సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్: ఫోటోవోల్టాయిక్ క్వార్ట్జ్ కాంపోనెంట్స్ యొక్క టెర్మినేటర్

నేటి ప్రపంచం యొక్క నిరంతర అభివృద్ధితో, పునరుత్పాదక శక్తి అంతరించిపోతోంది మరియు మానవ సమాజం "గాలి, కాంతి, నీరు మరియు అణు" ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే పునరుత్పాదక శక్తిని ఉపయోగించడం అత్యవసరం. ఇతర పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులతో పోలిస్తే, సౌరశక్తిని ఉపయోగించడం కోసం మానవులు అత్యంత పరిణతి చెందిన, సురక్షితమైన మరియు నమ్మదగిన సాంకేతికతను కలిగి ఉన్నారు. వాటిలో, అధిక స్వచ్ఛత సిలికాన్‌తో కాంతివిపీడన కణ పరిశ్రమ చాలా వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది. 2023 చివరి నాటికి, నా దేశం యొక్క సంచిత సోలార్ ఫోటోవోల్టాయిక్ స్థాపిత సామర్థ్యం 250 గిగావాట్‌లను మించిపోయింది మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి 266.3 బిలియన్ kWhకి చేరుకుంది, ఇది సంవత్సరానికి దాదాపు 30% పెరుగుదల మరియు కొత్తగా జోడించిన విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం 78.42 మిలియన్లు కిలోవాట్లు, సంవత్సరానికి 154% పెరుగుదల. జూన్ చివరి నాటికి, ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క సంచిత స్థాపిత సామర్థ్యం దాదాపు 470 మిలియన్ కిలోవాట్‌లు, ఇది జలవిద్యుత్‌ను అధిగమించి నా దేశంలో రెండవ అతిపెద్ద విద్యుత్ వనరుగా అవతరించింది.

ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పుడు, దానికి మద్దతు ఇచ్చే కొత్త మెటీరియల్ పరిశ్రమ కూడా వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది. వంటి క్వార్ట్జ్ భాగాలుక్వార్ట్జ్ క్రూసిబుల్స్, క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు క్వార్ట్జ్ సీసాలు ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీ ప్రక్రియలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ రాడ్‌లు మరియు సిలికాన్ కడ్డీల ఉత్పత్తిలో కరిగిన సిలికాన్‌ను ఉంచడానికి క్వార్ట్జ్ క్రూసిబుల్స్ ఉపయోగించబడతాయి; క్వార్ట్జ్ పడవలు, ట్యూబ్‌లు, సీసాలు, క్లీనింగ్ ట్యాంకులు మొదలైనవి సౌర ఘటాల ఉత్పత్తిలో వ్యాప్తి, శుభ్రపరచడం మరియు ఇతర ప్రక్రియల లింక్‌లలో బేరింగ్ ఫంక్షన్‌ను పోషిస్తాయి, ఇవి సిలికాన్ పదార్థాల స్వచ్ఛత మరియు నాణ్యతను నిర్ధారిస్తాయి.

ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీకి క్వార్ట్జ్ భాగాల యొక్క ప్రధాన అప్లికేషన్లు

సౌర కాంతివిపీడన ఘటాల తయారీ ప్రక్రియలో, సిలికాన్ పొరలు పొర పడవపై ఉంచబడతాయి మరియు వ్యాప్తి, LPCVD మరియు ఇతర ఉష్ణ ప్రక్రియల కోసం ఒక పొర పడవ మద్దతుపై పడవ ఉంచబడుతుంది, అయితే సిలికాన్ కార్బైడ్ కాంటిలివర్ తెడ్డు కదిలేందుకు కీలకమైన లోడింగ్ భాగం. తాపన కొలిమిలోకి మరియు వెలుపలికి సిలికాన్ పొరలను మోసే పడవ మద్దతు. దిగువ చిత్రంలో చూపినట్లుగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ కాంటిలివర్ తెడ్డు సిలికాన్ పొర మరియు ఫర్నేస్ ట్యూబ్ యొక్క ఏకాగ్రతను నిర్ధారిస్తుంది, తద్వారా వ్యాప్తి మరియు నిష్క్రియాత్మకతను మరింత ఏకరీతిగా చేస్తుంది. అదే సమయంలో, ఇది కాలుష్య రహితమైనది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వైకల్యం లేనిది, మంచి థర్మల్ షాక్ నిరోధకత మరియు పెద్ద లోడ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది.

