З безперервним розвитком сучасного світу невідновлювані джерела енергії стають все більш вичерпаними, і людське суспільство все більше потребує використання відновлюваної енергії, представленої «вітром, світлом, водою та ядерною енергією». У порівнянні з іншими відновлюваними джерелами енергії, люди мають найбільш зрілу, безпечну та надійну технологію використання сонячної енергії. Серед них індустрія фотоелектричних елементів із високочистим кремнієм як підкладкою розвивалася надзвичайно швидко. До кінця 2023 року загальна встановлена потужність сонячних фотоелектричних установок у моїй країні перевищила 250 гігават, а виробництво фотоелектричної енергії досягло 266,3 мільярда кВт-год, що на 30% більше, ніж у минулому році, а нещодавно додана потужність для виробництва електроенергії становить 78,42 мільйона кіловат, що на 154% більше, ніж у минулому році. Станом на кінець червня сукупна встановлена потужність фотоелектричної енергії становила близько 470 мільйонів кіловат, що перевершило гідроенергію та стало другим за величиною джерелом енергії в моїй країні.
Хоча фотоелектрична промисловість швидко розвивається, індустрія нових матеріалів, що її підтримує, також швидко розвивається. Кварцові компоненти, такі яккварцові тигліСеред них кварцові човни та кварцові пляшки, які відіграють важливу роль у процесі виробництва фотоелектричної енергії. Наприклад, кварцові тиглі використовуються для утримання розплавленого кремнію при виробництві кремнієвих стрижнів і кремнієвих злитків; кварцові човни, трубки, пляшки, резервуари для очищення тощо відіграють несучу функцію в дифузії, очищенні та інших технологічних ланках у виробництві сонячних елементів тощо, забезпечуючи чистоту та якість кремнієвих матеріалів.
Основне застосування кварцових компонентів для фотоелектричного виробництва
У процесі виробництва сонячних фотоелементів кремнієві пластини поміщаються на пластинчастий човен, а човен поміщається на пластинчасту опору для дифузії, LPCVD та інших теплових процесів, тоді як консольна пластина з карбіду кремнію є ключовим компонентом навантаження для переміщення. опора човна, що переносить кремнієві пластини в нагрівальну піч і з неї. Як показано на малюнку нижче, консольна пластина з карбіду кремнію може забезпечити концентричність кремнієвої пластини та труби печі, тим самим роблячи дифузію та пасивацію більш рівномірною. У той же час він не забруднює навколишнє середовище та не деформується при високих температурах, має гарну стійкість до термічного удару та велику навантажувальну здатність, і широко використовується в галузі фотоелектричних елементів.
Принципова схема основних компонентів заряджання батареї
У процесі дифузії м’якої посадки традиційний кварцовий човен івафельний корабликопору необхідно помістити кремнієву пластину разом із опорою кварцового човна в кварцову трубку в дифузійній печі. У кожному процесі дифузії опора кварцового човна, наповнена кремнієвими пластинами, розміщується на лопаті з карбіду кремнію. Після того, як лопатка з карбіду кремнію входить у кварцову трубку, лопатка автоматично опускається, щоб поставити опору для кварцового човна та кремнієву пластину, а потім повільно повертається до початкової точки. Після кожного процесу кварцову опору човна потрібно знімати звесло з карбіду кремнію. Така часта робота призведе до того, що кварцова опора човна зношується протягом тривалого періоду часу. Коли опора кварцового човна трісне та зламається, вся опора кварцового човна впаде з весла з карбіду кремнію, а потім пошкодить кварцові частини, кремнієві пластини та весла з карбіду кремнію. Лопатка з карбіду кремнію дорога і не підлягає ремонту. Як тільки станеться аварія, це спричинить величезні матеріальні збитки.
У процесі LPCVD виникнуть не тільки вищезазначені проблеми термічної напруги, але оскільки для процесу LPCVD потрібен силановий газ, щоб проходити крізь кремнієву пластину, довгостроковий процес також утворить кремнієве покриття на опорі пластини та пластині. вафельний кораблик. Через невідповідність коефіцієнтів теплового розширення кремнію та кварцу з покриттям опора човна та човен тріскаються, а термін служби суттєво скорочується. Термін служби звичайних кварцових човнів і опор для човнів у процесі LPCVD зазвичай становить лише 2-3 місяці. Тому особливо важливо покращити матеріал опори човна, щоб збільшити міцність і термін служби опори човна, щоб уникнути таких нещасних випадків.
