Günümüz dünyasının sürekli gelişmesiyle birlikte, yenilenemeyen enerji giderek tükenmekte ve insan toplumu “rüzgar, ışık, su ve nükleer” ile temsil edilen yenilenebilir enerjiyi kullanma konusunda giderek daha acil hale gelmektedir. Diğer yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında insanoğlu güneş enerjisini kullanma konusunda en olgun, güvenli ve güvenilir teknolojiye sahiptir. Bunların arasında, substrat olarak yüksek saflıkta silikon içeren fotovoltaik hücre endüstrisi son derece hızlı bir şekilde gelişmiştir. 2023 yılı sonu itibarıyla ülkemin kümülatif güneş fotovoltaik kurulu kapasitesi 250 gigawatt'ı aşmış, fotovoltaik enerji üretimi bir önceki yıla göre yaklaşık %30 artışla 266,3 milyar kWh'ye, yeni eklenen enerji üretim kapasitesi ise 78,42 milyon adete ulaşmıştır. kilovat, yıllık %154 artış gösterdi. Haziran sonu itibarıyla fotovoltaik enerji üretiminin kümülatif kurulu kapasitesi yaklaşık 470 milyon kilowatt seviyesinde olup, hidroelektrik enerji üretimini geride bırakarak ülkemin en büyük ikinci enerji kaynağı haline gelmiştir.
Fotovoltaik sektörü hızla gelişirken onu destekleyen yeni malzeme sektörü de hızla gelişiyor. Kuvars bileşenleri gibikuvars potaları, kuvars tekneler ve kuvars şişeler bunlar arasında olup, fotovoltaik üretim sürecinde önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin kuvars potalar, silikon çubukların ve silikon külçelerin üretiminde erimiş silikonu tutmak için kullanılır; kuvars tekneler, tüpler, şişeler, temizleme tankları vb., güneş pilleri vb. üretiminde difüzyon, temizleme ve diğer proses bağlantılarında taşıyıcı bir rol oynayarak silikon malzemelerin saflığını ve kalitesini sağlar.
Fotovoltaik üretim için kuvars bileşenlerin ana uygulamaları
Güneş fotovoltaik hücrelerinin üretim sürecinde, silikon levhalar bir levha teknesine yerleştirilir ve difüzyon, LPCVD ve diğer termal işlemler için tekne bir levha tekne desteği üzerine yerleştirilir; silisyum karbür konsol kanadı ise hareket için anahtar yükleme bileşenidir. silikon plakaları ısıtma fırınının içine ve dışına taşıyan tekne desteği. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, silisyum karbür konsol kanadı, silisyum tabakanın ve fırın tüpünün eşmerkezliliğini sağlayabilir, böylece difüzyon ve pasivasyonu daha düzgün hale getirebilir. Aynı zamanda kirlilik içermez ve yüksek sıcaklıklarda deforme olmaz, iyi termal şok direncine ve büyük yük kapasitesine sahiptir ve fotovoltaik hücreler alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Önemli pil yükleme bileşenlerinin şematik diyagramı
Yumuşak iniş difüzyon sürecinde, geleneksel kuvars tekne vegofret teknesidesteğinin, silikon levhayı kuvars tekne desteğiyle birlikte difüzyon fırınındaki kuvars tüpe koyması gerekir. Her difüzyon işleminde, silikon levhalarla doldurulmuş kuvars tekne desteği, silisyum karbür kürek üzerine yerleştirilir. Silisyum karbür kürek kuvars tüpe girdikten sonra kürek otomatik olarak batarak kuvars tekne desteğini ve silikon levhayı bırakır ve ardından yavaşça başlangıç noktasına geri döner. Her işlemden sonra kuvars tekne desteğinin cihazdan çıkarılması gerekir.silisyum karbür kürek. Bu kadar sık çalıştırma, kuvars tekne desteğinin uzun bir süre boyunca yıpranmasına neden olacaktır. Kuvars tekne desteği çatladığında ve kırıldığında, kuvars tekne desteğinin tamamı silikon karbür kürekten düşecek ve ardından aşağıdaki kuvars parçalara, silikon levhalara ve silisyum karbür küreklere zarar verecektir. Silisyum karbür kürek pahalıdır ve tamir edilemez. Bir kaza meydana geldiğinde büyük maddi kayıplara neden olur.
LPCVD işleminde, yalnızca yukarıda belirtilen termal stres sorunları ortaya çıkmakla kalmayacak, aynı zamanda LPCVD işlemi silan gazının silikon levhadan geçmesini gerektirdiğinden, uzun vadeli işlem aynı zamanda levha teknesi desteği ve plaka üzerinde bir silikon kaplama oluşturacaktır. gofret teknesi. Kaplanmış silikon ve kuvarsın ısıl genleşme katsayılarının tutarsızlığı nedeniyle tekne desteği ve tekne çatlayacak ve ömrü ciddi şekilde azalacaktır. Sıradan kuvars teknelerin ve tekne desteklerinin LPCVD sürecindeki ömrü genellikle yalnızca 2 ila 3 aydır. Bu nedenle, bu tür kazaları önlemek amacıyla tekne desteğinin sağlamlığını ve hizmet ömrünü artırmak amacıyla tekne destek malzemesinin iyileştirilmesi özellikle önemlidir.
