Bl-iżvilupp kontinwu tad-dinja tal-lum, l-enerġija mhux rinnovabbli qed issir dejjem aktar eżawrita, u s-soċjetà umana hija dejjem aktar urġenti biex tuża l-enerġija rinnovabbli rappreżentata minn "riħ, dawl, ilma u nukleari". Meta mqabbel ma 'sorsi oħra ta' enerġija rinnovabbli, il-bnedmin għandhom l-aktar teknoloġija matura, sigura u affidabbli għall-użu tal-enerġija solari. Fosthom, l-industrija taċ-ċelluli fotovoltajċi b'silikon ta 'purità għolja bħala s-sottostrat żviluppat b'mod estremament mgħaġġel. Sa tmiem l-2023, il-kapaċità installata fotovoltajka solari kumulattiva ta 'pajjiżi qabżet il-250 gigawatt, u l-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka laħqet 266.3 biljun kWh, żieda ta' madwar 30% sena wara sena, u l-kapaċità tal-ġenerazzjoni tal-enerġija miżjuda ġdida hija 78.42 miljun kilowatts, żieda ta’ 154% sena wara sena. Mill-aħħar ta 'Ġunju, il-kapaċità installata kumulattiva tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka kienet ta' madwar 470 miljun kilowatt, li qabeż l-idroenerġija biex issir it-tieni l-akbar sors ta 'enerġija f'pajjiżi.
Filwaqt li l-industrija fotovoltajka qed tiżviluppa malajr, l-industrija tal-materjali l-ġdida li tappoġġjaha qed tiżviluppa wkoll malajr. Komponenti tal-kwarz bħalgriġjoli tal-kwarz, dgħajjes tal-kwarz, u fliexken tal-kwarz huma fosthom, li għandhom rwol importanti fil-proċess tal-manifattura fotovoltajka. Pereżempju, griġjoli tal-kwarz jintużaw biex iżommu silikon imdewweb fil-produzzjoni ta 'vireg tas-silikon u ingotti tas-silikon; dgħajjes tal-kwarz, tubi, fliexken, tankijiet tat-tindif, eċċ għandhom funzjoni ta 'effett fid-diffużjoni, tindif u rabtiet oħra ta' proċess fil-produzzjoni ta 'ċelloli solari, eċċ., Li jiżguraw il-purità u l-kwalità tal-materjali tas-silikon.
Applikazzjonijiet ewlenin ta 'komponenti tal-kwarz għall-manifattura fotovoltajka
Fil-proċess ta 'manifattura ta' ċelloli fotovoltajċi solari, wejfers tas-silikon jitqiegħdu fuq dgħajsa tal-wejfer, u d-dgħajsa titqiegħed fuq appoġġ tad-dgħajsa tal-wejfer għal diffużjoni, LPCVD u proċessi termali oħra, filwaqt li l-paddle cantilever tal-karbur tas-silikon huwa l-komponent ewlieni tat-tagħbija biex jiċċaqlaq l-appoġġ tad-dgħajsa li jġorr wejfers tas-silikon ġewwa u barra mill-forn tat-tisħin. Kif muri fil-figura hawn taħt, il-paddle cantilever tal-karbur tas-silikon jista 'jiżgura l-konċentriċità tal-wejfer tas-silikon u t-tubu tal-forn, u b'hekk id-diffużjoni u l-passivazzjoni jsiru aktar uniformi. Fl-istess ħin, huwa ħieles mit-tniġġis u mhux deformat f'temperaturi għoljin, għandu reżistenza tajba għal xokk termali u kapaċità ta 'tagħbija kbira, u ġie użat ħafna fil-qasam taċ-ċelloli fotovoltajċi.
