Nuolat tobulėjant šiuolaikiniam pasauliui, neatsinaujinanti energija vis labiau išsenka, o žmonių visuomenė vis labiau nori naudoti atsinaujinančią energiją, kurią atstovauja „vėjas, šviesa, vanduo ir branduolinė energija“. Palyginti su kitais atsinaujinančiais energijos šaltiniais, žmonės turi brandžiausią, saugiausią ir patikimiausią saulės energijos naudojimo technologiją. Tarp jų ypač sparčiai vystėsi fotovoltinių elementų pramonė, kurios substratas yra labai grynas silicis. Iki 2023 m. pabaigos mano šalies suminė saulės fotovoltinė instaliuota galia viršijo 250 gigavatų, o fotovoltinės energijos gamyba pasiekė 266,3 mlrd. kWh, ty maždaug 30 % daugiau nei per metus, o naujai pridėtas elektros energijos gamybos pajėgumas yra 78,42 mln. kilovatų, 154% daugiau nei per metus. Birželio pabaigoje bendra fotovoltinės energijos gamybos instaliuota galia buvo apie 470 mln. kilovatų, o tai viršijo hidroenergiją ir tapo antru pagal dydį energijos šaltiniu mano šalyje.
Nors fotoelektros pramonė sparčiai vystosi, ją palaikanti naujų medžiagų pramonė taip pat sparčiai vystosi. Kvarco komponentai, tokie kaipkvarciniai tigliai, kvarcinės valtys ir kvarco buteliai yra tarp jų, vaidinantys svarbų vaidmenį fotovoltinės energijos gamybos procese. Pavyzdžiui, kvarciniai tigliai naudojami išlydytam siliciui laikyti gaminant silicio strypus ir silicio luitus; kvarcinės valtys, vamzdeliai, buteliai, valymo rezervuarai ir tt atlieka guolių funkciją difuzijos, valymo ir kitų procesų grandyse saulės elementų gamyboje ir kt., užtikrinant silicio medžiagų grynumą ir kokybę.
Pagrindiniai kvarco komponentų panaudojimo būdai fotovoltinės energijos gamybai
Gaminant saulės fotovoltinius elementus, silicio plokštelės dedamos ant plokštelės valties, o valtis dedama ant plokštelės valties atramos difuzijai, LPCVD ir kitiems šiluminiams procesams, o silicio karbido konsolinis irklas yra pagrindinis judėjimo komponentas. valties atrama, pernešanti silicio plokšteles į šildymo krosnį ir iš jos. Kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, silicio karbido konsolinė mentelė gali užtikrinti silicio plokštelės ir krosnies vamzdžio koncentriškumą, todėl difuzija ir pasyvinimas tampa vienodesnis. Tuo pačiu metu jis yra neužterštas ir nedeformuojamas esant aukštai temperatūrai, turi gerą atsparumą šiluminiam smūgiui ir didelę apkrovą bei buvo plačiai naudojamas fotovoltinių elementų srityje.
Pagrindinių akumuliatoriaus įkrovimo komponentų schema
Minkšto tūpimo difuzijos procese tradicinė kvarcinė valtis irvaflių valtisatrama reikia įdėti silicio plokštelę kartu su kvarcinės valties atrama į kvarcinį vamzdelį difuzinėje krosnyje. Kiekviename difuzijos procese kvarcinė valties atrama, užpildyta silicio plokštelėmis, dedama ant silicio karbido mentelės. Kai silicio karbido irklas patenka į kvarcinį vamzdelį, irklas automatiškai nuskendo, kad padėtų kvarcinės valties atramą ir silicio plokštelę, o tada lėtai grįžta į pradinę vietą. Po kiekvieno proceso reikia nuimti kvarcinės valties atramąsilicio karbido irklas. Dėl tokio dažno veikimo kvarcinės valties atrama ilgą laiką susidėvės. Kai kvarcinės valties atrama įtrūksta ir sulūžta, visa kvarcinės valties atrama nukris nuo silicio karbido irklo ir sugadins apačioje esančias kvarco dalis, silicio plokšteles ir silicio karbido mentes. Silicio karbido irklas yra brangus ir negali būti taisomas. Įvykus nelaimingam atsitikimui, bus patirti didžiuliai turto nuostoliai.
LPCVD procese ne tik atsiras aukščiau paminėtos šiluminės įtampos problemos, bet ir kadangi LPCVD procesui silano dujos praeitų per silicio plokštelę, ilgalaikis procesas taip pat suformuos silicio dangą ant plokštelės valties atramos ir vaflių valtis. Dėl dengto silicio ir kvarco šiluminio plėtimosi koeficientų nenuoseklumo, valties atrama ir valtis įtrūks, o eksploatavimo trukmė labai sumažės. Įprastų kvarcinių valčių ir valčių atramų eksploatavimo trukmė LPCVD procese paprastai yra tik 2–3 mėnesiai. Todėl ypač svarbu patobulinti valties atramos medžiagą, kad būtų padidintas valties atramos stiprumas ir tarnavimo laikas, kad būtų išvengta tokių nelaimingų atsitikimų.
