Prodhimi i energjisë diellore fotovoltaike është bërë industria e re më premtuese e energjisë në botë. Krahasuar me qelizat diellore të polisilikonit dhe silikonit amorf, silikoni monokristalor, si një material gjenerues të energjisë fotovoltaike, ka një efikasitet të lartë të konvertimit fotoelektrik dhe avantazhe të jashtëzakonshme komerciale dhe është bërë rryma kryesore e prodhimit të energjisë diellore fotovoltaike. Czochralski (CZ) është një nga metodat kryesore për përgatitjen e silikonit monokristalor. Përbërja e furrës monokristaline Czochralski përfshin sistemin e furrës, sistemin e vakumit, sistemin e gazit, sistemin e fushës termike dhe sistemin e kontrollit elektrik. Sistemi i fushës termike është një nga kushtet më të rëndësishme për rritjen e silikonit monokristalor, dhe cilësia e silikonit monokristaline ndikohet drejtpërdrejt nga shpërndarja e gradientit të temperaturës së fushës termike.
Komponentët e fushës termike përbëhen kryesisht nga materiale karboni (materiale grafiti dhe materiale të përbërë karbon/karbon), të cilët sipas funksionit të tyre ndahen në pjesë mbështetëse, pjesë funksionale, elemente ngrohëse, pjesë mbrojtëse, materiale termoizoluese etj. treguar në figurën 1. Ndërsa madhësia e silikonit monokristalor vazhdon të rritet, kërkesat për madhësinë për komponentët e fushës termike po rriten gjithashtu. Materialet e përbëra karbon/karbon bëhen zgjedhja e parë për materialet e fushës termike për silikonin monokristalor për shkak të qëndrueshmërisë së tij dimensionale dhe vetive të shkëlqyera mekanike.
Në procesin e silikonit monokristalor czochralcian, shkrirja e materialit të silikonit do të prodhojë avull silikoni dhe spërkatje të silikonit të shkrirë, duke rezultuar në erozionin e silicifikimit të materialeve të fushës termike karbon/karbon, dhe vetitë mekanike dhe jetëgjatësia e materialeve të fushës termike karbon/karbon janë prekur rëndë. Prandaj, mënyra se si të reduktohet erozioni i silicifikimit të materialeve të fushës termike të karbonit/karbonit dhe të përmirësohet jeta e tyre e shërbimit është bërë një nga shqetësimet e zakonshme të prodhuesve të silikonit monokristalor dhe prodhuesve të materialeve të fushës termike të karbonit/karbonit.Veshje me karabit silikoniështë bërë zgjedhja e parë për mbrojtjen e veshjes sipërfaqësore të materialeve të fushës termike të karbonit/karbonit për shkak të rezistencës së shkëlqyer ndaj goditjeve termike dhe rezistencës ndaj konsumit.
Në këtë punim, duke u nisur nga materialet e fushës termike karbon/karbon të përdorur në prodhimin monokristalor të silikonit, prezantohen metodat kryesore të përgatitjes, avantazhet dhe disavantazhet e veshjes së karbitit të silikonit. Mbi këtë bazë, aplikimi dhe progresi i kërkimit të veshjes së karbitit të silikonit në materialet e fushës termike karbon/karbon rishikohen sipas karakteristikave të materialeve të fushës termike karbon/karbon, si dhe sugjerimet dhe drejtimet e zhvillimit për mbrojtjen e veshjes sipërfaqësore të materialeve të fushës termike karbon/karbon. janë vënë përpara.
1 Teknologjia e përgatitjes sëVeshje karabit silikoni
1.1 Metoda e futjes
Metoda e futjes përdoret shpesh për të përgatitur veshjen e brendshme të karbitit të silikonit në sistemin e materialit të përbërë C/C-sic. Kjo metodë fillimisht përdor pluhur të përzier për të mbështjellë materialin e përbërë karbon/karbon, dhe më pas kryen trajtimin termik në një temperaturë të caktuar. Një seri reaksionesh komplekse fiziko-kimike ndodhin midis pluhurit të përzier dhe sipërfaqes së kampionit për të formuar veshjen. Avantazhi i tij është se procesi është i thjeshtë, vetëm një proces i vetëm mund të përgatisë materiale të përbëra me matricë të dendur dhe pa çarje; Ndryshimi i madhësisë së vogël nga preforma në produktin përfundimtar; I përshtatshëm për çdo strukturë të përforcuar me fibra; Një gradient i caktuar i përbërjes mund të formohet midis veshjes dhe nënshtresës, i cili kombinohet mirë me nënshtresën. Megjithatë, ka edhe disavantazhe, si reaksioni kimik në temperaturë të lartë, i cili mund të dëmtojë fibrën, dhe vetitë mekanike të matricës karbon/karbon bien. Uniformiteti i veshjes është i vështirë për t'u kontrolluar, për shkak të faktorëve të tillë si graviteti, i cili e bën veshjen të pabarabartë.