Коротше кажучи, оскільки тривалість процесу та кількість разів під час виробництва сонячних елементів збільшуються, кварцові човни та інші компоненти схильні до прихованих тріщин або навіть поломок. Термін служби кварцових човнів і кварцових трубок на нинішніх основних виробничих лініях у Китаї становить приблизно 3-6 місяців, і їх потрібно регулярно вимикати для очищення, обслуговування та заміни кварцових носіїв. Крім того, кварцовий пісок високої чистоти, який використовується як сировина для кварцових компонентів, наразі перебуває у стані обмеженого попиту та пропозиції, а ціна протягом тривалого часу була на високому рівні, що, очевидно, не сприяє покращенню виробництва. ефективність та економічна вигода.
Кераміка з карбіду кремнію«з'явитися»
Тепер люди придумали матеріал із кращими характеристиками, щоб замінити деякі кварцові компоненти – кераміку з карбіду кремнію.
Кераміка з карбіду кремнію має хорошу механічну міцність, термічну стабільність, стійкість до високих температур, стійкість до окислення, стійкість до термічного удару та стійкість до хімічної корозії, і широко використовується в гарячих сферах, таких як металургія, машинобудування, нова енергетика, будівельні матеріали та хімікати. Його продуктивності також достатньо для дифузії елементів TOPcon у фотоелектричному виробництві, LPCVD (хімічне осадження з парової фази під низьким тиском), PECVD (плазмохімічне осадження з парової фази) та інших термічних процесах.
Опора для човна з карбіду кремнію LPCVD і опора для човна з розширеного бором карбіду кремнію
Порівняно з традиційними кварцовими матеріалами опори для човнів, човни та вироби з труб, виготовлені з керамічних матеріалів із карбіду кремнію, мають вищу міцність, кращу термічну стабільність, відсутність деформацій при високих температурах і термін служби більш ніж у 5 разів більший, ніж у кварцових матеріалів, що значно може зменшити витрати на використання та втрати енергії, спричинені обслуговуванням і простоями. Цінова перевага очевидна, а джерело сировини широке.
Серед них реакційно спечений карбід кремнію (RBSiC) має низьку температуру спікання, низьку вартість виробництва, високу щільність матеріалу та майже повну відсутність об’ємної усадки під час реакційного спікання. Він особливо підходить для підготовки великих і складних за формою конструктивних деталей. Тому він найбільш підходить для виробництва великогабаритних і складних виробів, таких як опори для човнів, човни, консольні лопаті, пічні труби і т.д.
Вафельні човники з карбіду кремніютакож мають великі перспективи розвитку в майбутньому. Незалежно від процесу LPCVD або процесу розширення бором, термін служби кварцового човна є відносно низьким, а коефіцієнт теплового розширення кварцового матеріалу не відповідає коефіцієнту карбіду кремнію. Таким чином, легко мати відхилення в процесі узгодження з тримачем човна з карбіду кремнію при високій температурі, що призводить до ситуації, коли човен трясеться або навіть розбивається. Човен з карбіду кремнію використовує технологічний шлях цільного формування та загальної обробки. Вимоги до його форми та допуску до положення високі, і він краще співпрацює з тримачем для човна з карбіду кремнію. Крім того, карбід кремнію має високу міцність, і човен набагато рідше зламається через зіткнення з людьми, ніж кварцовий човен.
Вафельний човник з карбіду кремнію
Пічна труба є основним теплообмінним компонентом печі, який відіграє роль у герметизації та рівномірній теплопередачі. У порівнянні з кварцовими трубами для печей, труби для печей з карбіду кремнію мають хорошу теплопровідність, рівномірний нагрів і хорошу термічну стабільність, а їх термін служби більш ніж у 5 разів перевищує термін служби кварцових труб.
Резюме
Загалом, будь то з точки зору продуктивності продукту чи вартості використання, керамічні матеріали з карбіду кремнію мають більше переваг, ніж кварцові матеріали в певних аспектах області сонячних батарей. Застосування керамічних матеріалів із карбіду кремнію у фотоелектричній промисловості значно допомогло фотоелектричним компаніям знизити інвестиційні витрати на допоміжні матеріали та підвищити якість продукції та конкурентоспроможність. У майбутньому, завдяки широкомасштабному застосуванню великорозмірних печей з карбіду кремнію, човнам із карбіду кремнію високої чистоти та опорам для човнів, а також постійному зниженню витрат, застосування керамічних матеріалів з карбіду кремнію в галузі фотоелектричних елементів стане ключовим фактором підвищення ефективності перетворення світлової енергії та зниження промислових витрат у сфері фотоелектричної генерації електроенергії та матиме важливий вплив на розвиток нова фотоелектрична енергія.
Час публікації: 05 листопада 2024 р