Производството на соларна фотоволтаична енергија стана најперспективната нова енергетска индустрија во светот. Во споредба со соларните ќелии од полисилициум и аморфен силикон, монокристалниот силикон, како материјал за производство на фотонапонска енергија, има висока ефикасност на фотоелектричната конверзија и извонредни комерцијални предности и стана главен тек на производството на соларна фотонапонска енергија. Czochralski (CZ) е еден од главните методи за подготовка на монокристален силициум. Составот на монокристалната печка Czochralski вклучува систем на печка, вакуумски систем, гасен систем, систем за термичко поле и систем за електрична контрола. Системот на топлинско поле е еден од најважните услови за раст на монокристалниот силициум, а квалитетот на монокристалниот силициум е директно под влијание на дистрибуцијата на температурниот градиент на термичкото поле.
Компонентите на топлинското поле главно се составени од јаглеродни материјали (графитни материјали и јаглерод/јаглеродни композитни материјали), кои според нивните функции се поделени на потпорни делови, функционални делови, грејни елементи, заштитни делови, материјали за топлинска изолација итн. прикажано на слика 1. Како што големината на монокристалниот силициум продолжува да се зголемува, барањата за големина за компонентите на топлинското поле исто така се зголемуваат. Композитните материјали од јаглерод/јаглерод стануваат прв избор за материјали со топлинско поле за монокристален силициум поради неговата димензионална стабилност и одличните механички својства.
Во процесот на цохралски монокристален силициум, топењето на силициумскиот материјал ќе произведе силициумска пареа и растопен силициум прскање, што резултира со силицификациска ерозија на материјалите од термалното поле на јаглерод/јаглерод, а механичките својства и работниот век на материјалите од термалното поле се јаглерод/јаглерод. сериозно погодени. Затоа, како да се намали силицификациската ерозија на материјалите од термичко поле од јаглерод/јаглерод и да се подобри нивниот животен век, стана една од вообичаените грижи на производителите на монокристален силициум и на производителите на материјали за термичко поле од јаглерод/јаглерод.Силикон карбид слојстана првиот избор за заштита на површинската обвивка на материјалите од термичко поле од јаглерод/јаглерод поради одличната отпорност на термички шок и отпорност на абење.
Во овој труд, почнувајќи од материјалите за термичко поле од јаглерод/јаглерод што се користат во производството на монокристален силикон, се воведени главните методи на подготовка, предностите и недостатоците на облогата со силициум карбид. Врз основа на ова, примената и напредокот во истражувањето на облогата со силициум карбид во материјалите на термичко поле јаглерод/јаглерод се разгледуваат според карактеристиките на материјалите на термичко поле од јаглерод/јаглерод, како и предлози и насоки за развој за заштита на површинската обвивка на материјали од термичко поле од јаглерод/јаглерод. се ставаат напред.
1 Технологија на подготовка наоблога од силициум карбид
1.1 Метод на вградување
Методот на вградување често се користи за подготовка на внатрешната обвивка од силициум карбид во системот на композитен материјал C/C-sic. Овој метод прво користи мешан прав за обвиткување на јаглерод/јаглерод композитен материјал, а потоа врши термичка обработка на одредена температура. Се јавуваат низа сложени физичко-хемиски реакции помеѓу измешаниот прав и површината на примерокот за да се формира облогата. Неговата предност е што процесот е едноставен, само еден процес може да подготви густи композитни материјали од матрица без пукнатини; Промена на мала големина од преформа до финален производ; Погоден за која било структура засилена со влакна; Помеѓу облогата и подлогата може да се формира одреден градиент на составот, кој е добро комбиниран со подлогата. Сепак, има и недостатоци, како што е хемиската реакција на висока температура, која може да го оштети влакното и механичките својства на матрицата јаглерод/јаглерод опаѓаат. Еднообразноста на облогата е тешко да се контролира, поради фактори како што е гравитацијата, што ја прави облогата нерамна.
1.2 Метод на обложување со кашеста маса
Методот на обложување со кашеста маса е да се измешаат материјалот за обложување и врзивото во смеса, рамномерно да се четка на површината на матрицата, по сушењето во инертна атмосфера, обложениот примерок се синтерува на висока температура и може да се добие потребната обвивка. Предностите се дека процесот е едноставен и лесен за ракување, а дебелината на облогата е лесна за контрола; Недостаток е што има слаба цврстина на врзување помеѓу облогата и подлогата, а отпорноста на термички удар на облогата е слаба, а униформноста на облогата е мала.
1.3 Метод на хемиска реакција на пареа
Методот на хемиска реакција на пареа (CVR) е процесен метод кој испарува цврст силициум во силициумска пареа на одредена температура, а потоа силиконската пареа дифузира во внатрешната и површината на матрицата и реагира на самото место со јаглеродот во матрицата за да произведе силициум карбид. Неговите предности вклучуваат униформа атмосфера во печката, постојана брзина на реакција и дебелина на таложење на обложениот материјал насекаде; Процесот е едноставен и лесен за ракување, а дебелината на облогата може да се контролира со промена на притисокот на силициумската пареа, времето на таложење и други параметри. Недостаток е што на примерокот многу влијае положбата во печката, а притисокот на силициумската пареа во печката не може да ја достигне теоретската униформност, што резултира со нерамна дебелина на облогата.
1.4 Метод на хемиско таложење на пареа
Хемиско таложење на пареа (CVD) е процес во кој јаглеводородите се користат како извор на гас, а N2/Ar со висока чистота како носечки гас за внесување мешани гасови во хемискиот реактор на пареа, а јаглеводородите се распаѓаат, синтетизираат, дифузираат, се адсорбираат и се решаваат под одредена температура и притисок за да се формираат цврсти филмови на површината на јаглерод/јаглерод композитни материјали. Неговата предност е што може да се контролира густината и чистотата на облогата; Погоден е и за работно парче со посложена форма; Кристалната структура и морфологијата на површината на производот може да се контролираат со прилагодување на параметрите на таложење. Недостатоците се тоа што стапката на таложење е премногу ниска, процесот е сложен, трошоците за производство се високи и може да има дефекти на облогата, како што се пукнатини, дефекти на мрежата и дефекти на површината.
Накратко, методот на вградување е ограничен на неговите технолошки карактеристики, што е погодно за развој и производство на лабораториски и материјали со мала големина; Методот на обложување не е погоден за масовно производство поради неговата лоша конзистентност. Методот CVR може да го задоволи масовното производство на производи со големи димензии, но има повисоки барања за опрема и технологија. CVD методот е идеален метод за подготовкаSIC облога, но неговата цена е повисока од методот CVR поради неговата тешкотија во контролата на процесот.
Време на објавување: 22-2-2024 година