Saulės fotovoltinės energijos gamyba tapo perspektyviausia nauja energetikos pramone pasaulyje. Palyginti su polisilicio ir amorfinio silicio saulės elementais, monokristalinis silicis, kaip fotovoltinės energijos gamybos medžiaga, pasižymi dideliu fotoelektros konversijos efektyvumu ir išskirtiniais komerciniais pranašumais, todėl tapo pagrindine saulės fotovoltinės energijos gamybos srove. Czochralski (CZ) yra vienas iš pagrindinių monokristalinio silicio paruošimo būdų. Czochralski monokristalinės krosnies sudėtis apima krosnies sistemą, vakuuminę sistemą, dujų sistemą, terminio lauko sistemą ir elektros valdymo sistemą. Šiluminio lauko sistema yra viena iš svarbiausių monokristalinio silicio augimo sąlygų, o monokristalinio silicio kokybę tiesiogiai veikia terminio lauko temperatūros gradiento pasiskirstymas.
Šiluminio lauko komponentai daugiausia sudaryti iš anglies medžiagų (grafito medžiagų ir anglies/anglies kompozitinių medžiagų), kurios pagal savo funkcijas skirstomos į atramines dalis, funkcines dalis, šildymo elementus, apsaugines dalis, šilumos izoliacines medžiagas ir kt. 1 paveiksle. Kadangi monokristalinio silicio dydis ir toliau didėja, didėja ir terminio lauko komponentų dydžio reikalavimai. Anglies/anglies kompozitinės medžiagos tampa pirmuoju monokristalinio silicio terminio lauko medžiagų pasirinkimu dėl savo matmenų stabilumo ir puikių mechaninių savybių.
Czochralcian monokristalinio silicio procese, tirpstant silicio medžiagai, susidarys silicio garai ir išlydyto silicio purslai, dėl kurių anglies / anglies terminio lauko medžiagų silifikacijos erozija, o anglies / anglies terminio lauko medžiagų mechaninės savybės ir tarnavimo laikas yra rimtai paveiktas. Todėl, kaip sumažinti anglies / anglies terminio lauko medžiagų silifikacijos eroziją ir pagerinti jų tarnavimo laiką, tapo vienu iš bendrų monokristalinio silicio gamintojų ir anglies / anglies terminio lauko medžiagų gamintojų rūpesčių.Silicio karbido dangatapo pirmuoju anglies/anglies terminio lauko medžiagų paviršiaus dangos apsaugos pasirinkimu dėl puikios atsparumo šiluminiam smūgiui ir atsparumo dilimui.
Šiame darbe, pradedant nuo anglies/anglies terminio lauko medžiagų, naudojamų monokristalinio silicio gamyboje, pristatomi pagrindiniai silicio karbido dangos paruošimo būdai, privalumai ir trūkumai. Remiantis tuo, apžvelgiamas silicio karbido dangos taikymas ir tyrimų pažanga anglies/anglies šiluminio lauko medžiagose, atsižvelgiant į anglies/anglies terminio lauko medžiagų charakteristikas ir siūlymus bei plėtros kryptis anglies/anglies šiluminio lauko medžiagų paviršių dangos apsaugai. yra iškeliami.
1 Paruošimo technologijasilicio karbido danga
1.1 Įdėjimo būdas
Įdėjimo metodas dažnai naudojamas ruošiant vidinę silicio karbido dangą C/C-sic kompozitinių medžiagų sistemoje. Šis metodas pirmiausia naudoja sumaišytus miltelius, kad apvyniotų anglies / anglies kompozicinę medžiagą, o tada atliekamas terminis apdorojimas tam tikroje temperatūroje. Tarp sumaišytų miltelių ir mėginio paviršiaus vyksta daugybė sudėtingų fizikinių ir cheminių reakcijų, kad susidarytų danga. Jo pranašumas yra tas, kad procesas yra paprastas, tik vienu procesu galima paruošti tankias, be įtrūkimų matricines kompozicines medžiagas; Mažas ruošinio dydžio pasikeitimas iki galutinio produkto; Tinka bet kokiai pluoštu sustiprintai konstrukcijai; Tarp dangos ir pagrindo gali susidaryti tam tikras kompozicijos gradientas, kuris gerai derinamas su pagrindu. Tačiau yra ir trūkumų, tokių kaip cheminė reakcija aukštoje temperatūroje, kuri gali pažeisti pluoštą, o anglies/anglies matricos mechaninės savybės pablogėja. Dangos vienodumą sunku kontroliuoti dėl tokių veiksnių kaip gravitacija, dėl kurios danga tampa nelygi.
