Бо рушди муттасили ҷаҳони имрӯза, энергияи барқарорнашаванда ҳарчи бештар тамом мешавад ва ҷомеаи башарӣ ба истифодаи энергияи барқароршаванда, ки аз ҷониби “шамол, рӯшноӣ, об ва атомӣ” муаррифӣ мешаванд, ҳарчи бештар зарур аст. Дар муқоиса бо дигар манбаъҳои барқароршавандаи энергия, одамон технологияи пешрафтатарин, бехатар ва боэътимоди истифодаи энергияи офтобиро доранд. Дар байни онҳо саноати ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ бо кремнийи тозаи баланд ҳамчун субстрат хеле босуръат рушд кардааст. То охири соли 2023 иқтидори маҷмӯии насбшудаи фотоэлектрикҳои офтобӣ дар кишвари ман аз 250 гигаватт гузашт ва тавлиди нерӯи барқи фотоэлектрикӣ ба 266,3 миллиард кВт/соат расид, ки нисбат ба як сол тақрибан 30% афзоиш ёфтааст ва иқтидори тавлиди нерӯи барқи нав иловашуда 78,42 миллионро ташкил медиҳад. киловатт, яъне 154 фоиз афзуд. То охири моди июнь иктидори му-карраршудаи истедсоли энергияи фотоэлектрикй кариб 470 миллион киловаттро ташкил дод, ки ин аз гидроэнергетика пеш гузашта, дар мамлакати ман дуюмин манбаи энергия гардид.
Дар баробари ин, саноати фотоэлектрикй бо суръати тез тараккй мекунад, саноати нави масолех, ки онро дастгирй мекунад, низ босуръат тараккй мекунад. Компонентхои кварц ба монандитигельхои кварцй, киштихои кварцй ва шишахои кварцй аз чумлаи онхо мебошанд, ки дар процесси истехсоли фотоэлектрик роли калон мебозанд. Масалан, тиглҳои кварцӣ барои нигоҳ доштани кремнийи гудохта ҳангоми истеҳсоли чӯбҳои кремний ва зарфҳои кремний истифода мешаванд; қаиқҳои кварцӣ, қубурҳо, шишаҳо, зарфҳои тозакунӣ ва ғайра дар диффузия, тозакунӣ ва дигар узвҳои раванди истеҳсоли батареяҳои офтобӣ ва ғайра вазифаи подшипникро иҷро карда, тозагӣ ва сифати маводи кремнийро таъмин мекунанд.
Истифодаи асосии ҷузъҳои кварц барои истеҳсоли фотоэлектрикӣ
Дар раванди истеҳсоли ҳуҷайраҳои фотоэлектрикии офтобӣ, вафли кремний дар қаиқи вафли ҷойгир карда мешавад ва қаиқ дар як киштии вафли барои диффузия, LPCVD ва дигар равандҳои гармидиҳӣ ҷойгир карда мешавад, дар ҳоле ки бели кантилвери кремнийи карбиди ҷузъи асосии боркунӣ барои ҳаракат аст. такьягохи киштй, ки пластинкахои кремнийро ба печи гармидихй мекашонад. Тавре ки дар расми зер нишон дода шудааст, падлуи кантилвери кремнийи карбиди метавонад консентриси вафли кремний ва найи танӯрро таъмин кунад ва ба ин васила диффузия ва пассиватсияро яксонтар кунад. Дар айни замон, он дар ҳарорати баланд ифлос нест ва деформатсия намешавад, муқовимати хуби зарбаи гармӣ ва иқтидори зиёди сарборӣ дорад ва дар соҳаи ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ васеъ истифода мешавад.
