Med den kontinuerlige utviklingen av dagens verden, blir ikke-fornybar energi stadig mer oppbrukt, og det menneskelige samfunn er stadig mer presserende for å bruke fornybar energi representert ved "vind, lys, vann og kjernekraft". Sammenlignet med andre fornybare energikilder har mennesker den mest modne, sikre og pålitelige teknologien for bruk av solenergi. Blant dem har solcelleindustrien med høyrent silisium som underlag utviklet seg ekstremt raskt. Ved utgangen av 2023 har mitt lands kumulative solcelleinstallerte kapasitet overskredet 250 gigawatt, og fotovoltaisk kraftproduksjon har nådd 266,3 milliarder kWh, en økning på omtrent 30 % fra år til år, og den nylig tilførte kraftproduksjonskapasiteten er 78,42 millioner kilowatt, en økning på 154 % fra år til år. Per slutten av juni var den kumulative installerte kapasiteten for solcellekraftproduksjon omtrent 470 millioner kilowatt, som har passert vannkraften til å bli den nest største kraftkilden i mitt land.
Mens solcelleindustrien utvikler seg raskt, utvikler den nye materialindustrien som støtter den seg også raskt. Kvartskomponenter som f.ekskvartsdigeler, kvartsbåter og kvartsflasker er blant dem, og spiller en viktig rolle i den solcelleproduksjonsprosessen. For eksempel brukes kvartsdigler til å holde smeltet silisium i produksjonen av silisiumstaver og silisiumbarrer; kvartsbåter, rør, flasker, rensetanker etc. spiller en bærende funksjon i diffusjon, rengjøring og andre prosessledd i produksjonen av solceller etc., og sikrer renhet og kvalitet til silisiummaterialer.
Hovedapplikasjoner for kvartskomponenter for solcelleproduksjon
I produksjonsprosessen av solcelleceller plasseres silisiumskiver på en waferbåt, og båten plasseres på en waferbåtstøtte for diffusjon, LPCVD og andre termiske prosesser, mens silisiumkarbidutkrageren er den viktigste lastekomponenten for flytting. båtstøtten som bærer silisiumskiver inn og ut av varmeovnen. Som vist i figuren nedenfor, kan silisiumkarbidutkrageren sikre konsentrisiteten til silisiumplaten og ovnsrøret, og dermed gjøre diffusjonen og passiveringen mer jevn. Samtidig er den forurensningsfri og ikke-deformert ved høye temperaturer, har god termisk støtmotstand og stor belastningskapasitet, og har blitt mye brukt innen fotovoltaiske celler.
Skjematisk diagram over nøkkelkomponenter for batterilasting
I myklandingsdiffusjonsprosessen er den tradisjonelle kvartsbåten ogoblatbåtstøtte behov for å sette silisiumplaten sammen med kvartsbåtstøtten inn i kvartsrøret i diffusjonsovnen. I hver diffusjonsprosess plasseres kvartsbåtstøtten fylt med silisiumskiver på silisiumkarbidskovlen. Etter at silisiumkarbidpadlen kommer inn i kvartsrøret, synker padlen automatisk for å legge fra seg kvartsbåtstøtten og silisiumplaten, og løper deretter sakte tilbake til origo. Etter hver prosess må kvartsbåtstøtten fjernes frapadle av silisiumkarbid. En slik hyppig drift vil føre til at kvartsbåtstøtten slites ut over lang tid. Så snart kvartsbåtstøtten sprekker og går i stykker, vil hele kvartsbåtstøtten falle av silisiumkarbidskovlen, og deretter skade kvartsdelene, silisiumskivene og silisiumkarbidpadlene under. Silisiumkarbidpadlen er dyr og kan ikke repareres. Når en ulykke først inntreffer, vil det føre til store tap på eiendom.
I LPCVD-prosessen vil ikke bare de ovennevnte termiske stressproblemene oppstå, men siden LPCVD-prosessen krever at silangass passerer gjennom silisiumplaten, vil langtidsprosessen også danne et silisiumbelegg på waferbåtstøtten og oblatbåt. På grunn av inkonsistensen av de termiske ekspansjonskoeffisientene til det belagte silisiumet og kvarts, vil båtstøtten og båten sprekke, og levetiden vil bli alvorlig redusert. Levetiden til vanlige kvartsbåter og båtstøtter i LPCVD-prosessen er vanligvis bare 2 til 3 måneder. Derfor er det spesielt viktig å forbedre båtstøttematerialet for å øke styrken og levetiden til båtstøtten for å unngå slike ulykker.
