Sonfotovoltaïese kragopwekking het die wêreld se mees belowende nuwe energiebedryf geword. In vergelyking met polisilikoon en amorfe silikon-sonselle, het monokristallyne silikon, as 'n fotovoltaïese kragopwekkingsmateriaal, 'n hoë fotoëlektriese omskakelingsdoeltreffendheid en uitstekende kommersiële voordele, en het dit die hoofstroom van sonfotovoltaïese kragopwekking geword. Czochralski (CZ) is een van die belangrikste metodes om monokristallyne silikon voor te berei. Die samestelling van die Czochralski-monokristallyne oond sluit in die oondstelsel, vakuumstelsel, gasstelsel, termiese veldstelsel en elektriese beheerstelsel. Die termiese veldstelsel is een van die belangrikste voorwaardes vir die groei van monokristallyne silikon, en die kwaliteit van monokristallyne silikon word direk beïnvloed deur die temperatuurgradiëntverspreiding van die termiese veld.
Die termiese veldkomponente bestaan hoofsaaklik uit koolstofmateriale (grafietmateriale en koolstof/koolstof-saamgestelde materiale), wat volgens hul funksies verdeel word in ondersteunende dele, funksionele dele, verwarmingselemente, beskermende dele, termiese isolasiemateriale, ens., soos getoon in Figuur 1. Namate die grootte van monokristallyne silikon aanhou toeneem, neem die groottevereistes vir termiese veldkomponente ook toe. Koolstof/koolstof-saamgestelde materiale word die eerste keuse vir termiese veldmateriale vir monokristallyne silikon as gevolg van sy dimensionele stabiliteit en uitstekende meganiese eienskappe.
In die proses van czochralcian monokristallyne silikon, sal die smelt van silikonmateriaal silikondamp en gesmelte silikonspatsels produseer, wat lei tot die silisifikasie-erosie van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale, en die meganiese eienskappe en lewensduur van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale word ernstig beïnvloed. Daarom het die manier waarop die silisifikasie-erosie van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale verminder kan word en hul lewensduur verbeter kan word, een van die algemene bekommernisse van monokristallyne silikonvervaardigers en koolstof/koolstof-termiese veldmateriaalvervaardigers geword.Silikonkarbiedlaaghet die eerste keuse geword vir oppervlakbedekkingsbeskerming van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale as gevolg van sy uitstekende termiese skokweerstand en slytasiebestandheid.
In hierdie artikel word die belangrikste voorbereidingsmetodes, voordele en nadele van silikonkarbiedbedekkings bekendgestel, beginnende met koolstof/koolstof-termiese veldmateriale wat in monokristallyne silikonproduksie gebruik word. Op grond hiervan word die toepassing en navorsingsvordering van silikonkarbiedbedekkings in koolstof/koolstof-termiese veldmateriale hersien volgens die eienskappe van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale, en voorstelle en ontwikkelingsrigtings vir oppervlakbedekkingsbeskerming van koolstof/koolstof-termiese veldmateriale word voorgestel.
1 Voorbereidingstegnologie vansilikonkarbiedlaag
1.1 Inbeddingsmetode
Die inbedmetode word dikwels gebruik om die binneste laag silikonkarbied in C/C-sic-saamgestelde materiaalstelsels voor te berei. Hierdie metode gebruik eers gemengde poeier om die koolstof/koolstof-saamgestelde materiaal toe te draai, en voer dan hittebehandeling by 'n sekere temperatuur uit. 'n Reeks komplekse fisies-chemiese reaksies vind plaas tussen die gemengde poeier en die oppervlak van die monster om die laag te vorm. Die voordeel daarvan is dat die proses eenvoudig is, slegs 'n enkele proses kan digte, kraakvrye matriks-saamgestelde materiale voorberei; Klein grootteverandering van voorvorm tot finale produk; Geskik vir enige veselversterkte struktuur; 'n Sekere samestellingsgradiënt kan tussen die laag en die substraat gevorm word, wat goed met die substraat gekombineer is. Daar is egter ook nadele, soos die chemiese reaksie by hoë temperatuur, wat die vesel kan beskadig, en die meganiese eienskappe van die koolstof/koolstofmatriks neem af. Die eenvormigheid van die laag is moeilik om te beheer as gevolg van faktore soos swaartekrag, wat die laag ongelyk maak.
1.2 Slurry-bedekkingsmetode
Die slurry-bedekkingsmetode is om die bedekkingsmateriaal en bindmiddel in 'n mengsel te meng, dit eweredig op die oppervlak van die matriks te smeer, en na droging in 'n inerte atmosfeer die bedekte monster by hoë temperatuur te gesinter, en die verlangde bedekking kan verkry word. Die voordele is dat die proses eenvoudig en maklik is om te gebruik, en die bedekkingsdikte maklik is om te beheer; die nadeel is dat daar swak bindingssterkte tussen die bedekking en die substraat is, en die termiese skokweerstand van die bedekking swak is, en die eenvormigheid van die bedekking laag is.
1.3 Chemiese dampreaksiemetode
Die chemiese dampreaksie (CVR) metode is 'n prosesmetode wat vaste silikonmateriaal by 'n sekere temperatuur in silikondamp verdamp, en dan diffundeer die silikondamp in die binneste en oppervlak van die matriks, en reageer in situ met koolstof in die matriks om silikonkarbied te produseer. Die voordele daarvan sluit in 'n eenvormige atmosfeer in die oond, konstante reaksiespoed en afsettingsdikte van bedekte materiaal oral; Die proses is eenvoudig en maklik om te gebruik, en die laagdikte kan beheer word deur die silikondampdruk, afsettingstyd en ander parameters te verander. Die nadeel is dat die monster grootliks beïnvloed word deur die posisie in die oond, en die silikondampdruk in die oond kan nie die teoretiese eenvormigheid bereik nie, wat lei tot ongelyke laagdikte.
1.4 Chemiese dampafsettingsmetode
Chemiese dampafsetting (CVD) is 'n proses waarin koolwaterstowwe as gasbron en hoë suiwerheid N2/Ar as draergas gebruik word om gemengde gasse in 'n chemiese dampreaktor in te voer, en die koolwaterstowwe word ontbind, gesintetiseer, versprei, geadsorbeer en opgelos onder sekere temperatuur en druk om soliede films op die oppervlak van koolstof/koolstof-saamgestelde materiale te vorm. Die voordeel daarvan is dat die digtheid en suiwerheid van die deklaag beheer kan word; Dit is ook geskik vir werkstukke met meer komplekse vorms; Die kristalstruktuur en oppervlakmorfologie van die produk kan beheer word deur die afsettingsparameters aan te pas. Die nadele is dat die afsettingstempo te laag is, die proses kompleks is, die produksiekoste hoog is, en daar deklaagdefekte kan wees, soos krake, maasdefekte en oppervlakdefekte.
Kortliks, die inbeddingsmetode is beperk tot sy tegnologiese eienskappe, wat geskik is vir die ontwikkeling en produksie van laboratorium- en kleingrootte materiale; die bedekkingsmetode is nie geskik vir massaproduksie nie as gevolg van sy swak konsekwentheid. Die CVR-metode kan voldoen aan die massaproduksie van grootgrootte produkte, maar dit het hoër vereistes vir toerusting en tegnologie. Die CVD-metode is 'n ideale metode vir die voorbereidingSIC-laag, maar die koste daarvan is hoër as die CVR-metode as gevolg van die moeilikheid met prosesbeheer.
Plasingstyd: 22 Februarie 2024