Диаграммаи схематикии ҷузъҳои асосии боркунии батарея
Дар раванди диффузияи фуруд нарм, киштии анъанавии кварц вакиштии вафлидастгирӣ лозим аст, ки пластинки кремнийро дар якҷоягӣ бо пуштибони киштии кварцӣ ба найчаи кварцӣ дар печи диффузия гузорад. Дар ҳар як раванди диффузия, пуштибони киштии кварси, ки бо вафли кремний пур карда шудааст, дар паҳлӯи карбиди кремний ҷойгир карда мешавад. Пас аз ворид шудани бели карбиди кремний ба қубури кварц, бел ба таври худкор ғарқ мешавад, то пуштибони қаитии кварцӣ ва вафли кремнийро ба замин гузорад ва сипас оҳиста-оҳиста ба пайдоиш бармегардад. Пас аз ҳар як раванд, дастгирии киштии кварцӣ бояд аз қаиқ хориҷ карда шавадбелаки карбиди кремний. Чунин амалиёти зуд-зуд боиси дар муддати дароз фарсуда шудани такьягохи киштии кварц мегардад. Вақте ки пуштибони киштии кварц мешиканад ва мешиканад, тамоми такягоҳи қаитии кварцӣ аз бели карбиди кремний меафтад ва сипас ба қисмҳои кварц, вафли кремний ва падлҳои карбиди кремний дар зер осеб мерасонад. Падлуи карбиди кремний кимат аст ва онро таъмир кардан мумкин нест. Вақте ки садама рӯй медиҳад, он боиси талафоти зиёди молӣ мегардад.
Дар раванди LPCVD, на танҳо мушкилоти фишори гармии дар боло зикршуда ба вуҷуд меоянд, балки азбаски раванди LPCVD барои гузариши гази силан аз вафли кремний талаб мекунад, раванди дарозмуддат инчунин як қабати кремнийро дар пушти қаитии вафли ташкил медиҳад ва киштии вафли. Аз сабаби номувофиқ будани коэффицентҳои васеъшавии гармии кремний ва кварц, такягоҳи киштӣ ва киштӣ кафида, давомнокии умр ба таври ҷиддӣ кам мешавад. Давомнокии умри қаиқҳои оддии кварц ва такяҳои қаиқ дар раванди LPCVD одатан танҳо аз 2 то 3 моҳ аст. Аз ин рӯ, махсусан муҳим аст, ки маводи пуштибони киштӣ такмил дода шавад, то қувват ва мӯҳлати хидматрасонии киштиро зиёд кунад, то ки чунин садамаҳо пешгирӣ карда шаванд.
Хулоса, бо сабаби зиёд шудани вақти раванд ва шумораи маротиба ҳангоми истеҳсоли батареяҳои офтобӣ, қаиқҳои кварцӣ ва дигар ҷузъҳо ба тарқишҳои пинҳонӣ ё ҳатто шикастани онҳо майл доранд. Муҳлати қаиқҳои кварцӣ ва қубурҳои кварцӣ дар хатҳои истеҳсолии кунунии Чин тақрибан 3-6 моҳро ташкил медиҳад ва онҳо бояд барои тозакунӣ, нигоҳдорӣ ва иваз кардани интиқолдиҳандаҳои кварц мунтазам хомӯш карда шаванд. Гузашта аз ин, қуми кварсие, ки ҳамчун ашёи хоми ҷузъҳои кварц истифода мешавад, айни замон дар ҳолати қатъии талабот ва пешниҳод қарор дорад ва нарх муддати тӯлонӣ дар сатҳи баланд қарор дорад, ки ин бешубҳа барои беҳтар кардани истеҳсолот мусоидат намекунад. самаранокй ва фоидаи иктисодй.
Керамики карбиди кремний"намоён"
Ҳоло, одамон барои иваз кардани баъзе ҷузъҳои кварц - керамикаи карбиди кремний маводе пайдо карданд, ки дорои иҷрои беҳтар аст.
Керамикаи карбиди кремний дорои қувваи хуби механикӣ, устувории гармӣ, муқовимати ҳарорати баланд, муқовимати оксидшавӣ, муқовимати зарбаи гармӣ ва муқовимат ба зангзании кимиёвӣ доранд ва дар соҳаҳои гарм ба монанди металлургия, мошинсозӣ, энергетикаи нав ва масолеҳи сохтмонӣ ва кимиёвӣ васеъ истифода мешаванд. Иҷрои он инчунин барои паҳншавии ҳуҷайраҳои TOPcon дар истеҳсоли фотоэлектрикӣ, LPCVD (таҳиши буғи кимиёвии фишор), PECVD (таҳиши буғи кимиёвии плазма) ва дигар пайвандҳои раванди гармидиҳӣ кофӣ аст.