కీ బ్యాటరీ లోడింగ్ భాగాల స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

సాఫ్ట్ ల్యాండింగ్ వ్యాప్తి ప్రక్రియలో, సాంప్రదాయ క్వార్ట్జ్ పడవ మరియుపొర పడవడిఫ్యూజన్ ఫర్నేస్‌లోని క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌లో క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్‌తో కలిపి సిలికాన్ పొరను సపోర్ట్ చేయాలి. ప్రతి వ్యాప్తి ప్రక్రియలో, సిలికాన్ పొరలతో నిండిన క్వార్ట్జ్ పడవ మద్దతు సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డుపై ఉంచబడుతుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డు క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌లోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ మరియు సిలికాన్ పొరను ఉంచడానికి తెడ్డు స్వయంచాలకంగా మునిగిపోతుంది, ఆపై నెమ్మదిగా మూలానికి తిరిగి వెళుతుంది. ప్రతి ప్రక్రియ తర్వాత, క్వార్ట్జ్ పడవ మద్దతు నుండి తీసివేయాలిసిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డు. ఇటువంటి తరచుగా ఆపరేషన్ క్వార్ట్జ్ పడవ మద్దతు చాలా కాలం పాటు అరిగిపోయేలా చేస్తుంది. క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ పగుళ్లు మరియు విరిగిపోయిన తర్వాత, మొత్తం క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్ సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డు నుండి పడిపోతుంది, ఆపై క్వార్ట్జ్ భాగాలు, సిలికాన్ పొరలు మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డులను దెబ్బతీస్తుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ తెడ్డు ఖరీదైనది మరియు మరమ్మత్తు చేయబడదు. ఒక్కసారి ప్రమాదం జరిగితే భారీగా ఆస్తినష్టం వాటిల్లుతుంది.

LPCVD ప్రక్రియలో, పైన పేర్కొన్న ఉష్ణ ఒత్తిడి సమస్యలు మాత్రమే కాకుండా, LPCVD ప్రక్రియకు సిలికాన్ పొర గుండా సిలేన్ వాయువు అవసరం కాబట్టి, దీర్ఘకాలిక ప్రక్రియ పొర పడవ మద్దతుపై సిలికాన్ కోటింగ్‌ను కూడా ఏర్పరుస్తుంది మరియు పొర పడవ. పూతతో కూడిన సిలికాన్ మరియు క్వార్ట్జ్ యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ కోఎఫీషియంట్స్ యొక్క అస్థిరత కారణంగా, పడవ మద్దతు మరియు పడవ పగుళ్లు ఏర్పడతాయి మరియు జీవిత కాలం తీవ్రంగా తగ్గుతుంది. LPCVD ప్రక్రియలో సాధారణ క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు పడవ మద్దతుల జీవిత కాలం సాధారణంగా 2 నుండి 3 నెలలు మాత్రమే. అందువల్ల, అటువంటి ప్రమాదాలను నివారించడానికి పడవ మద్దతు యొక్క బలం మరియు సేవా జీవితాన్ని పెంచడానికి పడవ మద్దతు సామగ్రిని మెరుగుపరచడం చాలా ముఖ్యం.

సంక్షిప్తంగా, సౌర ఘటాల ఉత్పత్తి సమయంలో ప్రక్రియ సమయం మరియు సంఖ్యల సంఖ్య పెరుగుతుంది కాబట్టి, క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు ఇతర భాగాలు దాచిన పగుళ్లు లేదా విరామాలకు కూడా గురవుతాయి. చైనాలో ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి ఉత్పత్తి మార్గాలలో క్వార్ట్జ్ పడవలు మరియు క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌ల జీవితకాలం సుమారు 3-6 నెలలు, మరియు క్వార్ట్జ్ క్యారియర్‌లను శుభ్రపరచడం, నిర్వహణ మరియు భర్తీ చేయడం కోసం వాటిని క్రమం తప్పకుండా మూసివేయడం అవసరం. అంతేకాకుండా, క్వార్ట్జ్ భాగాలకు ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించే అధిక-స్వచ్ఛత క్వార్ట్జ్ ఇసుక ప్రస్తుతం గట్టి సరఫరా మరియు డిమాండ్ స్థితిలో ఉంది, మరియు ధర చాలా కాలంగా అధిక స్థాయిలో నడుస్తోంది, ఇది ఉత్పత్తిని మెరుగుపరచడానికి అనుకూలంగా లేదు. సమర్థత మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలు.

సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్"చూపండి"

ఇప్పుడు, ప్రజలు కొన్ని క్వార్ట్జ్ కాంపోనెంట్స్-సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్‌ను భర్తీ చేయడానికి మెరుగైన పనితీరుతో కూడిన మెటీరియల్‌తో ముందుకు వచ్చారు.

సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ మంచి యాంత్రిక బలం, ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, ఆక్సీకరణ నిరోధకత, థర్మల్ షాక్ నిరోధకత మరియు రసాయన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు లోహశాస్త్రం, యంత్రాలు, కొత్త శక్తి మరియు నిర్మాణ వస్తువులు మరియు రసాయనాలు వంటి వేడి రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ తయారీ, LPCVD (అల్ప పీడన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ), PECVD (ప్లాస్మా రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ) మరియు ఇతర ఉష్ణ ప్రక్రియ లింక్‌లలో TOPcon కణాల వ్యాప్తికి కూడా దీని పనితీరు సరిపోతుంది.

