Odată cu dezvoltarea continuă a lumii de astăzi, energia neregenerabilă devine din ce în ce mai epuizată, iar societatea umană este din ce în ce mai urgent să utilizeze energia regenerabilă reprezentată de „vânt, lumină, apă și nuclear”. În comparație cu alte surse de energie regenerabilă, ființele umane au cea mai matură, sigură și fiabilă tehnologie pentru utilizarea energiei solare. Printre acestea, industria celulelor fotovoltaice cu siliciu de înaltă puritate ca substrat s-a dezvoltat extrem de rapid. Până la sfârșitul anului 2023, capacitatea instalată cumulativă de energie solară fotovoltaică a țării mele a depășit 250 de gigawați, iar generarea de energie fotovoltaică a atins 266,3 miliarde kWh, o creștere de aproximativ 30% față de an, iar capacitatea nou adăugată de generare a energiei este de 78,42 milioane. kilowați, o creștere de 154% de la an la an. La sfârșitul lunii iunie, capacitatea instalată cumulativă de generare a energiei fotovoltaice a fost de aproximativ 470 de milioane de kilowați, ceea ce a depășit hidrocentrala pentru a deveni a doua cea mai mare sursă de energie din țara mea.
În timp ce industria fotovoltaică se dezvoltă rapid, noua industrie a materialelor care o susține se dezvoltă și ea rapid. Componente de cuarț precumcreuzete de cuarț, bărcile de cuarț și sticlele de cuarț se numără printre acestea, jucând un rol important în procesul de fabricație fotovoltaic. De exemplu, creuzetele de cuarț sunt folosite pentru a reține siliciul topit în producția de tije de siliciu și lingouri de siliciu; Bărcile de cuarț, tuburile, sticlele, rezervoarele de curățare etc. joacă o funcție portantă în difuzarea, curățarea și alte legături de proces în producția de celule solare etc., asigurând puritatea și calitatea materialelor siliconice.
Principalele aplicații ale componentelor din cuarț pentru producția fotovoltaică
În procesul de fabricație a celulelor solare fotovoltaice, plachetele de siliciu sunt plasate pe o barcă de napolitană, iar barca este plasată pe un suport de barcă de napolitană pentru difuzie, LPCVD și alte procese termice, în timp ce paleta cantilever din carbură de siliciu este componenta cheie de încărcare pentru deplasare. suportul pentru barcă care transportă napolitane de siliciu în și din cuptorul de încălzire. După cum se arată în figura de mai jos, paleta cantilever din carbură de siliciu poate asigura concentricitatea plachetei de siliciu și a tubului cuptorului, făcând astfel difuzia și pasivarea mai uniforme. În același timp, este lipsit de poluare și nedeformat la temperaturi ridicate, are o bună rezistență la șoc termic și o capacitate mare de încărcare și a fost utilizat pe scară largă în domeniul celulelor fotovoltaice.
Schema schematică a componentelor cheie de încărcare a bateriei
În procesul de difuzie de aterizare moale, barca tradițională de cuarț șibarcă de napolitanăsuportul trebuie să puneți napolitana de siliciu împreună cu suportul pentru barcă de cuarț în tubul de cuarț din cuptorul de difuzie. În fiecare proces de difuzie, suportul pentru barcă de cuarț umplut cu plachete de siliciu este plasat pe paleta din carbură de siliciu. După ce paleta cu carbură de siliciu intră în tubul de cuarț, paleta se scufundă automat pentru a pune jos suportul bărcii de cuarț și napolitana de siliciu, apoi se întoarce încet la origine. După fiecare proces, suportul pentru barcă de cuarț trebuie îndepărtat de pepaletă din carbură de siliciu. O astfel de operare frecventă va duce la uzura suportului de cuarț pentru bărci pe o perioadă lungă de timp. Odată ce suportul de cuarț pentru bărci se crăpă și se rupe, întregul suport de cuarț va cădea de pe paleta din carbură de siliciu și apoi va deteriora piesele de cuarț, plăcile de siliciu și paletele de carbură de siliciu de mai jos. Paleta din carbură de siliciu este scumpă și nu poate fi reparată. Odată ce are loc un accident, acesta va cauza pierderi uriașe de proprietăți.
În procesul LPCVD, nu numai că vor apărea problemele de stres termic menționate mai sus, dar, deoarece procesul LPCVD necesită ca gazul silan să treacă prin placheta de siliciu, procesul pe termen lung va forma, de asemenea, o acoperire de siliciu pe suportul bărcii napolitane și barcă de napolitană. Datorită inconsecvenței coeficienților de dilatare termică ai siliconului și cuarțului acoperiți, suportul și barca se vor crăpa, iar durata de viață va fi redusă serios. Durata de viață a bărcilor obișnuite din cuarț și a suporturilor pentru bărci în procesul LPCVD este de obicei de numai 2 până la 3 luni. Prin urmare, este deosebit de important să se îmbunătățească materialul suport pentru ambarcațiune pentru a crește rezistența și durata de viață a suportului pentru ambarcațiune pentru a evita astfel de accidente.
