Bugungi dunyoning uzluksiz rivojlanishi bilan qayta tiklanmaydigan energiya tobora tugaydi va insoniyat jamiyati "shamol, yorug'lik, suv va yadro" bilan ifodalanadigan qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishga tobora kuchayib bormoqda. Boshqa qayta tiklanadigan energiya manbalari bilan solishtirganda, insoniyat quyosh energiyasidan foydalanishning eng etuk, xavfsiz va ishonchli texnologiyasiga ega. Ular orasida, substrat sifatida yuqori toza kremniyga ega bo'lgan fotovoltaik hujayra sanoati juda tez rivojlandi. 2023 yil oxiriga kelib, mening mamlakatimning quyosh fotoelektrik o'rnatilgan yig'ilgan quvvati 250 gigavattdan oshdi va fotovoltaik energiya ishlab chiqarish 266,3 milliard kVt soatga yetdi, bu o'tgan yilning shu davriga nisbatan qariyb 30% ga o'sdi va yangi qo'shilgan energiya ishlab chiqarish quvvati 78,42 mln. kilovattni tashkil etdi, bu o'tgan yilga nisbatan 154% ga o'sdi. Iyun oyining oxiriga kelib, fotovoltaik elektr energiyasini ishlab chiqarishning umumiy o'rnatilgan quvvati qariyb 470 million kilovattni tashkil etdi, bu esa gidroenergetikadan oshib, mamlakatimizdagi ikkinchi yirik energiya manbaiga aylandi.
Fotovoltaik sanoat jadal rivojlanayotgan bo'lsa-da, uni qo'llab-quvvatlovchi yangi materiallar sanoati ham jadal rivojlanmoqda. kabi kvarts komponentlarikvarts tigellari, kvarts qayiqlari va kvarts shishalari ular orasida fotovoltaik ishlab chiqarish jarayonida muhim rol o'ynaydi. Masalan, kremniy tayoqchalari va kremniy ingotlari ishlab chiqarishda eritilgan kremniyni ushlab turish uchun kvarts tigellar ishlatiladi; kvarts qayiqlari, quvurlari, shishalari, tozalash tanklari va boshqalar quyosh xujayralari ishlab chiqarishda diffuziya, tozalash va boshqa texnologik aloqalarda va hokazolarda rulman vazifasini bajaradi, kremniy materiallarining tozaligi va sifatini ta'minlaydi.
Fotovoltaik ishlab chiqarish uchun kvarts komponentlarining asosiy qo'llanilishi
Quyosh fotovoltaik xujayralarini ishlab chiqarish jarayonida kremniy gofretlari gofret qayig'iga joylashtiriladi va qayiq diffuziya, LPCVD va boshqa termal jarayonlar uchun gofret qayig'iga joylashtiriladi, silikon karbid konsoli qayiq esa harakatlanish uchun asosiy yuklovchi komponent hisoblanadi. kremniy gofretlarni isitish pechining ichiga va tashqarisiga olib boradigan qayiq tayanchi. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, kremniy karbid konsoli qayiq kremniy gofreti va o'choq trubasining konsentrikligini ta'minlaydi va shu bilan diffuziya va passivatsiyani yanada bir xil qiladi. Shu bilan birga, u ifloslanishsiz va yuqori haroratlarda deformatsiyalanmaydi, yaxshi termal zarba qarshiligi va katta yuk hajmiga ega va fotovoltaik hujayralar sohasida keng qo'llaniladi.
