S neustálym vývojom dnešného sveta sa neobnoviteľná energia čoraz viac vyčerpáva a ľudská spoločnosť je čoraz naliehavejšia využívať obnoviteľnú energiu reprezentovanú „vetrom, svetlom, vodou a jadrovou energiou“. V porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi energie majú ľudia najvyspelejšiu, najbezpečnejšiu a najspoľahlivejšiu technológiu na využívanie slnečnej energie. Medzi nimi sa mimoriadne rýchlo rozvinul priemysel fotovoltaických článkov s vysoko čistým kremíkom ako substrátom. Ku koncu roka 2023 kumulatívna solárna fotovoltaická inštalovaná kapacita v mojej krajine presiahla 250 gigawattov a výroba fotovoltaickej energie dosiahla 266,3 miliardy kWh, čo predstavuje medziročný nárast približne o 30 % a novo pridaná kapacita výroby elektrickej energie je 78,42 mil. kilowattov, čo predstavuje medziročný nárast o 154 %. Ku koncu júna bola kumulatívna inštalovaná kapacita výroby fotovoltaickej energie približne 470 miliónov kilowattov, čo prekonalo vodnú energiu a stalo sa druhým najväčším zdrojom energie v mojej krajine.
Zatiaľ čo sa fotovoltaický priemysel rýchlo rozvíja, rýchlo sa rozvíja aj priemysel nových materiálov, ktorý ho podporuje. Kremenné komponenty ako naprkremenné tégliky, kremenné člny a kremenné fľaše sú medzi nimi, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu vo fotovoltaickom výrobnom procese. Napríklad kremenné tégliky sa používajú na uchovávanie roztaveného kremíka pri výrobe kremíkových tyčí a kremíkových ingotov; kremenné člny, rúrky, fľaše, čistiace nádrže atď. zohrávajú nosnú funkciu v difúznych, čistiacich a iných procesných prepojeniach pri výrobe solárnych článkov atď., čím zabezpečujú čistotu a kvalitu kremíkových materiálov.
Hlavné aplikácie kremenných komponentov pre fotovoltaickú výrobu
Vo výrobnom procese solárnych fotovoltaických článkov sa kremíkové pláty umiestňujú na plátkový čln a čln sa umiestňuje na plátkový čln na podporu difúzie, LPCVD a iných tepelných procesov, zatiaľ čo konzolová lopatka z karbidu kremíka je kľúčovým zaťažovacím komponentom pre pohyb. nosič člna nesúci kremíkové doštičky do a z ohrievacej pece. Ako je znázornené na obrázku nižšie, konzolová lopatka z karbidu kremíka môže zabezpečiť sústrednosť kremíkového plátku a rúry pece, čím sa difúzia a pasivácia stanú rovnomernejšie. Zároveň je bez znečistenia a nedeformuje sa pri vysokých teplotách, má dobrú odolnosť proti tepelným šokom a veľkú nosnosť a je široko používaný v oblasti fotovoltaických článkov.
Schematický diagram kľúčových komponentov nabíjania batérie
V procese difúzie mäkkého pristátia je tradičný kremenný čln aoblátkový člnJe potrebné vložiť kremíkový plátok spolu s kremenným držiakom člna do kremennej trubice v difúznej peci. Pri každom procese difúzie sa kremíkový nosič člna naplnený kremíkovými doštičkami umiestni na lopatku z karbidu kremíka. Potom, čo lopatka z karbidu kremíka vstúpi do kremennej trubice, lopatka sa automaticky potopí, aby položila kremennú podperu člna a kremíkový plátok, a potom sa pomaly vráti späť do východiskovej polohy. Po každom procese je potrebné odstrániť kremennú podperu člnalopatka z karbidu kremíka. Takáto častá prevádzka spôsobí dlhodobé opotrebovanie kremennej podpery člna. Keď kremenná podpera člna praskne a zlomí sa, celá kremenná podpera člna spadne z lopatky z karbidu kremíka a následne poškodí kremenné časti, kremíkové doštičky a lopatky z karbidu kremíka pod nimi. Lopatka z karbidu kremíka je drahá a nedá sa opraviť. Akonáhle dôjde k nehode, spôsobí obrovské škody na majetku.
V procese LPCVD sa vyskytnú nielen vyššie uvedené problémy s tepelným napätím, ale keďže proces LPCVD vyžaduje, aby silánový plyn prechádzal cez kremíkový plátok, dlhodobý proces tiež vytvorí kremíkový povlak na nosiči plátku a oblátkový čln. V dôsledku nejednotnosti koeficientov tepelnej rozťažnosti potiahnutého kremíka a kremeňa podpera člna a čln prasknú a životnosť sa výrazne zníži. Životnosť obyčajných kremenných člnov a lodných podpier v procese LPCVD je zvyčajne len 2 až 3 mesiace. Preto je obzvlášť dôležité vylepšiť nosný materiál lode, aby sa zvýšila pevnosť a životnosť podpery lode, aby sa predišlo takýmto nehodám.
