Quyosh fotovoltaik energiya ishlab chiqarish dunyodagi eng istiqbolli yangi energiya sanoatiga aylandi. Polisilikon va amorf kremniyli quyosh xujayralari bilan solishtirganda, monokristalli kremniy fotovoltaik energiya ishlab chiqarish materiali sifatida yuqori fotoelektrik konversiya samaradorligi va ajoyib tijorat afzalliklariga ega va quyosh fotovoltaik energiyasini ishlab chiqarishning asosiy oqimiga aylandi. Czochralski (CZ) monokristalli kremniyni tayyorlashning asosiy usullaridan biridir. Czochralski monokristalli pechining tarkibi o'choq tizimi, vakuum tizimi, gaz tizimi, issiqlik maydon tizimi va elektr boshqaruv tizimini o'z ichiga oladi. Termal maydon tizimi monokristalli kremniyning o'sishi uchun eng muhim shartlardan biri bo'lib, monokristalli kremniyning sifati termal maydonning harorat gradienti taqsimotiga bevosita ta'sir qiladi.
Issiqlik maydonining tarkibiy qismlari asosan uglerod materiallaridan (grafit materiallari va uglerod / uglerodli kompozit materiallardan) iborat bo'lib, ular o'z vazifalariga ko'ra qo'llab-quvvatlovchi qismlarga, funktsional qismlarga, isitish elementlariga, himoya qismlariga, issiqlik izolyatsiyalash materiallariga va boshqalarga bo'linadi. Shakl 1da ko'rsatilgan. Monokristalli kremniyning o'lchami o'sishda davom etar ekan, termal maydon komponentlari uchun o'lcham talablari ham ortib bormoqda. Uglerod / uglerodli kompozit materiallar monokristalli kremniy uchun termal maydon materiallari uchun birinchi tanlovga aylanadi, chunki uning o'lchovli barqarorligi va mukammal mexanik xususiyatlari.
Czochralcian monokristalli kremniy jarayonida kremniy materialining erishi kremniy bug'ini va eritilgan kremniyning chayqalishini keltirib chiqaradi, natijada uglerod / uglerod termal maydon materiallarining silisifikatsiyasi eroziyasi va uglerod / uglerod termal maydon materiallarining mexanik xususiyatlari va xizmat muddati. jiddiy ta'sir ko'rsatdi. Shu sababli, uglerod / uglerodli termal maydon materiallarining silisifikatsiya eroziyasini qanday kamaytirish va ularning xizmat muddatini yaxshilash monokristalli kremniy ishlab chiqaruvchilari va uglerod / uglerodli termal maydon materiallari ishlab chiqaruvchilarining umumiy tashvishlaridan biriga aylandi.Silikon karbid qoplamasimukammal termal zarba qarshiligi va aşınma qarshiligi tufayli uglerod / uglerodli termal maydon materiallarining sirt qoplamasini himoya qilish uchun birinchi tanlovga aylandi.
Ushbu maqolada, monokristalli kremniy ishlab chiqarishda ishlatiladigan uglerod / uglerod termal maydon materiallaridan boshlab, silikon karbid qoplamasining asosiy tayyorlash usullari, afzalliklari va kamchiliklari bilan tanishtiriladi. Shu asosda uglerod / uglerod termal maydon materiallarida silikon karbid qoplamasini qo'llash va tadqiq qilish jarayoni uglerod / uglerod termal maydon materiallarining xususiyatlariga ko'ra ko'rib chiqiladi va uglerod / uglerod termal maydon materiallarining sirt qoplamasini himoya qilish bo'yicha takliflar va rivojlanish yo'nalishlari. ilgari suriladi.
1 Tayyorlash texnologiyasikremniy karbid qoplamasi
1.1 O'rnatish usuli
O'rnatish usuli ko'pincha C / C-sic kompozit materiallar tizimida silikon karbidning ichki qoplamasini tayyorlash uchun ishlatiladi. Ushbu usul birinchi navbatda uglerod / uglerod kompozit materialini o'rash uchun aralash kukunni ishlatadi va keyin ma'lum bir haroratda issiqlik bilan ishlov beradi. Qoplamni hosil qilish uchun aralash kukun va namuna yuzasi o'rtasida bir qator murakkab fizik-kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi. Uning afzalligi shundaki, jarayon oddiy, faqat bitta jarayon zich, yorilishsiz matritsali kompozit materiallarni tayyorlashi mumkin; Preformdan yakuniy mahsulotgacha kichik o'lchamdagi o'zgarishlar; Har qanday tola bilan mustahkamlangan tuzilishga mos keladi; Qoplama va substrat o'rtasida ma'lum bir kompozitsion gradient hosil bo'lishi mumkin, bu substrat bilan yaxshi birlashtirilgan. Shu bilan birga, yuqori haroratda kimyoviy reaktsiya tolaga zarar etkazishi va uglerod / uglerod matritsasining mexanik xususiyatlarining pasayishi kabi kamchiliklar ham mavjud. Qoplamaning bir xilligini nazorat qilish qiyin, chunki tortishish kuchi kabi omillar qoplamani notekis qiladi.