Dijagramma skematika tal-komponenti ewlenin tat-tagħbija tal-batterija
Fil-proċess ta 'diffużjoni artab inżul, id-dgħajsa tradizzjonali tal-kwarz udgħajsa wejferappoġġ jeħtieġ li tpoġġi l-wejfer tas-silikon flimkien mal-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz fit-tubu tal-kwarz fil-forn tad-diffużjoni. F'kull proċess ta 'diffużjoni, l-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz mimli bil-wejfers tas-silikon jitqiegħed fuq il-paddle tal-karbur tas-silikon. Wara li l-paddle tal-karbur tas-silikon jidħol fit-tubu tal-kwarz, il-paddle awtomatikament jegħreq biex ipoġġi l-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz u l-wejfer tas-silikon, u mbagħad bil-mod imur lura lejn l-oriġini. Wara kull proċess, l-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz jeħtieġ li jitneħħa mill-paddle tal-karbur tas-silikon. Operazzjoni frekwenti bħal din tikkawża li l-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz jintlibes fuq perjodu twil ta 'żmien. Ladarba l-appoġġ tad-dgħajsa tal-kwarz jinqasam u jinkiser, l-appoġġ kollu tad-dgħajsa tal-kwarz se jaqa 'mill-paddle tal-karbur tas-silikon, u mbagħad jagħmel ħsara lill-partijiet tal-kwarz, wejfers tas-silikon u paddles tal-karbur tas-silikon hawn taħt. Il-paddle tal-karbur tas-silikon huwa għali u ma jistax jissewwa. Ladarba jseħħ inċident, dan jikkawża telf kbir ta 'proprjetà.
Fil-proċess LPCVD, mhux biss se jseħħu l-problemi ta 'stress termali imsemmija hawn fuq, iżda peress li l-proċess LPCVD jeħtieġ li l-gass tas-silan jgħaddi mill-wejfer tas-silikon, il-proċess fit-tul se jifforma wkoll kisja tas-silikon fuq l-appoġġ tad-dgħajsa tal-wejfer u l- dgħajsa wejfer. Minħabba l-inkonsistenza tal-koeffiċjenti ta 'espansjoni termali tas-silikon miksi u l-kwarz, is-sostenn tad-dgħajsa u d-dgħajsa se jinqasam, u l-ħajja se titnaqqas serjament. It-tul tal-ħajja tad-dgħajjes tal-kwarz ordinarji u l-appoġġ tad-dgħajjes fil-proċess LPCVD huwa ġeneralment biss 2 sa 3 xhur. Għalhekk, huwa partikolarment importanti li jittejjeb il-materjal ta 'appoġġ tad-dgħajsa biex tiżdied is-saħħa u l-ħajja tas-servizz tal-appoġġ tad-dgħajsa biex jiġu evitati inċidenti bħal dawn.
Fil-qosor, hekk kif il-ħin tal-proċess u n-numru ta 'drabi jiżdiedu matul il-produzzjoni ta' ċelloli solari, dgħajjes tal-kwarz u komponenti oħra huma suxxettibbli għal xquq moħbija jew saħansitra waqfiet. Il-ħajja tad-dgħajjes tal-kwarz u t-tubi tal-kwarz fil-linji tal-produzzjoni mainstream attwali fiċ-Ċina hija ta 'madwar 3-6 xhur, u jeħtieġ li jingħalqu regolarment għat-tindif, manutenzjoni u sostituzzjoni ta' trasportaturi tal-kwarz. Barra minn hekk, ir-ramel tal-kwarz ta 'purità għolja użat bħala l-materja prima għall-komponenti tal-kwarz bħalissa jinsab fi stat ta' provvista u domanda stretta, u l-prezz ilu għaddej f'livell għoli għal żmien twil, li ovvjament ma jwassalx għat-titjib tal-produzzjoni effiċjenza u benefiċċji ekonomiċi.
Ċeramika tal-karbur tas-silikon"turi"
Issa, in-nies ħarġu b'materjal b'rendiment aħjar biex jissostitwixxu xi komponenti tal-kwarz-ċeramika tal-karbur tas-silikon.
Iċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon għandha saħħa mekkanika tajba, stabbiltà termali, reżistenza għat-temperatura għolja, reżistenza għall-ossidazzjoni, reżistenza għal xokk termali u reżistenza għall-korrużjoni kimika, u tintuża ħafna f'oqsma sħan bħal metallurġija, makkinarju, enerġija ġdida, u materjali tal-bini u kimiċi. Il-prestazzjoni tagħha hija wkoll biżżejjed għad-diffużjoni taċ-ċelloli TOPcon fil-manifattura fotovoltajka, LPCVD (depożizzjoni ta 'fwar kimiku bi pressjoni baxxa), PECVD (depożizzjoni ta' fwar kimiku tal-plażma) u links oħra ta 'proċess termali.