Asosiy batareyani yuklash komponentlarining sxematik diagrammasi
Yumshoq qo'nish diffuziya jarayonida an'anaviy kvarts qayig'i vagofretli qayiqqo'llab-quvvatlash uchun kremniy gofretni kvarts qayiq tayanchi bilan birga diffuziya pechidagi kvarts trubasiga qo'yish kerak. Har bir diffuziya jarayonida, kremniy gofretlari bilan to'ldirilgan kvarts qayiq tayanchi kremniy karbidli belkukka joylashtiriladi. Silikon karbidli qayiq kvarts trubasiga kirgandan so'ng, qayiq kvarts qayig'ini va kremniy gofretni qo'yish uchun avtomatik ravishda cho'kib ketadi va keyin asta-sekin asl joyiga qaytadi. Har bir jarayondan so'ng, kvarts qayiq tayanchini olib tashlash kerakkremniy karbidli belkurak. Bunday tez-tez ishlash kvarts qayiq tayanchini uzoq vaqt davomida eskirishiga olib keladi. Kvars qayig'i tayanchi yorilib, singandan so'ng, butun kvarts qayiq tayanchi kremniy karbidli qayiqdan tushadi va keyin kvarts qismlariga, kremniy gofretlariga va pastdagi kremniy karbid eshkaklariga shikast etkazadi. Silikon karbidli belkurak qimmat va uni ta'mirlash mumkin emas. Baxtsiz hodisa sodir bo'lgandan keyin katta moddiy yo'qotishlarga olib keladi.
LPCVD jarayonida nafaqat yuqorida aytib o'tilgan termal stress muammolari yuzaga keladi, balki LPCVD jarayoni silikon gofret orqali silan gazini o'tkazishni talab qilganligi sababli, uzoq muddatli jarayon gofret qayiq tayanchida kremniy qoplamani hosil qiladi va gofretli qayiq. Qoplangan kremniy va kvartsning termal kengayish koeffitsientlarining nomuvofiqligi tufayli qayiq tayanchi va qayiq yorilib ketadi va ishlash muddati jiddiy ravishda kamayadi. LPCVD jarayonida oddiy kvarts qayiqlari va qayiq tayanchlarining ishlash muddati odatda 2 oydan 3 oygacha. Shu sababli, bunday baxtsiz hodisalardan qochish uchun qayiq tayanchining mustahkamligi va xizmat muddatini oshirish uchun qayiqni qo'llab-quvvatlash materialini yaxshilash ayniqsa muhimdir.
Muxtasar qilib aytganda, quyosh batareyalarini ishlab chiqarish jarayonida jarayon vaqti va ko'p marta ko'payganligi sababli, kvarts qayiqlari va boshqa komponentlar yashirin yoriqlarga yoki hatto sindirishga moyil. Xitoyning hozirgi asosiy ishlab chiqarish liniyalarida kvarts qayiqlari va kvarts naychalarining ishlash muddati taxminan 3-6 oyni tashkil qiladi va ular kvarts tashuvchilarni tozalash, texnik xizmat ko'rsatish va almashtirish uchun muntazam ravishda yopilishi kerak. Bundan tashqari, kvarts komponentlari uchun xom ashyo sifatida ishlatiladigan yuqori toza kvarts qumi hozirda qattiq talab va taklif holatida va narx uzoq vaqt davomida yuqori darajada ishlamoqda, bu ishlab chiqarishni yaxshilashga yordam bermasligi aniq. samaradorlik va iqtisodiy foyda.
Silikon karbidli keramika"ko'rsatish"
Endi odamlar ba'zi kvarts komponentlarini - kremniy karbidli keramika o'rnini bosadigan yaxshiroq ishlashga ega materialni o'ylab topishdi.
Silikon karbidli keramika yaxshi mexanik kuchga ega, issiqlik barqarorligi, yuqori haroratga chidamliligi, oksidlanishga chidamliligi, termal zarba qarshiligi va kimyoviy korroziyaga chidamliligiga ega va metallurgiya, mashinasozlik, yangi energiya va qurilish materiallari va kimyoviy moddalar kabi issiq sohalarda keng qo'llaniladi. Uning ishlashi, shuningdek, fotovoltaik ishlab chiqarishda, LPCVD (past bosimli kimyoviy bug 'birikmasi), PECVD (plazma kimyoviy bug'ining cho'kishi) va boshqa termal jarayon aloqalarida TOPcon xujayralarining tarqalishi uchun ham etarli.
