Dengan perkembangan berterusan dunia hari ini, tenaga tidak boleh diperbaharui menjadi semakin letih, dan masyarakat manusia semakin mendesak untuk menggunakan tenaga boleh diperbaharui yang diwakili oleh "angin, cahaya, air dan nuklear". Berbanding dengan sumber tenaga boleh diperbaharui yang lain, manusia mempunyai teknologi yang paling matang, selamat dan boleh dipercayai untuk menggunakan tenaga solar. Antaranya, industri sel fotovoltaik dengan silikon ketulenan tinggi sebagai substrat telah berkembang dengan sangat pesat. Menjelang akhir tahun 2023, kapasiti terkumpul solar fotovoltaik negara saya telah melebihi 250 gigawatt, dan penjanaan kuasa fotovoltaik telah mencapai 266.3 bilion kWj, peningkatan kira-kira 30% tahun ke tahun, dan kapasiti penjanaan kuasa yang baru ditambah ialah 78.42 juta kilowatt, peningkatan sebanyak 154% tahun ke tahun. Sehingga akhir bulan Jun, kapasiti terkumpul terpasang penjanaan kuasa fotovoltaik adalah kira-kira 470 juta kilowatt, yang telah mengatasi kuasa hidro untuk menjadi sumber kuasa kedua terbesar di negara saya.
Walaupun industri fotovoltaik berkembang pesat, industri bahan baharu yang menyokongnya juga berkembang pesat. Komponen kuarza sepertipijar kuarza, bot kuarza, dan botol kuarza adalah antaranya, memainkan peranan penting dalam proses pembuatan fotovoltaik. Contohnya, pijar kuarza digunakan untuk memegang silikon cair dalam penghasilan rod silikon dan jongkong silikon; bot kuarza, tiub, botol, tangki pembersihan, dsb. memainkan fungsi galas dalam penyebaran, pembersihan dan pautan proses lain dalam pengeluaran sel solar, dsb., memastikan ketulenan dan kualiti bahan silikon.
Aplikasi utama komponen kuarza untuk pembuatan fotovoltaik
Dalam proses pembuatan sel fotovoltaik suria, wafer silikon diletakkan pada bot wafer, dan bot diletakkan pada sokongan bot wafer untuk penyebaran, LPCVD dan proses terma lain, manakala dayung julur karbida silikon adalah komponen pemuatan utama untuk bergerak. sokongan bot yang membawa wafer silikon masuk dan keluar dari relau pemanasan. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, dayung julur silikon karbida boleh memastikan kepekatan wafer silikon dan tiub relau, dengan itu menjadikan resapan dan pempasifan lebih seragam. Pada masa yang sama, ia bebas pencemaran dan tidak cacat pada suhu tinggi, mempunyai rintangan kejutan haba yang baik dan kapasiti beban yang besar, dan telah digunakan secara meluas dalam bidang sel fotovoltaik.
Gambar rajah skema komponen pemuatan bateri utama
Dalam proses penyebaran pendaratan lembut, bot kuarza tradisional danbot wafersokongan perlu meletakkan wafer silikon bersama-sama dengan sokongan bot kuarza ke dalam tiub kuarza dalam relau resapan. Dalam setiap proses resapan, sokongan bot kuarza yang diisi dengan wafer silikon diletakkan pada dayung karbida silikon. Selepas dayung silikon karbida memasuki tiub kuarza, dayung secara automatik tenggelam untuk meletakkan sokongan bot kuarza dan wafer silikon, dan kemudian perlahan-lahan berjalan kembali ke asal. Selepas setiap proses, sokongan bot kuarza perlu dikeluarkan daridayung silikon karbida. Operasi yang kerap sedemikian akan menyebabkan sokongan bot kuarza haus dalam jangka masa yang lama. Sebaik sahaja sokongan bot kuarza retak dan pecah, keseluruhan sokongan bot kuarza akan jatuh dari dayung silikon karbida, dan kemudian merosakkan bahagian kuarza, wafer silikon dan dayung silikon karbida di bawah. Dayung silikon karbida mahal dan tidak boleh dibaiki. Apabila kemalangan berlaku, ia akan menyebabkan kerugian harta benda yang besar.
Dalam proses LPCVD, bukan sahaja masalah tegasan haba yang dinyatakan di atas akan berlaku, tetapi oleh kerana proses LPCVD memerlukan gas silane untuk melalui wafer silikon, proses jangka panjang juga akan membentuk salutan silikon pada sokongan bot wafer dan bot wafer. Disebabkan ketidakkonsistenan pekali pengembangan haba silikon dan kuarza bersalut, sokongan bot dan bot akan retak, dan jangka hayat akan dikurangkan dengan serius. Jangka hayat bot kuarza biasa dan sokongan bot dalam proses LPCVD biasanya hanya 2 hingga 3 bulan. Oleh itu, adalah amat penting untuk menambah baik bahan sokongan bot untuk meningkatkan kekuatan dan hayat perkhidmatan sokongan bot untuk mengelakkan kemalangan tersebut.