Kısacası güneş pillerinin üretimi sırasında işlem süresi ve sayısı arttıkça, kuvars tekneler ve diğer bileşenlerde gizli çatlaklar, hatta kırılmalar meydana gelebilir. Çin'deki mevcut ana üretim hatlarındaki kuvars teknelerinin ve kuvars tüplerinin ömrü yaklaşık 3-6 aydır ve kuvars taşıyıcıların temizlenmesi, bakımı ve değiştirilmesi için düzenli olarak kapatılmaları gerekir. Üstelik, kuvars bileşenlerinin hammaddesi olarak kullanılan yüksek saflıkta kuvars kumu şu anda sıkı bir arz ve talep durumunda ve fiyatı uzun süredir yüksek bir seviyede seyrediyor; bu da açıkça üretimin iyileştirilmesine yardımcı olmuyor. Verimlilik ve ekonomik faydalar.
Silisyum karbür seramikler“Göster”
Artık insanlar bazı kuvars bileşenlerin yerine daha iyi performansa sahip bir malzeme (silikon karbür seramik) buldular.
Silisyum karbür seramikler iyi mekanik dayanıma, termal stabiliteye, yüksek sıcaklık direncine, oksidasyon direncine, termal şok direncine ve kimyasal korozyon direncine sahiptir ve metalurji, makine, yeni enerji, yapı malzemeleri ve kimyasallar gibi sıcak alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Performansı aynı zamanda fotovoltaik üretim, LPCVD (düşük basınçlı kimyasal buhar biriktirme), PECVD (plazma kimyasal buhar biriktirme) ve diğer termal proses bağlantılarında TOPcon hücrelerinin difüzyonu için de yeterlidir.
LPCVD silisyum karbür tekne desteği ve borla genişletilmiş silisyum karbür tekne desteği
Geleneksel kuvars malzemelerle karşılaştırıldığında, silisyum karbür seramik malzemelerden yapılmış tekne destekleri, tekneler ve tüp ürünleri daha yüksek mukavemete, daha iyi termal stabiliteye, yüksek sıcaklıklarda deformasyona sahip değildir ve kuvars malzemelerden 5 kat daha fazla bir ömre sahiptir; kullanım maliyetini ve bakım ve arıza sürelerinden kaynaklanan enerji kaybını azaltır. Maliyet avantajı ortadadır ve hammadde kaynağı geniştir.
Bunlar arasında, reaksiyon sinterlenmiş silisyum karbür (RBSiC), düşük sinterleme sıcaklığına, düşük üretim maliyetine, yüksek malzeme yoğunlaşmasına ve reaksiyon sinterleme sırasında neredeyse hiç hacim büzülmesine sahip değildir. Özellikle büyük boyutlu ve karmaşık şekilli yapısal parçaların hazırlanması için uygundur. Bu nedenle tekne destekleri, tekneler, konsol kürekleri, fırın tüpleri vb. gibi büyük boyutlu ve karmaşık ürünlerin üretimi için en uygun olanıdır.
Silisyum karbür gofret teknelerigelecekte de büyük gelişme umutları var. LPCVD prosesi veya bor genleşme prosesi ne olursa olsun, kuvars teknenin ömrü nispeten düşüktür ve kuvars malzemenin termal genleşme katsayısı silisyum karbür malzemeninki ile tutarsızdır. Bu nedenle yüksek sıcaklıkta silisyum karbür tekne tutucusu ile eşleşme sürecinde sapmalar olması kolaydır, bu da teknenin sallanması ve hatta teknenin kırılması durumuna yol açar. Silisyum karbür tekne, tek parça kalıplama ve genel işleme proses yolunu benimser. Şekil ve konum toleransı gereksinimleri yüksektir ve silisyum karbür tekne tutucusu ile daha iyi işbirliği yapar. Ayrıca silisyum karbür yüksek mukavemete sahiptir ve teknenin insan çarpması nedeniyle kırılma olasılığı kuvars tekneye göre çok daha azdır.
Silisyum karbür gofret teknesi
Fırın borusu, fırının ana ısı transfer bileşenidir ve sızdırmazlık ve düzgün ısı transferinde rol oynar. Kuvars fırın tüpleriyle karşılaştırıldığında, silisyum karbür fırın tüpleri iyi ısı iletkenliğine, düzgün ısıtmaya ve iyi termal stabiliteye sahiptir ve ömürleri kuvars tüplerinkinden 5 kat daha fazladır.
Özet
Genel olarak, silisyum karbür seramik malzemeler, ürün performansı veya kullanım maliyeti açısından, güneş pili alanının belirli yönlerinde kuvars malzemelere göre daha fazla avantaja sahiptir. Silisyum karbür seramik malzemelerin fotovoltaik endüstrisinde uygulanması, fotovoltaik şirketlerinin yardımcı malzemelerin yatırım maliyetini azaltmasına ve ürün kalitesini ve rekabet gücünü artırmasına büyük ölçüde yardımcı oldu. Gelecekte, büyük boyutlu silisyum karbür fırın tüplerinin, yüksek saflıkta silisyum karbür teknelerin ve tekne desteklerinin büyük ölçekli uygulanması ve maliyetlerin sürekli azaltılmasıyla birlikte, silisyum karbür seramik malzemelerin fotovoltaik hücreler alanında uygulanması daha da yaygınlaşacaktır. fotovoltaik enerji üretimi alanında ışık enerjisi dönüşüm verimliliğinin artırılmasında ve endüstri maliyetlerinin azaltılmasında önemli bir faktör olacak ve fotovoltaik yeni enerjinin geliştirilmesinde önemli bir etkiye sahip olacaktır.
Gönderim zamanı: Kasım-05-2024