperature-resistente strukturelle Materialien. Am Moment sinn d'Haaptkäschten, déi vun Haushalter C/C Komposite begéint sinn, nach ëmmer Käschten an Industrialiséierungsprobleemer.
Et gi vill aner Materialien déi benotzt gi fir thermesch Felder ze maachen. Kuelestofffaser verstäerkt Grafit huet besser mechanesch Eegeschaften; mee et ass méi deier an huet aner Ufuerderunge fir Design.Siliciumcarbid (SiC)ass e bessert Material wéi Grafit a ville Aspekter, awer et ass vill méi deier a schwéier fir grouss Volumen Deeler ze preparéieren. Wéi och ëmmer, SiC gëtt dacks als engCVD Beschichtungd'Liewen vun GRAPHITE Deeler ze vergréisseren ze korrosive Silicon Monoxide Gas ausgesat, a kann och Kontaminatioun vun GRAPHITE reduzéieren. Déi dichte CVD Siliziumkarbidbeschichtung verhënnert effektiv Verschmotzung am mikroporöse Grafitmaterial op d'Uewerfläch z'erreechen.
En aneren ass CVD Kuelestoff, deen och eng dichte Schicht iwwer dem Grafitdeel kann bilden. Aner héich Temperaturbeständeg Materialien, wéi Molybdän oder Keramikmaterialien, déi mat der Ëmwelt coexistéiere kënnen, kënne benotzt ginn, wou et kee Risiko ass fir d'Schmelz ze kontaminéieren. Wéi och ëmmer, Oxidkeramik ass allgemeng limitéiert an hirer Uwendung op Grafitmaterialien bei héijen Temperaturen, an et gi wéineg aner Optiounen wann Isolatioun erfuerderlech ass. Een ass sechseckeg Bornitrid (heiansdo wäiss Grafit genannt wéinst ähnlechen Eegeschaften), awer déi mechanesch Eegeschafte si schlecht. Molybdän gëtt allgemeng raisonnabel fir héich Temperatursituatiounen benotzt wéinst senge moderéierte Käschte, nidderegen Diffusiounsquote a Siliziumkristallen, an e ganz nidderegen Segregatiounskoeffizient vu ronn 5 × 108, wat e gewësse Betrag vu Molybdän Kontaminatioun erlaabt ier d'Kristallstruktur zerstéiert gëtt.
2. Thermesch Isolatiounsmaterialien
Dat meescht benotzt Isolatiounsmaterial ass Kuelestoff a verschiddene Formen. Carbon Filz besteet aus dënnen Faseren, déi als Isolatioun handelen, well se thermesch Stralung e puer Mol iwwer eng kuerz Distanz blockéieren. De mëlle Kuelefilz gëtt a relativ dënnem Materialplacke gewéckelt, déi dann an déi gewënscht Form geschnidden an enk an e verstännegen Radius gebéit ginn. Geheelt Filz besteet aus ähnlechen Fasermaterialien, an e Kuelestoffhaltege Bindemëttel gëtt benotzt fir déi verspreet Faseren an e méi zolidd a geformt Objet ze verbannen. D'Benotzung vu chemesche Dampdepositioun vu Kuelestoff amplaz vun engem Bindemëttel kann d'mechanesch Eegeschafte vum Material verbesseren.
Typesch ass d'äusseren Uewerfläch vum thermesche Isolatioun-Härefilz mat enger kontinuéierlecher Grafitbeschichtung oder Folie beschichtet fir Erosioun a Verschleiung souwéi Partikelkontaminatioun ze reduzéieren. Aner Zorte vu Kuelestoff-baséiert thermesch Isolatioun Materialien existéieren och, wéi Kuelestoff Schaum. Allgemeng gi grafitiséierter Materialien offensichtlech léiwer well d'Graphitiséierung d'Uewerfläch vun der Faser staark reduzéiert. D'Outgassing vun dësen héichflächeg Materialien gëtt staark reduzéiert, an et brauch manner Zäit fir den Uewen op e passende Vakuum ze pumpen. En aneren ass C / C Kompositmaterial, dat aussergewéinlech Charakteristiken huet wéi Liichtgewiicht, héich Schuedstoleranz an héich Kraaft. Benotzt an thermesche Felder fir Graphitdeeler ze ersetzen reduzéiert d'Frequenz vum Ersatz vun Graphitdeeler wesentlech, verbessert d'monokristallin Qualitéit a Produktiounsstabilitéit.