Ringkasnya, apabila masa proses dan bilangan kali meningkat semasa pengeluaran sel solar, bot kuarza dan komponen lain terdedah kepada retak tersembunyi atau bahkan pecah. Jangka hayat bot kuarza dan tiub kuarza dalam barisan pengeluaran arus perdana di China adalah kira-kira 3-6 bulan, dan ia perlu ditutup secara berkala untuk pembersihan, penyelenggaraan dan penggantian pembawa kuarza. Selain itu, pasir kuarza ketulenan tinggi yang digunakan sebagai bahan mentah untuk komponen kuarza kini berada dalam keadaan bekalan dan permintaan yang ketat, dan harga telah berjalan pada tahap yang tinggi untuk masa yang lama, yang jelas tidak kondusif untuk meningkatkan pengeluaran kecekapan dan faedah ekonomi.
Seramik silikon karbida“muncul”
Kini, orang ramai telah menghasilkan bahan dengan prestasi yang lebih baik untuk menggantikan beberapa komponen kuarza-seramik karbida silikon.
Seramik silikon karbida mempunyai kekuatan mekanikal yang baik, kestabilan haba, rintangan suhu tinggi, rintangan pengoksidaan, rintangan kejutan haba dan rintangan kakisan kimia, dan digunakan secara meluas dalam medan panas seperti metalurgi, jentera, tenaga baru, dan bahan binaan dan bahan kimia. Prestasinya juga mencukupi untuk penyebaran sel TOPcon dalam pembuatan fotovoltaik, LPCVD (pemendapan wap kimia tekanan rendah), PECVD (pemendapan wap kimia plasma) dan pautan proses terma lain.
Sokongan bot silikon karbida LPCVD dan sokongan bot silikon karbida yang dikembangkan boron
Berbanding dengan bahan kuarza tradisional, penyokong bot, bot dan produk tiub yang diperbuat daripada bahan seramik silikon karbida mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, kestabilan haba yang lebih baik, tiada ubah bentuk pada suhu tinggi, dan jangka hayat lebih daripada 5 kali ganda daripada bahan kuarza, yang boleh dengan ketara. mengurangkan kos penggunaan dan kehilangan tenaga yang disebabkan oleh penyelenggaraan dan masa henti. Kelebihan kos adalah jelas, dan sumber bahan mentah adalah luas.
Antaranya, reaksi silikon karbida tersinter (RBSiC) mempunyai suhu pensinteran yang rendah, kos pengeluaran yang rendah, ketumpatan bahan yang tinggi, dan hampir tiada pengecutan isipadu semasa pensinteran tindak balas. Ia amat sesuai untuk penyediaan bahagian struktur bersaiz besar dan berbentuk kompleks. Oleh itu, ia paling sesuai untuk pengeluaran produk bersaiz besar dan kompleks seperti sokongan bot, bot, dayung julur, tiub relau, dll.
Bot wafer silikon karbidajuga mempunyai prospek pembangunan yang besar pada masa hadapan. Tanpa mengira proses LPCVD atau proses pengembangan boron, hayat bot kuarza adalah agak rendah, dan pekali pengembangan haba bahan kuarza tidak konsisten dengan bahan silikon karbida. Oleh itu, adalah mudah untuk mempunyai penyelewengan dalam proses pemadanan dengan pemegang bot silikon karbida pada suhu tinggi, yang membawa kepada situasi menggoncang bot atau bahkan memecahkan bot. Bot silikon karbida menggunakan laluan proses pengacuan satu keping dan pemprosesan keseluruhan. Keperluan toleransi bentuk dan kedudukannya adalah tinggi, dan ia bekerjasama lebih baik dengan pemegang bot karbida silikon. Di samping itu, silikon karbida mempunyai kekuatan yang tinggi, dan bot itu kurang berkemungkinan pecah akibat perlanggaran manusia berbanding bot kuarza.
Bot wafer silikon karbida
Tiub relau adalah komponen pemindahan haba utama relau, yang memainkan peranan dalam pengedap dan pemindahan haba seragam. Berbanding dengan tiub relau kuarza, tiub relau silikon karbida mempunyai kekonduksian haba yang baik, pemanasan seragam, dan kestabilan haba yang baik, dan hayatnya adalah lebih daripada 5 kali ganda daripada tiub kuarza.
Ringkasan
Secara umumnya, sama ada dari segi prestasi produk atau kos penggunaan, bahan seramik silikon karbida mempunyai lebih banyak kelebihan berbanding bahan kuarza dalam aspek tertentu dalam bidang sel suria. Penggunaan bahan seramik silikon karbida dalam industri fotovoltaik telah banyak membantu syarikat fotovoltaik mengurangkan kos pelaburan bahan tambahan dan meningkatkan kualiti dan daya saing produk. Pada masa hadapan, dengan aplikasi berskala besar tiub relau silikon karbida bersaiz besar, bot silikon karbida ketulenan tinggi dan sokongan bot dan pengurangan berterusan kos, penggunaan bahan seramik silikon karbida dalam bidang sel fotovoltaik akan menjadi faktor utama dalam meningkatkan kecekapan penukaran tenaga cahaya dan mengurangkan kos industri dalam bidang penjanaan kuasa fotovoltaik, dan akan mempunyai kesan penting ke atas pembangunan tenaga baharu fotovoltaik.
Masa siaran: Nov-05-2024