Со континуираниот развој на денешниот свет, необновливата енергија станува се повеќе исцрпена, а човечкото општество е сè поитно да користи обновлива енергија претставена со „ветер, светлина, вода и нуклеарна енергија“. Во споредба со другите обновливи извори на енергија, човечките суштества ја имаат најзрелата, најбезбедната и најсигурна технологија за користење на сончевата енергија. Меѓу нив, индустријата за фотоволтаични ќелии со силициум со висока чистота како супстрат се разви исклучително брзо. До крајот на 2023 година, кумулативниот соларен фотоволтаичен инсталиран капацитет во мојата земја надмина 250 гигавати, а производството на фотоволтаична енергија достигна 266,3 милијарди kWh, што претставува зголемување од околу 30% на годишно ниво, а новододадениот капацитет за производство на енергија е 78,42 милиони киловати, што претставува зголемување од 154% на годишно ниво. До крајот на јуни, кумулативната инсталирана моќност на производството на фотоволтаична енергија беше околу 470 милиони киловати, што ја надмина хидроенергијата и стана втор најголем извор на енергија во мојата земја.
Додека фотоволтаичната индустрија се развива брзо, индустријата за нови материјали што ја поддржува исто така брзо се развива. Кварцните компоненти како што секварцни садници, кварцните чамци и кварцните шишиња се меѓу нив, кои играат важна улога во процесот на производство на фотоволтаици. На пример, кварцните садници се користат за задржување на стопениот силициум во производството на силиконски шипки и силиконски инготи; Кварцните чамци, цевки, шишиња, резервоари за чистење итн. играат носечка функција во дифузијата, чистењето и другите процесни врски во производството на соларни ќелии итн., обезбедувајќи ја чистотата и квалитетот на силиконските материјали.
Главни апликации на кварцните компоненти за производство на фотоволтаици
Во процесот на производство на соларни фотоволтаични ќелии, силиконските наполитанки се поставуваат на чамец со нафора, а чамецот се поставува на нафора за поддршка за дифузија, LPCVD и други термички процеси, додека лопатката со конзола од силициум карбид е клучната компонента за полнење за движење. потпирачот за брод што носи силиконски наполитанки во и надвор од грејната печка. Како што е прикажано на сликата подолу, лопатката со конзола од силициум карбид може да обезбеди концентричност на силиконската обланда и цевката на печката, со што дифузијата и пасивацијата ќе бидат поуниформни. Во исто време, тој е без загадување и не се деформира на високи температури, има добра отпорност на термички удар и голем капацитет на оптоварување и е широко користен во областа на фотоволтаични ќелии.
Шематски дијаграм на клучни компоненти за полнење на батеријата
Во процесот на дифузија на меко слетување, традиционалниот кварцен брод ичамец со нафораподдршка треба да се стави силиконската нафора заедно со кварцниот чамец поддршка во кварцната цевка во дифузната печка. Во секој процес на дифузија, кварцниот чамец наполнет со силиконски наполитанки се поставува на лопатката од силициум карбид. Откако лопатката од силициум карбид ќе влезе во кварцната цевка, лопатката автоматски потонува за да ја спушти кварцната потпора за бродот и силиконската обланда, а потоа полека се враќа на почетокот. По секој процес, потпирачот за кварцниот брод треба да се отстрани одсилициум карбид лопатка. Таквата честа работа ќе предизвика кварцната поддршка на бродот да се истроши во текот на долг временски период. Штом потпирачот на кварцниот брод ќе пукне и ќе се скрши, целата потпора на кварцниот брод ќе падне од лопатката со силициум карбид, а потоа ќе ги оштети кварцните делови, силиконските наполитанки и лопатките од силициум карбид подолу. Силициум карбид лопатката е скапа и не може да се поправи. Откако ќе се случи несреќа, таа ќе предизвика огромни загуби на имот.
Во процесот на LPCVD, не само што ќе се појават горенаведените проблеми со термичкиот стрес, туку бидејќи процесот на LPCVD бара силински гас да помине низ силиконската обланда, долгорочниот процес исто така ќе формира силиконска обвивка на поддршката на бродот со обланда и чамец со нафора. Поради неусогласеноста на коефициентите на термичка експанзија на обложениот силикон и кварцот, потпирачот на бродот и чамецот ќе напукнат, а животниот век сериозно ќе се намали. Животниот век на обичните кварцни чамци и носачите за чамци во процесот на LPCVD е обично само 2 до 3 месеци. Затоа, особено е важно да се подобри материјалот за поддршка на чамецот за да се зголеми јачината и работниот век на поддршката за бродот за да се избегнат такви несреќи.
