सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक: फोटोभोल्टिक क्वार्ट्ज कम्पोनेन्टहरूको टर्मिनेटर

आजको संसारको निरन्तर विकासको साथ, गैर-नवीकरणीय ऊर्जा बढ्दो रूपमा समाप्त हुँदै गइरहेको छ, र मानव समाजले "हावा, प्रकाश, पानी र आणविक" द्वारा प्रतिनिधित्व गर्ने नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोग गर्न बढ्दो जरुरी छ। अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूको तुलनामा, सौर्य ऊर्जा प्रयोग गर्नका लागि मानवसँग सबैभन्दा परिपक्व, सुरक्षित र भरपर्दो प्रविधि छ। ती मध्ये, सब्सट्रेट रूपमा उच्च शुद्धता सिलिकन संग फोटोभोल्टिक सेल उद्योग अत्यन्त छिटो विकास भएको छ। 2023 को अन्त्य सम्म, मेरो देशको संचयी सौर फोटोभोल्टिक स्थापित क्षमता 250 गिगावाट नाघेको छ, र फोटोभोल्टिक उर्जा उत्पादन 266.3 बिलियन kWh पुगेको छ, वार्षिक रूपमा लगभग 30% ले वृद्धि भएको छ, र नयाँ थपिएको ऊर्जा उत्पादन क्षमता 78.42 मिलियन छ। किलोवाट, 154% वार्षिक वृद्धि। जुनको अन्त्यसम्म, फोटोभोल्टिक पावर उत्पादनको संचयी स्थापित क्षमता लगभग 470 मिलियन किलोवाट थियो, जसले जलविद्युतलाई पार गर्दै मेरो देशको दोस्रो ठूलो ऊर्जा स्रोत बन्यो।

फोटोभोल्टिक उद्योग द्रुत रूपमा विकास भइरहेको बेला, यसलाई समर्थन गर्ने नयाँ सामग्री उद्योग पनि द्रुत रूपमा विकास भइरहेको छ। क्वार्ट्ज घटकहरू जस्तैक्वार्ट्ज क्रुसिबल, क्वार्ट्ज डुङ्गाहरू, र क्वार्ट्ज बोतलहरू तिनीहरूमध्ये छन्, फोटोभोल्टिक निर्माण प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्दै। उदाहरणका लागि, क्वार्ट्ज क्रुसिबलहरू सिलिकन रडहरू र सिलिकन इन्गटहरूको उत्पादनमा पिघलाएको सिलिकन समात्न प्रयोग गरिन्छ; क्वार्ट्ज डुङ्गाहरू, ट्युबहरू, बोतलहरू, सफा गर्ने ट्याङ्कीहरू, इत्यादिले सिलिकन सामग्रीहरूको शुद्धता र गुणस्तर सुनिश्चित गर्दै सौर्य कोशिकाहरूको उत्पादनमा फैलावट, सफाई र अन्य प्रक्रिया लिङ्कहरूमा असर गर्ने कार्य खेल्छ।

फोटोभोल्टिक निर्माणको लागि क्वार्ट्ज कम्पोनेन्टहरूको मुख्य अनुप्रयोगहरू

सौर्य फोटोभोल्टिक सेलहरूको निर्माण प्रक्रियामा, सिलिकन वेफरहरू वेफर डुङ्गामा राखिन्छन्, र डुङ्गालाई डिफ्युजन, LPCVD र अन्य थर्मल प्रक्रियाहरूको लागि वेफर डुङ्गा समर्थनमा राखिन्छ, जबकि सिलिकन कार्बाइड क्यान्टिलभर प्याडल सार्नको लागि मुख्य लोडिङ घटक हो। तताउने भित्र र बाहिर सिलिकन वेफर्स बोक्ने डुङ्गा समर्थन भट्टी। तलको चित्रमा देखाइए अनुसार, सिलिकन कार्बाइड क्यान्टिलिभर प्याडलले सिलिकन वेफर र फर्नेस ट्यूबको एकाग्रता सुनिश्चित गर्न सक्छ, जसले गर्दा फैलावट र निष्क्रियतालाई थप एकरूप बनाउँछ। एकै समयमा, यो प्रदूषण-रहित र उच्च तापमानमा गैर-विकृत छ, राम्रो थर्मल झटका प्रतिरोध र ठूलो लोड क्षमता छ, र फोटोभोल्टिक कोशिकाहरूको क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।