1.2 Metoda e veshjes me slurry
Metoda e veshjes së llumit është përzierja e materialit të veshjes dhe lidhësit në një përzierje, lyhet në mënyrë të barabartë në sipërfaqen e matricës, pas tharjes në një atmosferë inerte, kampioni i veshur sinterohet në temperaturë të lartë dhe mund të merret veshja e kërkuar. Përparësitë janë se procesi është i thjeshtë dhe i lehtë për t'u përdorur, dhe trashësia e veshjes është e lehtë për t'u kontrolluar; Disavantazhi është se ka forcë të dobët lidhjeje midis veshjes dhe nënshtresës, dhe rezistenca ndaj goditjes termike të veshjes është e dobët dhe uniformiteti i veshjes është i ulët.
1.3 Metoda e reaksionit kimik të avullit
Metoda e reaksionit kimik të avullit (CVR) është një metodë procesi që avullon materialin e ngurtë të silikonit në avull silikoni në një temperaturë të caktuar, dhe më pas avulli i silikonit shpërndahet në brendësi dhe në sipërfaqen e matricës dhe reagon in situ me karbonin në matricë për të prodhuar karabit silikoni. Përparësitë e tij përfshijnë atmosferën uniforme në furre, shpejtësinë konsistente të reagimit dhe trashësinë e depozitimit të materialit të veshur kudo; Procesi është i thjeshtë dhe i lehtë për t'u përdorur, dhe trashësia e veshjes mund të kontrollohet duke ndryshuar presionin e avullit të silikonit, kohën e depozitimit dhe parametra të tjerë. Disavantazhi është se kampioni ndikohet shumë nga pozicioni në furrë dhe presioni i avullit të silikonit në furre nuk mund të arrijë uniformitetin teorik, duke rezultuar në trashësi të pabarabartë të veshjes.
1.4 Metoda kimike e depozitimit të avullit
Depozitimi kimik i avullit (CVD) është një proces në të cilin hidrokarburet përdoren si burim gazi dhe N2/Ar me pastërti të lartë si gaz mbartës për të futur gazra të përzier në një reaktor kimik të avullit, dhe hidrokarburet dekompozohen, sintetizohen, shpërndahen, absorbohen dhe zgjidhen nën temperaturë dhe presion të caktuar për të formuar filma të ngurtë në sipërfaqen e materialeve të përbëra karbon/karbon. Avantazhi i tij është se densiteti dhe pastërtia e veshjes mund të kontrollohet; Është gjithashtu i përshtatshëm për pjesë të punës me formë më komplekse; Struktura kristalore dhe morfologjia e sipërfaqes së produktit mund të kontrollohen duke rregulluar parametrat e depozitimit. Disavantazhet janë se shkalla e depozitimit është shumë e ulët, procesi është kompleks, kostoja e prodhimit është e lartë dhe mund të ketë defekte të veshjes, të tilla si çarje, defekte rrjetë dhe defekte sipërfaqësore.
Si përmbledhje, metoda e ngulitjes është e kufizuar në karakteristikat e saj teknologjike, e cila është e përshtatshme për zhvillimin dhe prodhimin e materialeve laboratorike dhe të përmasave të vogla; Metoda e veshjes nuk është e përshtatshme për prodhim masiv për shkak të qëndrueshmërisë së saj të dobët. Metoda CVR mund të plotësojë prodhimin masiv të produkteve me madhësi të madhe, por ka kërkesa më të larta për pajisje dhe teknologji. Metoda CVD është një metodë ideale për përgatitjeVeshje SIC, por kostoja e saj është më e lartë se metoda CVR për shkak të vështirësisë së saj në kontrollin e procesit.
Koha e postimit: Shkurt-22-2024