مزايا دعامة قارب كربيد السيليكون مقارنة بدعامة قارب الكوارتز

الوظائف الرئيسية لـقارب من كربيد السيليكونالدعم ودعم قارب الكوارتز متماثلان.قارب من كربيد السيليكونيتميز هذا النوع من الدعامات بأداء ممتاز ولكنه باهظ الثمن. وهو يمثل بديلاً لدعامات قوارب الكوارتز في معدات معالجة البطاريات ذات ظروف التشغيل القاسية (مثل معدات الترسيب الكيميائي للبخار ذي الضغط المنخفض ومعدات نشر البورون). أما في معدات معالجة البطاريات ذات ظروف التشغيل العادية، وبسبب اختلاف الأسعار، تتنافس دعامات قوارب كربيد السيليكون والكوارتز.

① علاقة الاستبدال في معدات الترسيب الكيميائي للبخار ذي الضغط المنخفض ومعدات انتشار البورون

تُستخدم معدات الترسيب الكيميائي للبخار عند ضغط منخفض (LPCVD) في عملية أكسدة النفق لخلايا البطاريات وتحضير طبقة البولي سيليكون المُطعّمة. مبدأ العمل:

في ظل ضغط منخفض، وبالتزامن مع درجة حرارة مناسبة، يتم تحقيق التفاعل الكيميائي وتكوين طبقة الترسيب لتحضير طبقة أكسيد نفقية رقيقة للغاية وطبقة من السيليكون متعدد التبلور. في عملية تحضير طبقة أكسيد النفقية والسيليكون متعدد التبلور المُطعّم، تتعرض دعامة القارب لدرجة حرارة تشغيل عالية، مما يؤدي إلى ترسب طبقة من السيليكون على سطحها. يختلف معامل التمدد الحراري للكوارتز اختلافًا كبيرًا عن معامل التمدد الحراري للسيليكون. عند استخدامها في العملية المذكورة أعلاه، من الضروري معالجة دعامة قارب الكوارتز بالتخليل بانتظام وإزالة السيليكون المترسب على السطح لمنعها من التكسر نتيجة التمدد والانكماش الحراريين الناتجين عن اختلاف معامل التمدد الحراري بين الكوارتز والسيليكون. نظرًا لكثرة عمليات التخليل وانخفاض مقاومتها للحرارة العالية، فإن حامل قارب الكوارتز قصير العمر ويتم استبداله بشكل متكرر في عملية تحضير طبقة أكسيد النفقية والسيليكون متعدد التبلور المُطعّم، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة إنتاج خلية البطارية.كربيد السيليكونوهو قريب من خصائص السيليكون. المتكاملقارب من كربيد السيليكونلا يتطلب حامل القارب عملية التخليل في عملية الأكسدة النفقية وتحضير طبقة البولي سيليكون المُطعّمة. يتميز بقوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة وعمر خدمة طويل. وهو بديل جيد لحامل قارب الكوارتز.

تُستخدم معدات توسيع البورون بشكل أساسي في عملية تطعيم ركيزة رقاقة السيليكون من النوع N في خلية البطارية بعناصر البورون، وذلك لتحضير باعث من النوع P وتشكيل وصلة PN. يعتمد مبدأ عملها على التفاعل الكيميائي وتكوين طبقة رقيقة من الترسيب الجزيئي في جو ذي درجة حرارة عالية. بعد تكوين الطبقة، يمكن نشرها بالتسخين بدرجة حرارة عالية لتحقيق وظيفة التطعيم على سطح رقاقة السيليكون. نظرًا لارتفاع درجة حرارة تشغيل معدات توسيع البورون، فإن حامل قارب الكوارتز يتميز بانخفاض مقاومته للحرارة العالية وقصر عمره الافتراضي في هذه المعدات.قارب من كربيد السيليكونيتميز الحامل بقوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة، وهو بديل جيد لحامل قارب الكوارتز في عملية تمدد البورون.

② علاقة الاستبدال في معدات المعالجة الأخرى

تتميز دعامات قوارب كربيد السيليكون (SiC) بقدرة إنتاجية محدودة وأداء ممتاز، وعادةً ما تكون أسعارها أعلى من أسعار دعامات قوارب الكوارتز. في ظروف التشغيل العادية لمعدات معالجة الخلايا، يكون الفرق في العمر الافتراضي بين دعامات قوارب كربيد السيليكون ودعامات قوارب الكوارتز ضئيلاً. يقارن العملاء في المراحل اللاحقة ويختارون بناءً على السعر والأداء وفقًا لعملياتهم واحتياجاتهم الخاصة. وقد أصبحت دعامات قوارب كربيد السيليكون ودعامات قوارب الكوارتز متنافسة ومتواجدة في السوق. مع ذلك، فإن هامش الربح الإجمالي لدعامات قوارب كربيد السيليكون مرتفع نسبيًا في الوقت الحالي. ومع انخفاض تكلفة إنتاج دعامات قوارب كربيد السيليكون، فإن انخفاض سعر بيعها سيزيد من قدرتها التنافسية، وبالتالي ستعزز من قدرة دعامات قوارب الكوارتز على المنافسة.

نسبة الاستخدام

تعتمد تقنية الخلايا بشكل أساسي على تقنيتي PERC وTOPCon. تبلغ حصة تقنية PERC في السوق 88%، بينما تبلغ حصة تقنية TOPCon 8.3%. وبذلك، تصل الحصة السوقية الإجمالية للتقنيتين إلى 96.30%.

كما هو موضح في الشكل أدناه:

في تقنية PERC، تُستخدم دعامات على شكل قوارب لعمليات نشر الفوسفور الأمامي والتلدين. أما في تقنية TOPCon، فتُستخدم هذه الدعامات لعمليات نشر البورون الأمامي، والترسيب الكيميائي للبخار عند ضغط منخفض (LPCVD)، ونشر الفوسفور الخلفي، والتلدين. حاليًا، تُستخدم دعامات كربيد السيليكون بشكل أساسي في عملية الترسيب الكيميائي للبخار عند ضغط منخفض (LPCVD) في تقنية TOPCon، وقد تم التحقق من فعاليتها في عملية نشر البورون.

الشكل: تطبيق دعامات القوارب في عملية معالجة الخلايا

ملاحظة: بعد الطلاء الأمامي والخلفي لتقنيات PERC و TOPCon، لا تزال هناك روابط مثل الطباعة بالشاشة والتلبيد والاختبار والفرز، والتي لا تتضمن استخدام دعامات القوارب وليست مدرجة في الشكل أعلاه.