L-appoġġ tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon LPCVD u appoġġ tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon imwessa bil-boron
Meta mqabbla ma 'materjali tradizzjonali tal-kwarz, appoġġi tad-dgħajjes, dgħajjes, u prodotti ta' tubi magħmula minn materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon għandhom saħħa ogħla, stabbiltà termali aħjar, l-ebda deformazzjoni f'temperaturi għoljin, u ħajja ta 'aktar minn 5 darbiet dik tal-materjali tal-kwarz, li jistgħu b'mod sinifikanti tnaqqas l-ispiża tal-użu u t-telf tal-enerġija kkawżat mill-manutenzjoni u l-perijodi ta 'waqfien. Il-vantaġġ fl-ispiża huwa ovvju, u s-sors tal-materja prima huwa wiesa '.
Fost dawn, karbur tas-silikon sinterizzat ta 'reazzjoni (RBSiC) għandu temperatura ta' sinterizzazzjoni baxxa, spiża baxxa ta 'produzzjoni, densifikazzjoni għolja tal-materjal, u kważi l-ebda tnaqqis fil-volum waqt is-sinterizzazzjoni tar-reazzjoni. Huwa partikolarment adattat għall-preparazzjoni ta 'partijiet strutturali ta' daqs kbir u kumplessi. Għalhekk, huwa l-aktar adattat għall-produzzjoni ta 'prodotti ta' daqs kbir u kumplessi bħal appoġġi tad-dgħajjes, dgħajjes, paddles cantilever, tubi tal-forn, eċċ.
Dgħajjes tal-wejfer tal-karbur tas-silikongħandhom ukoll prospetti kbar ta 'żvilupp fil-futur. Irrispettivament mill-proċess LPCVD jew mill-proċess ta 'espansjoni tal-boron, il-ħajja tad-dgħajsa tal-kwarz hija relattivament baxxa, u l-koeffiċjent ta' espansjoni termali tal-materjal tal-kwarz huwa inkonsistenti ma 'dak tal-materjal tal-karbur tas-silikon. Għalhekk, huwa faċli li jkun hemm devjazzjonijiet fil-proċess ta 'tqabbil mad-detentur tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon f'temperatura għolja, li jwassal għas-sitwazzjoni li tħawwad id-dgħajsa jew saħansitra tkisser id-dgħajsa. Id-dgħajsa tal-karbur tas-silikon tadotta r-rotta tal-proċess tal-iffurmar ta 'biċċa waħda u l-ipproċessar ġenerali. Ir-rekwiżiti tat-tolleranza tal-forma u l-pożizzjoni tiegħu huma għoljin, u jikkoopera aħjar mad-detentur tad-dgħajsa tal-karbur tas-silikon. Barra minn hekk, il-karbur tas-silikon għandu qawwa għolja, u d-dgħajsa hija ħafna inqas probabbli li tinkiser minħabba ħabta umana mid-dgħajsa tal-kwarz.
Dgħajsa tal-wejfer tal-karbur tas-silikon
It-tubu tal-forn huwa l-komponent ewlieni tat-trasferiment tas-sħana tal-forn, li għandu rwol fis-siġillar u t-trasferiment uniformi tas-sħana. Meta mqabbel ma 'tubi tal-forn tal-kwarz, it-tubi tal-forn tal-karbur tas-silikon għandhom konduttività termali tajba, tisħin uniformi, u stabbiltà termali tajba, u l-ħajja tagħhom hija aktar minn 5 darbiet dik tat-tubi tal-kwarz.
Sommarju
B'mod ġenerali, kemm jekk f'termini ta 'prestazzjoni tal-prodott jew spiża tal-użu, materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon għandhom aktar vantaġġi minn materjali tal-kwarz f'ċerti aspetti tal-qasam taċ-ċelloli solari. L-applikazzjoni ta 'materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon fl-industrija fotovoltajka għenet ħafna lill-kumpaniji fotovoltajċi jnaqqsu l-ispiża tal-investiment ta' materjali awżiljarji u jtejbu l-kwalità u l-kompetittività tal-prodott. Fil-futur, bl-applikazzjoni fuq skala kbira ta 'tubi tal-forn tal-karbur tas-silikon ta' daqs kbir, dgħajjes tal-karbur tas-silikon ta 'purità għolja u appoġġi tad-dgħajjes u t-tnaqqis kontinwu tal-ispejjeż, l-applikazzjoni ta' materjali taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon fil-qasam taċ-ċelloli fotovoltajċi se ssir fattur ewlieni fit-titjib tal-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija ħafifa u t-tnaqqis tal-ispejjeż tal-industrija fil-qasam tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka, u se jkollu impatt importanti fuq l-iżvilupp tal-enerġija fotovoltajka ġdida.
Ħin tal-post: Nov-05-2024