कुञ्जी ब्याट्री लोडिङ घटकहरूको योजनाबद्ध रेखाचित्र

नरम अवतरण प्रसार प्रक्रियामा, परम्परागत क्वार्ट्ज डुङ्गा रवेफर डुङ्गासमर्थनलाई डिफ्युजन फर्नेसमा क्वार्ट्ज ट्यूबमा क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थनसँग सिलिकन वेफर राख्न आवश्यक छ। प्रत्येक प्रसार प्रक्रियामा, सिलिकन वेफर्सले भरिएको क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थन सिलिकन कार्बाइड प्याडलमा राखिन्छ। सिलिकन कार्बाइड प्याडल क्वार्ट्ज ट्यूबमा प्रवेश गरेपछि, क्वार्ट्ज डुङ्गा सपोर्ट र सिलिकन वेफरलाई तल राख्नको लागि प्याडल स्वतः डुब्छ, र त्यसपछि बिस्तारै मूलमा फर्कन्छ। प्रत्येक प्रक्रिया पछि, क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थन हटाउन आवश्यक छसिलिकन कार्बाइड प्याडल। यस्तो बारम्बार सञ्चालनले क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थन लामो समयको अवधिमा बाहिर निस्कने कारण हुनेछ। एक पटक क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थन दरार र ब्रेक, सम्पूर्ण क्वार्ट्ज डुङ्गा समर्थन सिलिकन कार्बाइड प्याडलबाट खस्नेछ, र त्यसपछि क्वार्ट्ज भागहरू, सिलिकन वेफर्स र सिलिकन कार्बाइड प्याडलहरूलाई क्षति पुर्‍याउँछ। सिलिकन कार्बाइड प्याडल महँगो छ र मर्मत गर्न सकिँदैन। एक पटक दुर्घटना भयो, यसले ठूलो सम्पत्ति नोक्सान निम्त्याउँछ।

LPCVD प्रक्रियामा, माथि उल्लिखित थर्मल तनाव समस्याहरू मात्र हुनेछैन, तर LPCVD प्रक्रियालाई सिलिकन वेफरबाट पार गर्न सिलेन ग्यास आवश्यक पर्ने हुनाले, दीर्घकालीन प्रक्रियाले वेफर डुङ्गा समर्थनमा सिलिकन कोटिंग पनि बनाउँदछ। वेफर डुङ्गा। लेपित सिलिकन र क्वार्ट्जको थर्मल विस्तार गुणांकहरूको असंगतताको कारण, डुङ्गा समर्थन र डुङ्गा क्र्याक हुनेछ, र जीवन अवधि गम्भीर रूपमा कम हुनेछ। LPCVD प्रक्रियामा साधारण क्वार्ट्ज डुङ्गा र डुङ्गा समर्थनहरूको जीवन अवधि सामान्यतया 2 देखि 3 महिना मात्र हुन्छ। त्यसकारण, यस्तो दुर्घटनाहरूबाट बच्न डुङ्गा समर्थनको बल र सेवा जीवन बढाउन डुङ्गा समर्थन सामग्री सुधार गर्न विशेष गरी महत्त्वपूर्ण छ।

छोटकरीमा, सौर्य कोशिकाहरूको उत्पादनको क्रममा प्रक्रियाको समय र संख्या बढ्दै जाँदा, क्वार्ट्ज डुङ्गाहरू र अन्य कम्पोनेन्टहरू लुकेका दरारहरू वा भत्कने सम्भावना हुन्छ। चीनमा हालको मुख्यधारा उत्पादन लाइनहरूमा क्वार्ट्ज डुङ्गाहरू र क्वार्ट्ज ट्यूबहरूको जीवन लगभग 3-6 महिना हो, र तिनीहरूलाई सफाई, मर्मत, र क्वार्ट्ज वाहकहरूको प्रतिस्थापनको लागि नियमित रूपमा बन्द गर्न आवश्यक छ। यसबाहेक, क्वार्ट्ज कम्पोनेन्टहरूका लागि कच्चा मालको रूपमा प्रयोग हुने उच्च-शुद्धता क्वार्ट्ज बालुवा हाल आपूर्ति र मागको स्थितिमा छ, र मूल्य लामो समयदेखि उच्च स्तरमा चलिरहेको छ, जुन स्पष्ट रूपमा उत्पादन सुधार गर्न अनुकूल छैन। दक्षता र आर्थिक लाभ।

सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक"देखाउनु"

अब, मानिसहरू क्वार्ट्ज कम्पोनेन्टहरू - सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकहरू प्रतिस्थापन गर्न राम्रो प्रदर्शनको साथ सामग्री लिएर आएका छन्।

सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकमा राम्रो मेकानिकल बल, थर्मल स्थिरता, उच्च तापमान प्रतिरोध, अक्सीकरण प्रतिरोध, थर्मल झटका प्रतिरोध र रासायनिक जंग प्रतिरोध छ, र व्यापक रूपमा तातो क्षेत्रहरू जस्तै धातु विज्ञान, मेसिनरी, नयाँ ऊर्जा, र निर्माण सामग्री र रसायनहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यसको प्रदर्शन फोटोभोल्टिक निर्माण, LPCVD (कम चापको रासायनिक वाष्प निक्षेप), PECVD (प्लाज्मा रासायनिक वाष्प निक्षेप) र अन्य थर्मल प्रक्रिया लिङ्कहरूमा TOPcon कोशिकाहरूको प्रसारको लागि पनि पर्याप्त छ।

LPCVD सिलिकन कार्बाइड डुङ्गा समर्थन र बोरन-विस्तारित सिलिकन कार्बाइड डुङ्गा समर्थन