Дастгирии киштии кремнийи карбиди LPCVD ва пуштибонии киштии карбиди кремний бо бор васеъшуда
Дар муқоиса бо маводи анъанавии кварц, сутунҳои қаиқ, қаиқҳо ва маснуоти қубурҳои аз маводи сафолии кремнийи карбиди сохташуда дорои қувваи баланд, устувории гармии беҳтар, деформатсия дар ҳарорати баланд ва мӯҳлати умри зиёда аз 5 маротиба нисбат ба маводи кварц мебошанд, ки метавонанд ба таври назаррас назаррас бошанд. кам кардани арзиши истифода ва талафи энергия, ки дар натичаи таъмир ва бекористии он ба амал омадааст. Бартарии харочот аён аст, манбаи ашьёи хом васеъ аст.
Дар байни онҳо карбиди кремнийи реаксияӣ (RBSiC) дорои ҳарорати пасти синтеризатсия, арзиши пасти истеҳсолот, зичии баланди мавод ва тақрибан камшавии ҳаҷми ҳангоми синтеризатсияи реаксия мебошад. Махсусан барои тайёр кардани кисмхои конструктивии калонхачм ва мураккабшакл мувофик аст. Аз ин рӯ, он барои истеҳсоли маҳсулоти калонҳаҷм ва мураккаб, аз қабили такягоҳҳои киштӣ, қаиқҳо, падлҳои консолӣ, қубурҳои печӣ ва ғайра мувофиқтар аст.
Киштихои вафли карбиди кремнийдар оянда хам перспективахои калони тараккиёт доранд. Сарфи назар аз раванди LPCVD ё раванди тавсеаи бор, умри киштии кварц нисбатан паст аст ва коэффисиенти васеъшавии гармии маводи кварц бо коэффисиенти маводи карбиди кремний мувофиқат намекунад. Аз ин рӯ, дар ҷараёни мувофиқат бо дорандаи киштии карбиди кремний дар ҳарорати баланд инҳироф шудан осон аст, ки ин боиси ларзиши қаиқ ё ҳатто шикастани қаиқ мегардад. Киштии карбиди кремний масири раванди қолаби як порча ва коркарди умумиро қабул мекунад. Талаботи шакл ва таҳаммулпазирии мавқеъи он баланд аст ва он бо дорандаи қаиқҳои кремнийи карбиди беҳтар ҳамкорӣ мекунад. Илова бар ин, карбиди кремний дорои қувваи баланд аст ва қаиқ аз бархӯрди одамон нисбат ба киштии кварцӣ камтар шикаста мешавад.
Киштии вафли карбиди кремний
Қубури оташдон ҷузъи асосии интиқоли гармии танӯр аст, ки дар мӯҳр ва интиқоли якхелаи гармӣ нақш мебозад. Дар муқоиса бо қубурҳои кварцӣ, қубурҳои карбиди кремний дорои гузаронандагии хуби гармӣ, гармкунии яксон ва устувории хуби гармӣ мебошанд ва ҳаёти онҳо аз найҳои кварцӣ беш аз 5 маротиба зиёдтар аст.
Хулоса
Умуман, хоҳ аз ҷиҳати иҷрои маҳсулот ё арзиши истифода, маводи сафолии кремний карбиди дар ҷанбаҳои муайяни майдони ҳуҷайраи офтобӣ нисбат ба маводи кварц бартариҳои бештар доранд. Татбиқи маводи сафолии кремний карбиди кремний дар саноати фотоэлектрикӣ ба ширкатҳои фотоэлектрикӣ барои кам кардани арзиши сармоягузории масолеҳи ёрирасон ва баланд бардоштани сифат ва рақобатпазирии маҳсулот кӯмаки калон расонд. Дар оянда, бо истифодаи миқёси васеъи найҳои печҳои карбиди кремний, қаиқҳои карбиди кремний ва такяҳои қаиқ ва пайваста кам кардани хароҷот, истифодаи маводи сафолии кремний карбиди дар соҳаи ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ табдил меёбад. омили асосии баланд бардоштани самаранокии конверсияи энергияи сабук ва кам кардани хароҷоти саноат дар соҳаи истеҳсоли энергияи фотоэлектрикӣ буда, ба рушди энергияи нави фотоэлектрикӣ таъсири муҳим мерасонад.
Вақти фиристодан: Ноябр-05-2024