Kort sagt, ettersom prosesstiden og antall ganger øker under produksjonen av solceller, er kvartsbåter og andre komponenter utsatt for skjulte sprekker eller til og med brudd. Levetiden til kvartsbåter og kvartsrør i de nåværende vanlige produksjonslinjene i Kina er omtrent 3-6 måneder, og de må stenges regelmessig for rengjøring, vedlikehold og utskifting av kvartsbærere. Dessuten er den høyrente kvartssanden som brukes som råmateriale for kvartskomponenter for tiden i en tilstand av stramt tilbud og etterspørsel, og prisen har holdt på et høyt nivå i lang tid, noe som åpenbart ikke bidrar til å forbedre produksjonen effektivitet og økonomiske fordeler.
Silisiumkarbidkeramikk"vise opp"
Nå har folk kommet opp med et materiale med bedre ytelse for å erstatte noen kvartskomponenter - silisiumkarbidkeramikk.
Silisiumkarbidkeramikk har god mekanisk styrke, termisk stabilitet, høy temperaturbestandighet, oksidasjonsmotstand, termisk sjokkbestandighet og kjemisk korrosjonsbestandighet, og er mye brukt i varme felt som metallurgi, maskineri, ny energi og byggematerialer og kjemikalier. Ytelsen er også tilstrekkelig for diffusjon av TOPcon-celler i fotovoltaisk produksjon, LPCVD (lavtrykkskjemisk dampavsetning), PECVD (plasmakjemisk dampavsetning) og andre termiske prosesskoblinger.
LPCVD silisiumkarbid båtstøtte og bor-ekspandert silisiumkarbid båtstøtte
Sammenlignet med tradisjonelle kvartsmaterialer har båtstøtter, båter og rørprodukter laget av silisiumkarbidkeramiske materialer høyere styrke, bedre termisk stabilitet, ingen deformasjon ved høye temperaturer og en levetid på mer enn 5 ganger så lang som kvartsmaterialer, noe som kan betydelig redusere kostnadene ved bruk og tap av energi forårsaket av vedlikehold og nedetid. Kostnadsfordelen er åpenbar, og kilden til råvarer er bred.
Blant dem har reaksjonssintret silisiumkarbid (RBSiC) lav sintringstemperatur, lave produksjonskostnader, høy materialtetthet og nesten ingen volumkrymping under reaksjonssintring. Den er spesielt egnet for fremstilling av store og komplekse konstruksjonsdeler. Derfor er den best egnet for produksjon av store og komplekse produkter som båtstøtter, båter, utkragende padler, ovnsrør, etc.
Silisiumkarbid waferbåterhar også store utviklingsmuligheter i fremtiden. Uavhengig av LPCVD-prosessen eller borekspansjonsprosessen, er levetiden til kvartsbåten relativt lav, og den termiske ekspansjonskoeffisienten til kvartsmaterialet er inkonsistent med silisiumkarbidmaterialet. Derfor er det lett å ha avvik i prosessen med å matche med silisiumkarbidbåtholderen ved høy temperatur, noe som fører til situasjonen med å riste båten eller til og med knuse båten. Silisiumkarbidbåten bruker prosessruten for støping i ett stykke og total behandling. Kravene til form og posisjonstoleranse er høye, og den samarbeider bedre med båtholderen i silisiumkarbid. I tillegg har silisiumkarbid høy styrke, og det er mye mindre sannsynlighet for at båten går i stykker på grunn av menneskelig kollisjon enn kvartsbåten.
Silisiumkarbid waferbåt
Ovnsrøret er den viktigste varmeoverføringskomponenten i ovnen, som spiller en rolle i tetting og jevn varmeoverføring. Sammenlignet med kvartsovnsrør har silisiumkarbidovnsrør god varmeledningsevne, jevn oppvarming og god termisk stabilitet, og deres levetid er mer enn 5 ganger så lang som kvartsrør.
Sammendrag
Generelt, enten det gjelder produktytelse eller brukskostnader, har silisiumkarbidkeramiske materialer flere fordeler enn kvartsmaterialer i visse aspekter av solcellefeltet. Anvendelsen av silisiumkarbidkeramiske materialer i fotovoltaisk industri har i stor grad hjulpet fotovoltaiske selskaper med å redusere investeringskostnadene for hjelpematerialer og forbedre produktkvaliteten og konkurranseevnen. I fremtiden, med storskala bruk av silisiumkarbidovnsrør i stor størrelse, silisiumkarbidbåter med høy renhet og båtstøtter og kontinuerlig kostnadsreduksjon, vil anvendelsen av silisiumkarbidkeramiske materialer innen fotovoltaiske celler bli en nøkkelfaktor for å forbedre effektiviteten av lysenergikonvertering og redusere industrikostnadene innen fotovoltaisk kraftproduksjon, og vil ha en viktig innvirkning på utviklingen av ny solcelleenergi.
Innleggstid: Nov-05-2024