LPCVD సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ సపోర్ట్ మరియు బోరాన్-విస్తరించిన సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ సపోర్ట్

సాంప్రదాయ క్వార్ట్జ్ పదార్థాలతో పోలిస్తే, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన బోట్ సపోర్టులు, పడవలు మరియు ట్యూబ్ ఉత్పత్తులు అధిక బలం, మెరుగైన ఉష్ణ స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వైకల్యం మరియు క్వార్ట్జ్ పదార్థాల కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ జీవితకాలం కలిగి ఉంటాయి. నిర్వహణ మరియు పనికిరాని సమయం వల్ల వినియోగ ఖర్చు మరియు శక్తి నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఖర్చు ప్రయోజనం స్పష్టంగా ఉంది మరియు ముడి పదార్థాల మూలం విస్తృతమైనది.

వాటిలో, రియాక్షన్ సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ (RBSiC) తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చు, అధిక పదార్థ సాంద్రత మరియు రియాక్షన్ సింటరింగ్ సమయంలో దాదాపుగా వాల్యూమ్ సంకోచం ఉండదు. పెద్ద-పరిమాణ మరియు సంక్లిష్ట-ఆకారపు నిర్మాణ భాగాల తయారీకి ఇది ప్రత్యేకంగా సరిపోతుంది. అందువల్ల, పడవ మద్దతు, పడవలు, కాంటిలివర్ తెడ్డులు, కొలిమి గొట్టాలు మొదలైన పెద్ద-పరిమాణ మరియు సంక్లిష్ట ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తికి ఇది చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

సిలికాన్ కార్బైడ్ పొర పడవలుభవిష్యత్తులో గొప్ప అభివృద్ధి అవకాశాలు కూడా ఉన్నాయి. LPCVD ప్రక్రియ లేదా బోరాన్ విస్తరణ ప్రక్రియతో సంబంధం లేకుండా, క్వార్ట్జ్ పడవ యొక్క జీవితం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు క్వార్ట్జ్ పదార్థం యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం సిలికాన్ కార్బైడ్ మెటీరియల్‌తో విరుద్ధంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ హోల్డర్‌తో సరిపోయే ప్రక్రియలో వ్యత్యాసాలు కలిగి ఉండటం సులభం, ఇది పడవను కదిలించే లేదా పడవను విచ్ఛిన్నం చేసే పరిస్థితికి దారితీస్తుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ వన్-పీస్ మౌల్డింగ్ మరియు మొత్తం ప్రాసెసింగ్ ప్రక్రియ మార్గాన్ని అవలంబిస్తుంది. దీని ఆకారం మరియు పొజిషన్ టాలరెన్స్ అవసరాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు ఇది సిలికాన్ కార్బైడ్ బోట్ హోల్డర్‌తో బాగా సహకరిస్తుంది. అదనంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ అధిక బలాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు క్వార్ట్జ్ పడవ కంటే మానవ తాకిడి కారణంగా పడవ విరిగిపోయే అవకాశం చాలా తక్కువ.

సిలికాన్ కార్బైడ్ పొర పడవ

ఫర్నేస్ ట్యూబ్ అనేది కొలిమి యొక్క ప్రధాన ఉష్ణ బదిలీ భాగం, ఇది సీలింగ్ మరియు ఏకరీతి ఉష్ణ బదిలీలో పాత్ర పోషిస్తుంది. క్వార్ట్జ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లతో పోలిస్తే, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లు మంచి ఉష్ణ వాహకత, ఏకరీతి వేడి మరియు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటి జీవితం క్వార్ట్జ్ ట్యూబ్‌ల కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ.

సారాంశం

సాధారణంగా, ఉత్పత్తి పనితీరు లేదా వినియోగ వ్యయం పరంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలు సౌర ఘటాల క్షేత్రంలోని కొన్ని అంశాలలో క్వార్ట్జ్ పదార్థాల కంటే ఎక్కువ ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. ఫోటోవోల్టాయిక్ పరిశ్రమలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ మెటీరియల్స్ యొక్క అప్లికేషన్ ఫోటోవోల్టాయిక్ కంపెనీలు సహాయక పదార్థాల పెట్టుబడి వ్యయాన్ని తగ్గించడంలో మరియు ఉత్పత్తి నాణ్యత మరియు పోటీతత్వాన్ని మెరుగుపరచడంలో బాగా సహాయపడింది. భవిష్యత్తులో, పెద్ద-పరిమాణ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఫర్నేస్ ట్యూబ్‌లు, అధిక-స్వచ్ఛత కలిగిన సిలికాన్ కార్బైడ్ పడవలు మరియు పడవ మద్దతు మరియు ఖర్చుల నిరంతర తగ్గింపుతో, ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాల రంగంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పదార్థాలను ఉపయోగించడం జరుగుతుంది. కాంతి శక్తి మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడంలో మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి రంగంలో పరిశ్రమ ఖర్చులను తగ్గించడంలో కీలకమైన అంశం. ఫోటోవోల్టాయిక్ కొత్త శక్తి అభివృద్ధిపై ముఖ్యమైన ప్రభావం చూపుతుంది.