Накратко, како што времето на процесот и бројот на пати се зголемуваат за време на производството на соларни ќелии, кварцните чамци и другите компоненти се склони кон скриени пукнатини или дури и пукнатини. Животот на кварцните чамци и кварцните цевки во тековните мејнстрим производни линии во Кина е околу 3-6 месеци и тие треба редовно да се исклучуваат за чистење, одржување и замена на кварцните носачи. Згора на тоа, кварценот песок со висока чистота што се користи како суровина за кварцните компоненти во моментов е во состојба на тесна понуда и побарувачка, а цената веќе долго време работи на високо ниво, што очигледно не е погодно за подобрување на производството. ефикасност и економски придобивки.
Керамика од силициум карбид„појави се“
Сега, луѓето смислија материјал со подобри перформанси за да заменат некои кварцни компоненти - керамика од силициум карбид.
Керамиката со силициум карбид има добра механичка сила, термичка стабилност, отпорност на високи температури, отпорност на оксидација, отпорност на термички удари и отпорност на хемиска корозија и широко се користат во топли полиња како што се металургијата, машините, новата енергија и градежни материјали и хемикалии. Нејзините перформанси се исто така доволни за дифузија на TOPcon ќелиите во производството на фотоволтаични, LPCVD (низок притисок хемиско таложење на пареа), PECVD (плазма хемиско таложење на пареа) и други врски со термички процеси.
LPCVD поддршка за брод со силициум карбид и поддршка за брод со силициум карбид експандиран со бор
Во споредба со традиционалните кварцни материјали, носачите за чамци, чамците и производите од цевки направени од керамички материјали силициум карбид имаат поголема цврстина, подобра термичка стабилност, без деформации на високи температури и животен век повеќе од 5 пати поголем од кварцните материјали, што може значително да намалување на трошоците за користење и загубата на енергија предизвикана од одржување и застој. Предноста во трошоците е очигледна, а изворот на суровини е широк.
Меѓу нив, реакциониот синтеруван силициум карбид (RBSiC) има ниска температура на синтерување, ниска производна цена, висока густина на материјалот и речиси и да нема волуменско собирање за време на реакционото синтерување. Тој е особено погоден за подготовка на структурни делови со големи димензии и сложена форма. Затоа, тој е најсоодветен за производство на големи и сложени производи како што се носачи за чамци, чамци, конзолни лопатки, цевки за печки итн.
Чамци со нафора од силициум карбидимаат и големи изгледи за развој во иднина. Без оглед на процесот LPCVD или процесот на експанзија на бор, животниот век на кварцниот брод е релативно низок, а коефициентот на термичка експанзија на кварцниот материјал не е во согласност со оној на материјалот од силициум карбид. Затоа, лесно е да има отстапувања во процесот на усогласување со држачот за чамци од силициум карбид на висока температура, што доведува до ситуација на тресење на бродот или дури и кршење на чамецот. Бродот со силициум карбид го прифаќа процесот на едноделно обликување и севкупна обработка. Барањата за толеранција на формата и положбата се високи и подобро соработува со држачот за брод од силициум карбид. Покрај тоа, силициум карбид има висока јачина, а чамецот има многу помала веројатност да се скрши поради човечки судир отколку кварцниот брод.
Брод со нафора од силициум карбид
Цевката на печката е главната компонента за пренос на топлина на печката, која игра улога во запечатувањето и униформниот пренос на топлина. Во споредба со цевките од кварцните печки, цевките за печки од силициум карбид имаат добра топлинска спроводливост, еднообразно загревање и добра топлинска стабилност, а нивниот животен век е повеќе од 5 пати поголем од оној на кварцните цевки.
Резиме
Општо земено, без разлика дали во однос на перформансите на производот или трошоците за употреба, силициум карбидните керамички материјали имаат повеќе предности од кварцните материјали во одредени аспекти на полето на соларните ќелии. Примената на силициум карбид керамички материјали во фотоволтаичната индустрија во голема мера им помогна на фотоволтаичните компании да ги намалат инвестициските трошоци за помошни материјали и да го подобрат квалитетот и конкурентноста на производите. Во иднина, со голема примена на големи цевки за печки од силициум карбид, чамци со силициум карбид со висока чистота и носачи за чамци и континуирано намалување на трошоците, примената на силициум карбид керамички материјали во областа на фотоволтаични ќелии ќе стане клучен фактор за подобрување на ефикасноста на конверзијата на лесната енергија и намалување на индустриските трошоци во областа на производството на фотоволтаична енергија и ќе има важно влијание за развој на фотоволтаична нова енергија.
Време на објавување: 05-11-2024 година