Stručne povedané, ako sa procesný čas a počet krát pri výrobe solárnych článkov zvyšujú, kremenné člny a ďalšie komponenty sú náchylné na skryté praskliny alebo dokonca zlomy. Životnosť kremenných člnov a kremenných trubíc v súčasných bežných výrobných linkách v Číne je približne 3-6 mesiacov a je potrebné ich pravidelne odstavovať z dôvodu čistenia, údržby a výmeny kremenných nosičov. Okrem toho je kremenný piesok vysokej čistoty používaný ako surovina pre kremenné komponenty v súčasnosti v stave napätej ponuky a dopytu a cena sa dlhodobo pohybuje na vysokej úrovni, čo zjavne neprispieva k zlepšeniu výroby efektívnosť a ekonomické výhody.
Keramika z karbidu kremíka"ukázať sa"
Teraz ľudia prišli s materiálom s lepším výkonom, ktorý by nahradil niektoré kremenné komponenty - keramiku z karbidu kremíka.
Keramika z karbidu kremíka má dobrú mechanickú pevnosť, tepelnú stabilitu, odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti oxidácii, odolnosť proti tepelným šokom a chemickú koróziu a je široko používaná v horúcich oblastiach, ako je metalurgia, strojárstvo, nová energia a stavebné materiály a chemikálie. Jeho výkon je dostatočný aj na difúziu článkov TOPcon vo fotovoltaickej výrobe, LPCVD (nízkotlaková chemická depozícia z plynnej fázy), PECVD (plazmová chemická depozícia z plynnej fázy) a ďalšie prepojenia tepelných procesov.
Podpera člna z karbidu kremíka LPCVD a podpera člna z karbidu kremíka expandovaného bórom
V porovnaní s tradičnými kremennými materiálmi majú podpery lodí, člny a rúrkové výrobky vyrobené z keramických materiálov z karbidu kremíka vyššiu pevnosť, lepšiu tepelnú stabilitu, nedochádza k deformácii pri vysokých teplotách a životnosť je viac ako 5-krát väčšia ako životnosť kremenných materiálov, čo môže výrazne znížiť náklady na používanie a stratu energie spôsobenú údržbou a prestojmi. Cenová výhoda je zrejmá a zdroj surovín je široký.
Medzi nimi má reakčný spekaný karbid kremíka (RBSiC) nízku teplotu spekania, nízke výrobné náklady, vysoké zahustenie materiálu a takmer žiadne zmršťovanie objemu počas reakčného spekania. Je vhodný najmä na prípravu veľkorozmerných a tvarovo zložitých konštrukčných dielov. Preto je najvhodnejší na výrobu veľkých a zložitých výrobkov, ako sú lodné podpery, člny, konzolové lopatky, pece atď.
Lodičky z karbidu kremíkamajú tiež veľkú perspektívu rozvoja do budúcnosti. Bez ohľadu na proces LPCVD alebo proces expanzie bóru je životnosť kremenného člna relatívne nízka a koeficient tepelnej rozťažnosti kremenného materiálu nie je konzistentný s koeficientom tepelnej rozťažnosti materiálu z karbidu kremíka. Preto je ľahké mať odchýlky v procese prispôsobenia sa držiaku člna z karbidu kremíka pri vysokej teplote, čo vedie k otrasom člna alebo dokonca k rozbitiu člna. Loď z karbidu kremíka využíva procesnú cestu formovania z jedného kusu a celkového spracovania. Jeho požiadavky na toleranciu tvaru a polohy sú vysoké a lepšie spolupracuje s držiakom člna z karbidu kremíka. Okrem toho má karbid kremíka vysokú pevnosť a je oveľa menej pravdepodobné, že sa loď zlomí v dôsledku kolízie s človekom ako kremenná loď.
Loď z karbidu kremíka
Rúrka pece je hlavnou súčasťou pece na prenos tepla, ktorá zohráva úlohu pri tesnení a rovnomernom prenose tepla. V porovnaní s kremennými pecnými rúrami majú pecné rúry z karbidu kremíka dobrú tepelnú vodivosť, rovnomerné zahrievanie a dobrú tepelnú stabilitu a ich životnosť je viac ako 5-krát dlhšia ako životnosť kremenných rúr.
Zhrnutie
Vo všeobecnosti, či už z hľadiska výkonu produktu alebo nákladov na použitie, keramické materiály z karbidu kremíka majú v určitých aspektoch poľa solárnych článkov viac výhod ako kremenné materiály. Aplikácia keramických materiálov z karbidu kremíka vo fotovoltaickom priemysle výrazne pomohla fotovoltaickým spoločnostiam znížiť investičné náklady na pomocné materiály a zlepšiť kvalitu a konkurencieschopnosť produktov. V budúcnosti, s rozsiahlym používaním veľkorozmerových pecí z karbidu kremíka, člnov a podpier z karbidu kremíka s vysokou čistotou a neustálym znižovaním nákladov, sa aplikácia keramických materiálov z karbidu kremíka v oblasti fotovoltaických článkov stane kľúčovým faktorom pri zlepšovaní účinnosti premeny svetelnej energie a znižovaní priemyselných nákladov v oblasti výroby fotovoltaickej energie a bude mať významný vplyv na rozvoj novej fotovoltaickej energie.
Čas uverejnenia: 5. novembra 2024