Trumpai tariant, gaminant saulės elementus ilgėjant proceso laikui ir skaičiui, kvarcinės valtys ir kiti komponentai yra linkę į paslėptus įtrūkimus ar net lūžimus. Kvarcinių valčių ir kvarcinių vamzdžių eksploatavimo laikas dabartinėse pagrindinėse Kinijos gamybos linijose yra apie 3–6 mėnesius, todėl juos reikia reguliariai išjungti, kad būtų galima išvalyti, prižiūrėti ir pakeisti kvarco laikiklius. Be to, didelio grynumo kvarcinis smėlis, naudojamas kaip kvarco komponentų žaliava, šiuo metu yra ribotos pasiūlos ir paklausos būklės, o kaina ilgą laiką buvo aukšta, o tai akivaizdžiai nepadeda gerinti gamybos. efektyvumas ir ekonominė nauda.
Silicio karbido keramika"pasirodyk"
Dabar žmonės sugalvojo geresnės kokybės medžiagą, kad pakeistų kai kuriuos kvarco komponentus – silicio karbido keramiką.
Silicio karbido keramika turi gerą mechaninį stiprumą, terminį stabilumą, atsparumą aukštai temperatūrai, atsparumą oksidacijai, atsparumą šiluminiam smūgiui ir atsparumą cheminei korozijai, ir yra plačiai naudojama karštuose laukuose, tokiuose kaip metalurgija, mašinos, naujoji energija, statybinės medžiagos ir chemikalai. Jo našumo taip pat pakanka TOPcon elementų difuzijai fotovoltinės gamyboje, LPCVD (žemo slėgio cheminis nusodinimas garais), PECVD (plazminis cheminis garų nusodinimas) ir kitose terminio proceso grandyse.
LPCVD silicio karbido valties atrama ir boru išplėsto silicio karbido valties atrama
Palyginti su tradicinėmis kvarcinėmis medžiagomis, valčių atramos, valtys ir vamzdžių gaminiai, pagaminti iš silicio karbido keraminių medžiagų, pasižymi didesniu stiprumu, geresniu terminiu stabilumu, nedeformuojasi aukštoje temperatūroje, o eksploatavimo trukmė yra daugiau nei 5 kartus ilgesnė nei kvarco medžiagų, o tai gali žymiai padidinti. sumažinti naudojimo išlaidas ir energijos nuostolius, atsirandančius dėl priežiūros ir prastovų. Sąnaudų pranašumas yra akivaizdus, o žaliavų šaltinis yra platus.
Tarp jų, reakcija sukepintas silicio karbidas (RBSiC) turi žemą sukepinimo temperatūrą, mažas gamybos sąnaudas, didelį medžiagos tankį ir beveik nesusitraukia tūrio reakcijos sukepinimo metu. Jis ypač tinka didelių matmenų ir sudėtingų formų konstrukcijų dalių paruošimui. Todėl jis labiausiai tinka didelių ir sudėtingų gaminių, tokių kaip valčių atramos, valtys, konsoliniai irklai, krosnių vamzdžiai ir kt., gamybai.
Silicio karbido vaflinės valtystaip pat turi didelių plėtros perspektyvų ateityje. Nepriklausomai nuo LPCVD proceso ar boro plėtimosi proceso, kvarco valties eksploatavimo laikas yra palyginti mažas, o kvarco medžiagos šiluminio plėtimosi koeficientas nesutampa su silicio karbido medžiagos. Todėl, esant aukštai temperatūrai, derinimo su silicio karbido valties laikikliu procese gali atsirasti nukrypimų, dėl kurių valtis sujuda ar net sulaužoma. Silicio karbido valtis naudoja vientiso liejimo ir bendro apdorojimo procesą. Jo formos ir padėties tolerancijos reikalavimai yra aukšti ir jis geriau bendradarbiauja su silicio karbido valties laikikliu. Be to, silicio karbidas pasižymi dideliu stiprumu, o valtis daug rečiau sulūžta dėl susidūrimo su žmonėmis nei kvarcinė valtis.
Silicio karbido vaflinė valtis
Krosnies vamzdis yra pagrindinis krosnies šilumos perdavimo komponentas, kuris atlieka sandarinimo ir vienodo šilumos perdavimo vaidmenį. Palyginti su kvarcinių krosnių vamzdžiais, silicio karbido krosnių vamzdžiai turi gerą šilumos laidumą, vienodą kaitinimą ir gerą šiluminį stabilumą, o jų tarnavimo laikas yra daugiau nei 5 kartus ilgesnis nei kvarcinių vamzdžių.
Santrauka
Apskritai, atsižvelgiant į gaminio našumą ar naudojimo kainą, silicio karbido keraminės medžiagos turi daugiau pranašumų nei kvarcinės medžiagos tam tikrais saulės elementų lauko aspektais. Silicio karbido keraminių medžiagų taikymas fotoelektros pramonėje labai padėjo fotoelektros įmonėms sumažinti investicijų į pagalbines medžiagas išlaidas ir pagerinti produktų kokybę bei konkurencingumą. Ateityje, plačiai pritaikius didelio dydžio silicio karbido krosnių vamzdžius, didelio grynumo silicio karbido valtis ir valčių atramas bei nuolat mažinant sąnaudas, silicio karbido keraminių medžiagų taikymas fotovoltinių elementų srityje taps pagrindinis veiksnys gerinant šviesos energijos konversijos efektyvumą ir mažinant pramonės sąnaudas fotovoltinės energijos gamybos srityje, taip pat turės didelę įtaką naujų fotovoltinių įrenginių kūrimui. energijos.
Paskelbimo laikas: 2024-11-05