1.2 Atlama bilan qoplash usuli
Slurry qoplama usuli - qoplama materialini va bog'lovchini aralashmaga aralashtirish, matritsaning yuzasiga teng ravishda cho'tkasi, inert atmosferada quritgandan so'ng, qoplangan namuna yuqori haroratda sinterlanadi va kerakli qoplamani olish mumkin. Afzalliklar shundaki, jarayon oddiy va oson ishlaydi va qoplama qalinligini nazorat qilish oson; Kamchilik shundaki, qoplama va substrat o'rtasida zaif bog'lanish kuchi mavjud va qoplamaning termal zarba qarshiligi yomon va qoplamaning bir xilligi past.
1.3 Kimyoviy bug 'reaksiyasi usuli
Kimyoviy bug 'reaksiyasi (CVR) usuli - bu qattiq kremniy moddasini ma'lum bir haroratda kremniy bug'iga bug'laydigan, so'ngra kremniy bug'i matritsaning ichki va yuzasiga tarqaladigan va matritsadagi uglerod bilan in situ reaksiyaga kirishadigan jarayon usuli. kremniy karbid. Uning afzalliklari orasida o'choqdagi bir xil atmosfera, izchil reaktsiya tezligi va hamma joyda qoplangan materialning cho'kma qalinligi; Jarayon oddiy va oson ishlaydi va qoplama qalinligi silikon bug 'bosimini, cho'kish vaqtini va boshqa parametrlarni o'zgartirish orqali boshqarilishi mumkin. Kamchilik shundaki, namunaning o'choqdagi holati katta ta'sir ko'rsatadi va o'choqdagi kremniy bug'ining bosimi nazariy bir xillikka erisha olmaydi, natijada qoplama qalinligi notekis bo'ladi.
1.4 Kimyoviy bug'larni cho'ktirish usuli
Kimyoviy bug 'cho'kishi (CVD) - bu uglevodorodlardan gaz manbai sifatida va yuqori toza N2 / Ar tashuvchi gaz sifatida aralash gazlarni kimyoviy bug 'reaktoriga kiritish uchun ishlatiladigan jarayon va uglevodorodlar parchalanadi, sintezlanadi, tarqaladi, adsorbsiyalanadi va eriydi. uglerod / uglerod kompozit materiallari yuzasida qattiq plyonkalar hosil qilish uchun ma'lum harorat va bosim. Uning afzalligi shundaki, qoplamaning zichligi va tozaligini nazorat qilish mumkin; Bundan tashqari, yanada murakkab shakldagi ish qismi uchun javob beradi; Mahsulotning kristall tuzilishi va sirt morfologiyasi cho'kma parametrlarini sozlash orqali boshqarilishi mumkin. Kamchiliklari shundaki, cho'kish tezligi juda past, jarayon murakkab, ishlab chiqarish narxi yuqori va yoriqlar, to'r nuqsonlari va sirt nuqsonlari kabi qoplama nuqsonlari bo'lishi mumkin.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, o'rnatish usuli laboratoriya va kichik o'lchamli materiallarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish uchun mos bo'lgan texnologik xususiyatlari bilan chegaralanadi; Qoplama usuli uning mustahkamligi pastligi sababli ommaviy ishlab chiqarish uchun mos emas. CVR usuli katta hajmdagi mahsulotlarni ommaviy ishlab chiqarishga javob berishi mumkin, ammo u uskunalar va texnologiya uchun yuqori talablarga ega. CVD usuli tayyorlash uchun ideal usuldirSIC qoplamasi, lekin uning narxi CVR usulidan yuqori, chunki jarayonni boshqarish qiyin.
Xabar vaqti: 22-fevral-2024