No der Matière première Klassifikatioun, Kuelestoff Filz kann a Polyacrylonitril-baséiert Kuelestoff Filz, Viskos-baséiert Kuelestoff Filz, a Pech-baséiert Kuelestoff Filz ënnerdeelt ginn.
Polyacrylonitril-baséiert Kuelefilz huet e groussen Aschegehalt. No enger héijer Temperaturbehandlung gëtt déi eenzeg Faser brécheg. Wärend der Operatioun ass et einfach Stëbs ze generéieren fir den Uewenëmfeld ze verschmotzen. Zur selwechter Zäit kann d'Faser einfach an d'Poren an d'Atmungstrakt vum mënschleche Kierper erakommen, wat schiedlech fir d'mënschlech Gesondheet ass. Viskos-baséiert Kuelefilt huet gutt thermesch Isolatiounsleistung. Et ass relativ mëll no der Hëtztbehandlung an ass net einfach Stëbs ze generéieren. Wéi och ëmmer, de Querschnitt vun der Viskos-baséierter Rohfaser ass onregelméisseg, an et gi vill Nuten op der Faseroberfläche. Et ass einfach Gase wéi C02 ënner der oxidéierender Atmosphär vum CZ Siliziumofen ze generéieren, wat d'Ausfällung vu Sauerstoff a Kuelestoffelementer am monokristallinem Siliziummaterial verursaacht. D'Haapthersteller enthalen däitsch SGL an aner Firmen. Am Moment, am meeschte verbreet an der semiconductor monocrystalline Industrie ass Pech-baséiert Kuelestoff gefillt, déi méi schlecht thermesch Isolatioun Leeschtung wéi Viskos-baséiert Kuelestoff gefillt huet, mee Pech-baséiert Kuelestoff gefillt huet eng méi héich Rengheet an eng méi niddreg Stëbs Emissioun. Hiersteller enthalen Japanesch Kureha Chemical an Osaka Gas.
Well d'Form vum Kuelestoff net fixéiert ass, ass et onbequem ze bedreiwen. Elo hunn vill Firmen en neit thermesch Isolatiounsmaterial entwéckelt baséiert op Kuelefilz-geheelt Kuelestofffilz. Cured Kuelefilz, och hart Filz genannt, ass e Kuelestofffilz mat enger gewësser Form a selbsthaltend Eegeschafte nodeems mëll Filz mat Harz imprägnéiert ass, laminéiert, geheelt a karboniséiert ass.
D'Wuesstumsqualitéit vum monokristalline Silizium gëtt direkt vum thermesche Ëmfeld beaflosst, a Kuelestofffaser thermesch Isolatiounsmaterialien spillen eng Schlësselroll an dësem Ëmfeld. Kuelestofffaser thermesch Isolatioun mëll Filz huet nach ëmmer e wesentleche Virdeel an der photovoltaescher Hallefleitindustrie wéinst sengem Käschtevirdeel, exzellente thermesche Isolatiounseffekt, flexibelen Design an personaliséierbarer Form. Zousätzlech wäert Kuelestofffaser haart thermesch Isolatioun gefillt méi Entwécklungsraum am thermesche Feldmaterialmaart hunn wéinst senger gewëssener Kraaft a méi héijer Operatioun. Mir sinn engagéiert fir Fuerschung an Entwécklung am Beräich vun thermesch Isolatiounsmaterialien, a kontinuéierlech optimiséieren d'Produktleistung fir de Wuelstand an d'Entwécklung vun der photovoltaescher Hallefleitindustrie ze förderen.
Post Zäit: Jun-12-2024