1.2 Dengimo srutomis metodas
Srutų dengimo būdas – dangos medžiagą ir rišiklį sumaišyti į mišinį, tolygiai tepti ant matricos paviršiaus, po džiovinimo inertinėje atmosferoje padengtas bandinys sukepinamas aukštoje temperatūroje ir galima gauti reikiamą dangą. Privalumai yra tai, kad procesas yra paprastas ir lengvai valdomas, o dangos storį lengva valdyti; Trūkumas yra tas, kad tarp dangos ir pagrindo yra silpnas sukibimo stiprumas, o dangos atsparumas šiluminiam smūgiui yra mažas, o dangos vienodumas yra mažas.
1.3 Cheminės garų reakcijos metodas
Cheminiai garai reakcija(CVR) metodas yra proceso metodas, kai tam tikroje temperatūroje išgarinama kieta silicio medžiaga į silicio garus, o tada silicio garai difunduoja į matricos vidų ir paviršių ir in situ reaguoja su matricoje esančia anglimi, kad susidarytų silicio karbidas. Jo pranašumai yra vienoda atmosfera krosnyje, pastovus reakcijos greitis ir padengtos medžiagos nusodinimo storis visur; Procesas yra paprastas ir lengvai valdomas, o dangos storį galima valdyti keičiant silicio garų slėgį, nusodinimo laiką ir kitus parametrus. Trūkumas yra tas, kad mėginiui didelę įtaką daro padėtis krosnyje, o silicio garų slėgis krosnyje negali pasiekti teorinio vienodumo, todėl dangos storis yra netolygus.
1.4 Cheminio nusodinimo garais metodas
Cheminis nusodinimas iš garų (CVD) yra procesas, kurio metu angliavandeniliai naudojami kaip dujų šaltinis, o didelio grynumo N2/Ar kaip nešančiosios dujos, kad būtų įvestos mišrios dujos į cheminį garų reaktorių, o angliavandeniliai skaidomi, sintetinami, difunduojami, adsorbuojami ir išskiriami. tam tikra temperatūra ir slėgis, kad ant anglies/anglies kompozitinių medžiagų paviršiaus susidarytų kietos plėvelės. Jo pranašumas yra tas, kad galima kontroliuoti dangos tankį ir grynumą; Tinka ir darbui-sudėtingesnės formos gabalas; Produkto kristalų struktūrą ir paviršiaus morfologiją galima kontroliuoti koreguojant nusodinimo parametrus. Trūkumai yra tai, kad per mažas nusodinimo greitis, sudėtingas procesas, didelės gamybos sąnaudos, gali būti dangos defektų, tokių kaip įtrūkimai, tinklelio defektai ir paviršiaus defektai.
Apibendrinant galima teigti, kad įdėjimo būdas apsiriboja jo technologinėmis savybėmis, tinka laboratorinėms ir mažo dydžio medžiagoms kurti ir gaminti; Dengimo būdas netinka masinei gamybai dėl prastos konsistencijos. CVR metodas gali patenkinti masinę didelio dydžio produktų gamybą, tačiau jam keliami aukštesni reikalavimai įrangai ir technologijoms. CVD metodas yra idealus pasiruošimo būdasSIC danga, tačiau jo kaina yra didesnė nei CVR metodo, nes sunku valdyti procesą.
Paskelbimo laikas: 2024-02-22