Pe scurt, pe măsură ce timpul procesului și numărul de ori cresc în timpul producției de celule solare, bărcile de cuarț și alte componente sunt predispuse la fisuri ascunse sau chiar la spargeri. Durata de viață a bărcilor și tuburilor de cuarț în liniile de producție curente din China este de aproximativ 3-6 luni și trebuie oprite în mod regulat pentru curățarea, întreținerea și înlocuirea suporturilor de cuarț. În plus, nisipul de cuarț de înaltă puritate utilizat ca materie primă pentru componentele de cuarț se află în prezent într-o stare de cerere și ofertă strânsă, iar prețul rulează de mult timp la un nivel ridicat, ceea ce, evident, nu este propice pentru îmbunătățirea producției. eficienta si beneficii economice.
Ceramica cu carbură de siliciu"apara"
Acum, oamenii au venit cu un material cu performanțe mai bune pentru a înlocui unele componente de cuarț - ceramica cu carbură de siliciu.
Ceramica cu carbură de siliciu are rezistență mecanică bună, stabilitate termică, rezistență la temperaturi ridicate, rezistență la oxidare, rezistență la șocuri termice și rezistență la coroziune chimică și sunt utilizate pe scară largă în domenii fierbinți, cum ar fi metalurgie, mașini, energie nouă și materiale de construcție și substanțe chimice. Performanța sa este, de asemenea, suficientă pentru difuzarea celulelor TOPcon în producția fotovoltaică, LPCVD (depunere de vapori chimici la presiune joasă), PECVD (depunere de vapori chimici în plasmă) și alte legături de proces termic.
Suport pentru barcă LPCVD din carbură de siliciu și suport pentru barcă din carbură de siliciu cu bor expandat
În comparație cu materialele tradiționale din cuarț, suporturile pentru bărci, bărcile și produsele din tuburi realizate din materiale ceramice cu carbură de siliciu au o rezistență mai mare, o stabilitate termică mai bună, nu se deformează la temperaturi ridicate și o durată de viață de peste 5 ori mai mare decât a materialelor din cuarț, ceea ce poate semnificativ. reduce costurile de utilizare și pierderile de energie cauzate de întreținere și timpi de nefuncționare. Avantajul de cost este evident, iar sursa de materii prime este largă.
Printre acestea, carbura de siliciu sinterizată cu reacție (RBSiC) are o temperatură scăzută de sinterizare, cost de producție scăzut, densificare mare a materialului și aproape nicio contracție a volumului în timpul sinterizării reacției. Este deosebit de potrivit pentru pregătirea pieselor structurale de dimensiuni mari și de formă complexă. Prin urmare, este cel mai potrivit pentru producția de produse de dimensiuni mari și complexe, cum ar fi suporturi pentru bărci, bărci, palete cantilever, tuburi pentru cuptor etc.
Barci cu napolitană din carbură de siliciuau, de asemenea, perspective mari de dezvoltare în viitor. Indiferent de procesul LPCVD sau de procesul de expansiune a borului, durata de viață a bărcii de cuarț este relativ scăzută, iar coeficientul de dilatare termică al materialului de cuarț este incompatibil cu cel al materialului din carbură de siliciu. Prin urmare, este ușor să aveți abateri în procesul de potrivire cu suportul bărcii din carbură de siliciu la temperatură ridicată, ceea ce duce la situația de scuturare a bărcii sau chiar de rupere a bărcii. Barca cu carbură de siliciu adoptă traseul procesului de turnare dintr-o singură bucată și procesare generală. Cerințele sale de formă și toleranță la poziție sunt ridicate și cooperează mai bine cu suportul pentru bărci din carbură de siliciu. În plus, carbura de siliciu are o rezistență ridicată, iar barca este mult mai puțin probabil să se rupă din cauza coliziunii umane decât barca cu cuarț.
Barcă cu napolitană din carbură de siliciu
Tubul cuptorului este componenta principală de transfer de căldură a cuptorului, care joacă un rol în etanșarea și transferul uniform de căldură. În comparație cu tuburile pentru cuptor cu cuarț, tuburile pentru cuptor cu carbură de siliciu au o conductivitate termică bună, încălzire uniformă și o stabilitate termică bună, iar durata lor de viață este de peste 5 ori mai mare decât a tuburilor de cuarț.
Rezumat
În general, fie în ceea ce privește performanța produsului sau costul de utilizare, materialele ceramice cu carbură de siliciu au mai multe avantaje decât materialele de cuarț în anumite aspecte ale domeniului celulelor solare. Aplicarea materialelor ceramice cu carbură de siliciu în industria fotovoltaică a ajutat foarte mult companiile fotovoltaice să reducă costurile de investiții ale materialelor auxiliare și să îmbunătățească calitatea și competitivitatea produselor. În viitor, odată cu aplicarea pe scară largă a tuburilor de cuptor cu carbură de siliciu de dimensiuni mari, bărci cu carbură de siliciu de înaltă puritate și suporturi pentru bărci și reducerea continuă a costurilor, aplicarea materialelor ceramice cu carbură de siliciu în domeniul celulelor fotovoltaice va deveni un factor cheie în îmbunătățirea eficienței conversiei energiei luminoase și reducerea costurilor industriei în domeniul generării de energie fotovoltaică și va avea un impact important asupra dezvoltării noii energie fotovoltaice.
Ora postării: 05-nov-2024