परम्परागत क्वार्ट्ज सामग्रीको तुलनामा, सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक सामग्रीबाट बनेको डुङ्गा समर्थन, डुङ्गा र ट्यूब उत्पादनहरूमा उच्च शक्ति, राम्रो थर्मल स्थिरता, उच्च तापक्रममा कुनै विकृति छैन, र क्वार्ट्ज सामग्रीको 5 गुणा भन्दा बढीको आयु हुन्छ, जसले महत्त्वपूर्ण रूपमा गर्न सक्छ। प्रयोगको लागत र मर्मत र डाउनटाइमको कारणले हुने ऊर्जाको हानि कम गर्नुहोस्। लागत लाभ स्पष्ट छ, र कच्चा माल को स्रोत फराकिलो छ।

ती मध्ये, प्रतिक्रिया sintered सिलिकन कार्बाइड (RBSiC) कम sintering तापमान, कम उत्पादन लागत, उच्च सामग्री घनत्व, र प्रतिक्रिया sintering को समयमा लगभग कुनै मात्रा संकोचन छ। यो विशेष गरी ठूलो आकारको र जटिल आकारको संरचनात्मक भागहरूको तयारीको लागि उपयुक्त छ। तसर्थ, यो ठूलो आकारको र जटिल उत्पादनहरू जस्तै डुङ्गा समर्थन, डुङ्गा, क्यान्टिलिभर प्याडलहरू, फर्नेस ट्यूबहरू, आदिको उत्पादनको लागि सबैभन्दा उपयुक्त छ।

सिलिकन कार्बाइड वेफर डुङ्गाहरूभविष्यमा ठूलो विकास सम्भावनाहरू पनि छन्। LPCVD प्रक्रिया वा बोरन विस्तार प्रक्रिया को बावजूद, क्वार्ट्ज डुङ्गा को जीवन अपेक्षाकृत कम छ, र क्वार्ट्ज सामाग्री को थर्मल विस्तार गुणांक सिलिकन कार्बाइड सामाग्री संग असंगत छ। त्यसकारण, उच्च तापक्रममा सिलिकन कार्बाइड डुङ्गा होल्डरसँग मिल्ने प्रक्रियामा विचलनहरू हुन सजिलो छ, जसले डुङ्गा हल्लाउने वा डुङ्गा भाँच्ने अवस्था निम्त्याउँछ। सिलिकन कार्बाइड डुङ्गाले एक-टुक्रा मोल्डिंग र समग्र प्रशोधनको प्रक्रिया मार्ग अपनाउछ। यसको आकार र स्थिति सहिष्णुता आवश्यकताहरू उच्च छन्, र यसले सिलिकन कार्बाइड डुङ्गा होल्डरसँग राम्रोसँग सहकार्य गर्दछ। थप रूपमा, सिलिकन कार्बाइड उच्च शक्ति छ, र क्वार्ट्ज डुङ्गा भन्दा मानव टक्करको कारण डुङ्गा फुट्ने सम्भावना धेरै कम छ।

सिलिकन कार्बाइड वेफर डुङ्गा

फर्नेस ट्यूब फर्नेसको मुख्य तातो स्थानान्तरण घटक हो, जसले सील र समान ताप स्थानान्तरणमा भूमिका खेल्छ। क्वार्ट्ज फर्नेस ट्यूबहरूको तुलनामा, सिलिकन कार्बाइड फर्नेस ट्यूबहरूमा राम्रो थर्मल चालकता, समान ताप, र राम्रो थर्मल स्थिरता छ, र तिनीहरूको जीवन क्वार्ट्ज ट्यूबहरू भन्दा 5 गुणा बढी छ।

सारांश

सामान्यतया, उत्पादन प्रदर्शन वा प्रयोगको लागतको सन्दर्भमा, सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक सामग्रीहरू सौर सेल क्षेत्रका केही पक्षहरूमा क्वार्ट्ज सामग्रीहरू भन्दा बढी फाइदाहरू छन्। फोटोभोल्टिक उद्योगमा सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक सामग्रीको प्रयोगले फोटोभोल्टिक कम्पनीहरूलाई सहायक सामग्रीको लगानी लागत घटाउन र उत्पादनको गुणस्तर र प्रतिस्पर्धात्मकता सुधार गर्न मद्दत गरेको छ। भविष्यमा, ठूलो आकारको सिलिकन कार्बाइड फर्नेस ट्यूबहरू, उच्च-शुद्धता सिलिकन कार्बाइड डुङ्गाहरू र डुङ्गा समर्थनहरू र लागतको निरन्तर कमीको साथ, फोटोभोल्टिक कोशिकाहरूको क्षेत्रमा सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक सामग्रीको प्रयोगको साथ। प्रकाश ऊर्जा रूपान्तरण को दक्षता सुधार र फोटोभोल्टिक को क्षेत्र मा उद्योग लागत कम गर्न को लागी एक प्रमुख कारक ऊर्जा उत्पादन, र फोटोभोल्टिक नयाँ ऊर्जा को विकास मा एक महत्वपूर्ण प्रभाव हुनेछ।