LPCVD kremniy karbid qayiq tayanchi va bor kengaytirilgan kremniy karbid qayiq tayanchi
An'anaviy kvarts materiallari bilan solishtirganda, kremniy karbidli keramik materiallardan tayyorlangan qayiq tayanchlari, qayiqlar va naycha mahsulotlari yuqori quvvatga ega, yaxshi issiqlik barqarorligi, yuqori haroratlarda deformatsiyaning yo'qligi va kvarts materiallaridan 5 baravar ko'proq xizmat qilish muddatiga ega. foydalanish narxini va texnik xizmat ko'rsatish va ishlamay qolishdan kelib chiqadigan energiya yo'qotilishini kamaytirish. Xarajatlarning afzalligi aniq, xom ashyo manbalari keng.
Ular orasida reaksiya sinterlangan kremniy karbid (RBSiC) past sinterlash harorati, past ishlab chiqarish narxi, yuqori material zichligi va reaksiya sinterlash jarayonida deyarli hech qanday hajmning qisqarishiga ega. Ayniqsa, katta o'lchamli va murakkab shakldagi strukturaviy qismlarni tayyorlash uchun javob beradi. Shuning uchun u qayiq tayanchlari, qayiqlar, kantilever qayiqlar, o'choq quvurlari va boshqalar kabi katta o'lchamli va murakkab mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun eng mos keladi.
Silikon karbid gofretli qayiqlarkelajakda ham katta rivojlanish istiqbollariga ega. LPCVD jarayoni yoki borni kengaytirish jarayonidan qat'i nazar, kvarts qayig'ining ishlash muddati nisbatan past va kvarts materialining termal kengayish koeffitsienti silikon karbid materialiga mos kelmaydi. Shuning uchun, yuqori haroratda kremniy karbid qayiq ushlagichi bilan moslashish jarayonida og'ishlar bo'lishi oson, bu esa qayiqni silkitish yoki hatto qayiqni buzish holatiga olib keladi. Silikon karbid qayig'i bir parcha qoliplash va umumiy ishlov berish jarayonini qabul qiladi. Uning shakli va pozitsiyasiga bardoshlik talablari yuqori va u kremniy karbid qayiq ushlagichi bilan yaxshiroq hamkorlik qiladi. Bundan tashqari, kremniy karbid yuqori quvvatga ega va qayiq kvarts qayig'iga qaraganda insonning to'qnashuvi tufayli sindirish ehtimoli ancha past.
Silikon karbid gofretli qayiq
Pech trubkasi o'choqning asosiy issiqlik uzatish komponenti bo'lib, u muhrlanish va bir xil issiqlik uzatishda rol o'ynaydi. Kvarsli pech quvurlari bilan solishtirganda, silikon karbidli pech quvurlari yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga, bir xil isitishga va yaxshi issiqlik barqarorligiga ega va ularning ishlash muddati kvarts quvurlaridan 5 baravar ko'proq.
Xulosa
Umuman olganda, mahsulotning ishlashi yoki foydalanish narxi bo'yicha, kremniy karbidli keramik materiallar quyosh batareyasi maydonining ayrim jihatlarida kvarts materiallariga qaraganda ko'proq afzalliklarga ega. Fotovoltaik sanoatda silikon karbidli keramika materiallarini qo'llash fotovoltaik kompaniyalarga yordamchi materiallarning investitsiya xarajatlarini kamaytirishga va mahsulot sifati va raqobatbardoshligini oshirishga katta yordam berdi. Kelajakda katta o'lchamdagi kremniy karbidli o'choq quvurlari, yuqori tozalikdagi kremniy karbidli qayiqlar va qayiq tayanchlarini keng miqyosda qo'llash va xarajatlarni doimiy ravishda kamaytirish bilan fotovoltaik hujayralar sohasida kremniy karbidli keramik materiallarni qo'llash bo'ladi. yorug'lik energiyasini konvertatsiya qilish samaradorligini oshirish va fotovoltaik energiya ishlab chiqarish sohasida sanoat xarajatlarini kamaytirishning asosiy omili va muhim ta'sir ko'rsatadi. fotovoltaik yangi energiyaning rivojlanishi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 05-noyabr